中型合成氨厂（以煤、焦为原料）的污水处理实例

1. 概述
   我国中型合成氨厂一般也是以煤焦为原料。每生产1t合成氨排出造气污水约50-80t，其污水的来源、特点和性质，与小型合成氨厂基本相似。
   
2. 设计水量及水质
   某中型化肥厂，合成氨生产能力为15*10^4t/a，其造气污水水量为1000m3/h。其水质见表。

   造气污水水质 单位：mg/L

   污染物	水温℃	悬浮物	氰化物	硫化物	挥发酚	氨氮	pH值	CODcr
   造气污水	45-55	50-500	10-30	0.1-10	0.01-3	40-100	6-7.5	30-200

3. 污水处理流程及平面布置
   (1)污水处理流程见图6-25。
   
   从造气车间洗气箱及洗气塔排出的造气污水，经渠道重力流入平流沉淀池及斜管沉淀池进行二次沉淀，再经热水泵加压，送入混流式生物冷却塔冷却，最后用冷水泵加压送回造气车间重复使用。
   从系统中分流出5%左右的造气污水，经生物接触氧化及立式沉淀池处理。生物接触氧化池采用半软性或立体弹性填料，用二级吸入式射流器充氧，处理后的水，可达到国家排放标准及合成氨行业排放标准。这部分水可排出系统也可回用。
   平流沉淀池截留的灰渣，用桥式抓斗起重机抓至堆渣场，用翻斗车外运。斜管沉淀池利用刮泥机将池底细小沉渣集中到池底部中间的集泥坑内，用排泥泵送到煤泥脱水池进行脱水。
   混流型生物冷却塔为横流式冷却、逆流尾气吸收生物降解。冷却填料采用M板型点滴式填料，填料片间距大，上下层间距230mm，单位体积重量约为5kg/m3，可以有效地防止污水中细小的粉煤灰堵塞填料。
   (2)平面布置特点及原则
   ①造气污水一般经沟渠依靠重力自流到污水处理装置，因此，造气污水处理装置应尽量靠近造气车间，以免沟渠过长导致坡降太大，造成沉淀池工作水面较低，影响沉淀池的容积利用率；
   ②造气污水在处理过程中，水中的氰化物、硫化物、挥发酚等有毒、有害物质会逸入空气。因此，造气污水处理装置要布置在场区主导风向的下风向；
   ③因造气污水中悬浮物含量较高，沉淀池截留的泥渣量较大，需要有足够面积的堆渣场。渣场要有必要的进出道路，以便及时将泥渣运出；
   ④在平面布置中，除主要构筑物外，还应考虑堆渣场、配电室、控制值班室及分析化验室等辅助间。一般处理量在1000m3/h的造气污水装置，占地面积为60m*60m左右。
4. 工艺设计与计算
   (1)计算条件
   造气污水水量 Q=1000m3/h
   旁流处理水量 q=50m3/h
   污水中氰化物含量 C=20mg/L
   冷却塔风机抽风量 G=160*10^4Nm3/h
   (2)水量平衡计算
   造气污水在处理过程中，主要有蒸发损失和旁流处理损失两部分。
   蒸发损失 Qc=a·Q·△t m3/h
   式中 Q--造气污水循环量，1000m3/h；
   △t--冷却塔进出水温差，取18℃；
   a--蒸发损失系数，取a=0.16%。
   则 Qc=0.16%*1000*18=28.8m3/h
   设计时取 Qc=30m3/h。
   旁流处理水量按5%计，q=50m3/h。
   若将旁流处理水处理后返回系统，则系统中需补充水30m3/h；
   若将旁流处理水处理后外排，则系统中需补充水80m3/h。
   (3)氰化物的平衡
   分析国内数家中型合成氨厂造气污水处理装置的运行数据，大致可得出以下氰化物的平衡情况：
   当污水中氰化物含量为20mg/L时；
   通过渠道及沉淀池时，氰化物挥发约10%；
   通过冷却塔挥发约80%(含空塔效率15%)；
   因此，塔底水池中氰化物的含量只剩下2-3mg/L。
   当塔内尾气吸收生物降解段挂上生物膜后，可除去挥发出的氰化物约50%左右，经旁流处理后的水中，氰化物含量一般小于0.4mg/L。
5. 主要设备及构筑物
   (1)设备及构筑物选型原则
   ①为最大限度地将造气污水中的悬浮物截留在沉淀池中，一般均采用将平流沉淀池和斜管沉淀池串联起来的二级沉淀处理；
   ②由于造气污水中悬浮物多为炭粒和粉煤灰等，沉渣含水率低，易脱水，流动性差，属无机性泥渣，因此，不能采用静水压力排泥，而应采用人工清泥或抓斗起重机清泥。我国中型合成氨厂多采用抓斗起重机清泥方案。而斜管沉淀池截流的悬浮物颗粒较小，一般用泥桨泵排出；
   ③冷却塔的主要作用是将水温从50℃左右降低到30℃左右，以满足工艺对水温的要求。为去除从水中逸出的氰化物、硫化物及挥发酚等，在风机入口下部，增加了尾气生物降解段。冷却部分为横流冷却，尾气吸收则采用逆流形式。两部分水池分开，以防止生物降解
   阶段的生物膜混入造气水。因此，该塔称为混流式生物冷却塔，与一般横流式冷却塔不同。
   为防止填料堵塞，冷却填料应选用填料间距较大的点滴式填料，而不宜选用薄膜式填料。
   (2)主要构筑物及设备
   主要构筑物及设备见表。
   

   主要构筑物及设备

   序号	名称	规格	数量	材料	说明
   1	平流沉淀池	30m*7.5m*5.2m	2格	钢筋混凝土	表面负荷率为2-3m3/m2·h
   2	斜管沉淀池	8m*8m*4.5m	2格	钢筋混凝土	表面负荷率微平流沉淀池的2-4倍，斜管内切圆直径≥30mm
   3	混流生物冷却塔	玻璃钢风筒 LF60型风机 点滴式PVC材质M板填料 PVC材质费洛克生物填料	2座
   4	冷热水泵		6台
   5	喷淋水泵		2台
   6	生物接触氧化池	聚丙烯材质半软性填料共65m3	2格	钢筋混凝土
   7	二次沉淀池		1格	钢筋混凝土

6. 主要技术经济指标
   造气污水量为1000m3/h
   总投资 317.21万元(1992年12月决算)
   处理成本 0.078元/m3(含电费、折旧、人工工资)
   占地面积 3400m2
   定员 10人
   耗电 406kW
   三材用量
   钢材 290t
   木材 230m3
   水泥 780t
   年操作时间 7000-8000h

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