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        氨氮超標(biāo)煤氣化廢水處理

        2020-11-16 06:59:33于鑫龍高真萬強(qiáng)
        裝飾裝修天地 2020年21期
        關(guān)鍵詞:廢水處理氨氮

        于鑫龍 高真 萬強(qiáng)

        摘? ? 要:為解決短期內(nèi)中高濃度氨氮處理的問題, 結(jié)合天津臨港勝科水務(wù)有限公司現(xiàn)有的條件,提出了利用折點(diǎn)氯化法對某電廠中高濃度氨氮的廢水進(jìn)行預(yù)處理,通過前期預(yù)處理,從而減少進(jìn)水氨氮的濃度。改造后,使得水廠日處理水量提高了25%,并且系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定,不僅解決了系統(tǒng)超負(fù)荷運(yùn)行的問題,還提高了收益,具有十分顯著的經(jīng)濟(jì)效益和實(shí)踐效益。

        關(guān)鍵詞:折點(diǎn)氯化法;氨氮;廢水處理

        1? 引言

        整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)(integrated gasification combined cycle , IGCC)發(fā)電技術(shù)是目前國際上被驗(yàn)證的、能夠工業(yè)化的最潔凈、最具發(fā)展前景的高效燃煤發(fā)電技術(shù)。它是將煤氣化技術(shù)和高效燃?xì)庖徽羝?lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)集成的一種潔凈煤發(fā)電技術(shù)。煤氣化廢水、含硫廢水是IGCC電廠氣化、凈化和硫回收單元所產(chǎn)生的特有廢水,污染性較強(qiáng),處理難度較大。

        天津某家IGCC電廠配備一套自己廢水處理系統(tǒng),但由于設(shè)計(jì)進(jìn)、出水水質(zhì)與實(shí)際情況偏差較大,工藝路線不合理。導(dǎo)致每日產(chǎn)生約1000m?中高濃度(200mg/L~600mg/L)的氨氮廢水。該廠計(jì)劃在2021年建設(shè)一套新的污水處理工藝,在新的污水處理系統(tǒng)投入使用之前,或污水處理系統(tǒng)故障期間,工廠產(chǎn)生的高氨氮煤氣化廢水直接排放到污水處理廠。

        天津臨港勝科水務(wù)有限公司進(jìn)水氨氮的設(shè)計(jì)負(fù)荷為35mg/L,總氮為70mg/L,日處理量為10000m?/d。但受該廢水的影響,污水處理受到嚴(yán)重影響,因此,需要尋求一種簡單方便有效的處理方案,來解決短期內(nèi)中高濃度氨氮廢水處理問題。

        常用的氨氮前處理方法有吹脫法,吸附法,沉淀法以及離子滲析交換法等。然而這些方法往往需要占用較大的場地,添加額外的設(shè)備,甚至產(chǎn)生一些沉淀,影響后續(xù)處理。為此,本文提出一套新的氨氮預(yù)處理方案,采用折點(diǎn)氯化法去除氨氮,對預(yù)處理系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造,并對預(yù)處理系統(tǒng)改造前后的運(yùn)行實(shí)效進(jìn)行對比和說明。

        2? 預(yù)處理系統(tǒng)改造前后工藝流程

        改造前,來自電廠的中高濃度氨氮廢水進(jìn)入儲水池,由儲水池再進(jìn)入均質(zhì)池,被其他低濃度氨氮的廢水稀釋后進(jìn)入水解酸化池。這種情況下,水廠每天只能處理600m?的中高濃度氨氮廢水,由于平均進(jìn)水氨氮濃度由18mg/L提高到40mg/L,導(dǎo)致系統(tǒng)運(yùn)行超負(fù)荷,整體處理水量由每日10000m?下降到8000m?,并且乙酸鈉的投加量增加。

        改造后,將一個800m?的儲水池用作預(yù)處理反應(yīng)池,電廠廢水與次氯酸鈉溶液經(jīng)過混合裝置,平均以40m?/h的流速進(jìn)入反應(yīng)池,經(jīng)過3.5h的停留反應(yīng),廢水氨氮濃度可以降至50mg/L以下。然后進(jìn)入均質(zhì)池,與其他工業(yè)廢水進(jìn)行混合,再進(jìn)入水解酸化池進(jìn)行下一步處理。

        3? 預(yù)處理系統(tǒng)改造后運(yùn)行實(shí)效

        本次預(yù)處理系統(tǒng)改造投資少,充分利用現(xiàn)有的儲水池、管道、電器等配套工程;工期短,從改造施工到試運(yùn)行僅僅用了一周。從預(yù)處理改造后的運(yùn)行情況來看,達(dá)到了預(yù)期效果,主要體現(xiàn)在以下幾個方面。

        3.1? 系統(tǒng)運(yùn)行恢復(fù)

        從圖1可以看出,系統(tǒng)的污水處理能力與廠進(jìn)氨氮濃度的高低密切相關(guān)。2020年2月之前,未進(jìn)行預(yù)處理改造前,水廠每日處理水量最多只能達(dá)到8500m?/d,2020年2月和3月電廠停產(chǎn),水廠運(yùn)行系統(tǒng)不受高濃度氨氮的影響,處理能力恢復(fù)到10000m?/d。2020年4月到8月,電廠恢復(fù)生產(chǎn),產(chǎn)生的廢水經(jīng)過預(yù)處理后,氨氮濃度和總氮濃度可以去除80%以上,系統(tǒng)運(yùn)行可以達(dá)到最大負(fù)荷并且不會出現(xiàn)出水超標(biāo)的情況。

        3.2? 能耗減少

        預(yù)處理之前,為保證系統(tǒng)可以正常運(yùn)行,高氨氮廢水只能分批進(jìn)入均質(zhì)池,經(jīng)稀釋后再進(jìn)入后續(xù)系統(tǒng)。系統(tǒng)在進(jìn)水平均氨氮濃度35mg/L的情況下滿負(fù)荷運(yùn)行,為去除過量的氨氮,好氧池的耗氧量增加,3臺風(fēng)機(jī)需要全部開到最大以保證充足的氧氣供應(yīng)。反硝化過程中產(chǎn)生的硝氮也大幅度升高,乙酸鈉投加量隨之增加,乙酸鈉的過量投加導(dǎo)致COD增大,從而臭氧氧化裝置能耗提高。此時(shí)系統(tǒng)所能處理的最大水量也僅8000m?/d,并且各個系統(tǒng)都在滿負(fù)荷運(yùn)行,導(dǎo)致出水不穩(wěn)定,經(jīng)常出現(xiàn)超標(biāo)情況,給水廠帶來很大的損失。

        經(jīng)次氯酸鈉預(yù)處理之后,氨氮轉(zhuǎn)化為氮?dú)猓M(jìn)水平均氨氮濃度在20mg/L,系統(tǒng)恢復(fù)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn),乙酸鈉用量減少,并且處理水量也提高25%,甚至更高。按照每度電0.6元,液體乙酸鈉1000元/m?,次氯酸鈉500元/m?,1000 m?氨氮濃度為300mg/L的廢水,處理量10000m?/d計(jì)算,經(jīng)預(yù)處理之后,每日污水廠可提高6000元的收益,并且系統(tǒng)損耗大幅度降低,可持續(xù)性更好。

        4? 結(jié)語

        折點(diǎn)氯化法通常被用來處理低氨氮濃度的工業(yè)廢水,與其他方法相比較,該方法具有反應(yīng)速度快,脫氮效果穩(wěn)定,污染小等特點(diǎn)。但很少有人將該方法用于中高濃度氨氮廢水的處理。煤氣化廢水、含硫廢水是IGCC電廠氣化、凈化和硫回收單元所產(chǎn)生的特有廢水,污染性較強(qiáng),處理難度較大。本文從實(shí)際應(yīng)用出發(fā),結(jié)合該方法,成功解決了短期內(nèi)中高濃度氨氮煤氣化廢水處理的問題,為水廠降低了污水超標(biāo),設(shè)備高損耗的風(fēng)險(xiǎn),并且提高了收益,為折點(diǎn)氯化法的應(yīng)用提供了實(shí)用案例。

        參考文獻(xiàn):

        [1] 吳火強(qiáng),袁國全,劉亞鵬,王相平,王璟,李相軍,吳志宏.IGCC電廠水分級利用與零排放方案研究[J].中國電力,2019(2):26~33.

        [2] 祁利明,趙宇,王海濤.火電廠廢水處理系統(tǒng)氨氮超標(biāo)處理淺析[J].工業(yè)用水與廢水,2015(3):30~31+68.

        [3] 押玉榮,王曉磊,王富民,安少鋒,王偉燕,李小亞,李興美,吳江渤,韓墨菲.污水處理廠應(yīng)急加藥去除氨氮的應(yīng)用研究[J].中國給水排水,2019(1):107~110.

        [4] 寧方敏.折點(diǎn)氯化法處理化工皂化污水中氨氮的實(shí)驗(yàn)研究[J].化工設(shè)計(jì)通訊,2020(5):227+257.

        通訊作者:

        萬強(qiáng)(1993—)男,漢族,天津人,碩士,主要從事水處理研究。

        作者簡介:

        于鑫龍(1988—)男,漢族,天津人,本科,主要從事水廠運(yùn)行工藝。

        高真(1987—)女,漢族,河北人,高級分析員,本科,主要從事水質(zhì)檢測分析。

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