合成氨废水的处理.docx

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合成氨废水的处理

合成氨废水的处理

摘要：

本文主要对合成氨废水的处理现状进行介绍，并结合国内一些合成氨工业的具体工艺流程进行介绍：

我国现主要以生物技术处理含氨氮的废水，以A/O工艺为基础做了创新。

关键词：

合成氨废水；CASS；工艺流程

前言

合成氨工业是基本的无机化工工业之一，我国对氨产品的需求很高,带动了合成氨工业的大力发展，但同时伴随着废水的处理问题。

合成氨废水的最大特点是高氨氮,如果不加处理直接排入水体会造成水体的富营养化，破坏水体的自然状态；如果直接排入混合污水处理厂，则会引起较大的氨氮冲击负荷,因此需预先在厂内进行处理.

1废水来源及特点

1。

1来源

煤焦造气生产合成氨工艺废水主要来自3个部分:

气化工序产生的脱硫废水；脱硫工序产生脱硫废水；铜洗工序产生的含氨废水。

油造气生产合成氨的废水，主要来自除炭工序产生的碳黑废水及含氰废水;脱硫工序产生的脱硫废水;以及在脱除有机硫过程中产生的低压变换冷凝液及甲烷化冷凝液,即含氨废水。

气制合成氨工艺废水，主要是脱硫工序产生的脱硫废水及铜洗工序产生的含氨废水，以及在脱除有机硫过程中产生的冷凝液，即含氨废水。

碳酸氨生产中的废水是尾气洗涤塔产生的含氨废水；尿素生产中的废水主要是蒸馏和蒸发工序

产生的解吸液和真空蒸发工序产生的含氨废水.硝酸铵生产中的废水主要是真空蒸发工序产生的含氨废水。

归纳起来,氮肥工业废水按其性质可分为煤造气含氰废水、油造气碳黑废水、含硫废水和含氨废水，其中以造气废水和含氨废水的水环境影响最大.

1。

2特点

合成氨工业废水中氨氮浓度较高,COD、BOD偏低,采用生物脱氮工艺一般需要投加碳源和碱;废水中含有一定量的矿物油、硫化物和氰化物，进行生物脱氮前一般应进行适当的预处理。

2废水处理发展现状

目前，含氨氮废水的处理技术，有空气蒸汽气提法、吹脱法、离子交换法、生物合成硝化法、化学沉淀法等，但均有不足之处，如气提法能耗高、容易结垢,并且必须进行后处理，否则会产生二次污染。

用吹脱法处理高氨氮废水，其能量消耗高，产生大气污染;吹脱法需要在pH高于的条件下才能实现，用石灰调整pH值会使吹脱塔结垢，因此吹脱法的应用受到限制;吹脱效果还受到水温的影响；另外，由于吹脱塔的投资很高，维护不方便，国外一些吹脱塔基本上都己停运行。

吸附法受平衡过程控制，不可能除去废水中少量的氨氮，离子交换法树脂用量较大，再生频繁,废水需预处理除去悬浮物。

生物硝化反硝化法是现阶段较为经济有效的方法,工艺较为成熟，并已进人工业应用领域，但该法的缺点是温度及废水中的某些组分较易干扰进程,且占地面积大、反应速度慢、污泥驯化时间长，对高浓度氨氮废水的处理效果不够理想；常规的化学沉淀法采用铁盐、铝盐、石灰法，将产生大量的污泥，这些污泥的浓缩脱水性能较差，给整个工艺增加困难.上述方法的共同不足之处是处理后的氨氮无法回收利用[1］。

基于可持续发展观念，在高浓度氨氮废水处理方面,不仅要追求高效脱氮的环境治理目标，还要追求节能减耗、避免二次污染、充分回收有价值的氨资源等更高层次的环境经济效益目标，才是治理高浓度氨氮废水的比较理想的技术发展方向［2］.

3工程设计实例

3。

1CASS生化反应实例分析

3.1。

1废水来源

污水来自全厂综合排水，总排污水120m3/h:

包括各生产车间跑，冒，滴，漏产生的废水及地面冲洗水。

主要成分是高浓度的有机物（COD/BOD）、氨氮和石油类,且含有一定量的悬浮物.

3。

1。

2污水水质分析

从进水水质成分来看，污水的主要成分是高浓度的有机物（COD/BOD）、氨氮和石油类.由于石油类浓度高达200mg/L，直接进人生化处理将影响生化处理的运行，直至整个生化处理瘫痪,因此在进人生化处理系统前必须对石油类进行预处理,预处理的方法为前级加隔油池，后再进人组合气浮装置处理。

另外由于COD和氨氮浓度均高,需采用CASS法，去除COD和部分氨氮，并在其后加一级MBBR生物接触池，强化氨氮的去除效果以及SS的去除,后再送到BSK一120D一体化净水器处理,这样出水即可达到循环冷却系统补充水水质要求【3】。

3。

1。

3主要构筑物及最核心构筑物简介

主要由格栅槽、调节池、隔油池、混凝反应池、组合气浮、费油收集池、CASS生化反应系统、曝气系统、中间水池1，2、BSK一体化净水器等构成（图一）。

图一工艺流程方框图

其中CASS是核心构筑物.在该反应系统中将完成污水中BOD、COD、NH3一N和SS的去除.反应池按进水曝气、沉淀、排水、闲置四个阶段的时间顺序运行,其中沉淀、排水和闲置阶段不曝气。

由于本污水处理厂的污水系含氨氮的化工废水，COD和氨氮含量较高,成分变化不稳定,需要强化曝气，因此设计曝气时间相对较长，设计的曝气时间为3h。

选定各阶段运行时间为：

进水曝气3h,沉淀1.sh,排水lh，闲置0.5h（用于系统调整），操作周期为6h。

由于日处理污水规模为2880扩，则每1周期处理的污水量为720厅，考虑到进水、排水以及系统运行的连续性，设计将CASS反应系统分为2个序列，每个反应序列周期处理水量为3印耐，设计的进水流量3印扩/周期（3h），排水流量为360m3/h.处理后的上清液排人中间水池,供MBBR生物接触池处理。

出水采用灌水器，运行采用PLC全自动控制.

3。

2MAP－A/O工艺处理合成氨废水的工程实践。

3.2。

1废水情况

该化工企业年生产能力为5万t总氨,其中液氨的生产能力为3万t/a，联醇2万t/a.进入终端废水处理站的生产废水主要为造气循环外排水、压缩机排油废水、软水处理系统所产生的浓水、合成循环外排水、联合厂房内冲洗水、脱硫、焦炭过滤器外排冷凝水。

混合废水水量为1200m3/d,废水水质为:

pH为8～9。

5,COD为340mg/L,SS、NH3—N质量浓度分别为180、510mg/L。

3.2.2主要构筑物

主要由初沉池、调节池、机械反应池、平流式沉淀池、曝气池、缺氧池、终沉池等组成（如图二）。

图二废水处理工艺流程

MAP化学沉淀系统采用MgO+H3PO4的药剂组合，反应药剂摩尔比取Mg2+：

NH4+：

PO43—=1。

2:

1：

0。

8。

在pH为9。

0，进水温度19~30℃，机械反应池搅拌速度100r/min，反应时间50min,沉淀池沉淀时间10h等运行条件下，化学沉淀系统NH3-N去除率稳定在62.9％.运行费用较低，处理1t氨氮质量浓度为510mg/L（以N计）的合成氨废水，运行费用为3。

45元［4］.

3.3ＣＡＳＳ＋ＢＡＦ工艺在合成氨废水处理中的应用

3。

3.1工程概况

该企业合成氨生产能力为１００ｋｔ／ａ,其中液氨为５０ｋｔ／ａ、甲醇为４０ｋｔ／ａ

、碳酸氢铵为４０ｋｔ／ａ。

废水主要来自脱硫净化、压缩、变换、合成、甲醇等工段，水量为２００ｍ３／ｄ，主要污染物为ＣＯＤ、氨氮、悬浮物和硫化物等【5】。

3。

3.2废水处理工艺

厂区废水首先通过格栅去除较大悬浮物后进入调节池，经废水提升泵打入隔油沉淀池，出水自流到水解酸化池,再由废水提升泵打入ＣＡＳＳ反应池进行曝气、沉淀滗水、上清液滗水到中间水池，后经中间水泵打入曝气生物滤池（ＢＡＦ），出水入回用水池，经杀菌处理后由回用水泵打入厂区各回用水点.隔油沉淀池产生的沉渣和ＣＡＳＳ反应池产生的剩余活性污泥分别通过排泥泵定期打入污泥浓缩罐,浓缩后的污泥进入污泥干化场（如图三）。

图三废水处理工艺流程

ＣＡＳＳ工艺具有建设费用低、运行操作灵活、去除有机物及脱氮效果好等优点。

ＢＡＦ工艺具有生物膜法的突出优点：

即处理效率高、出水水质好、抗冲击负荷能力强、尤其对低浓度有机废水仍有较好的去除效果，且占地面积小、操作简单等。

本工程设计采用“ＣＡＳＳ＋ＢＡＦ"组合工艺处理合成氨废水，利用两级生化处理、双重脱氮功能保证了出水中有机物、氨氮及ＳＳ的有效去除，出水水质满足回用水水质要求。

4总结

通过对以上三个工程工艺介绍，近年对合成氨废水的处理主要以生物法为主，因为其具有污染小，可循环，符合可持续发展等的特点，并且由以上可知,生物法正在不断得到改善。

CASS工艺是SBR法的一种新的变革形式，它将有机物降解、混合液沉淀于一体,设置了生物选择区、缺氧区和好氧反应区，同时采取污泥回流措施,能够在去除有机污染物的同时强化生物脱氮功能【6-11】;

MAP法脱除废水中氨氮的基本原理就是通过向废水中投加镁盐和磷酸盐，使Mg2+、PO43—（或HPO42-）与废水中的NH4+发生化学反应，生成复盐（MgNH4PO4·6H2O）沉淀,从而将NH4+脱除.该方法的特点是可以处理各种浓度的氨氮废水,在高效脱氮的同时能充分回收氨,所得到的沉淀物MgNH4PO4可作为复合肥料，因此该法具有较高的经济价值[12］。

此例采用MAP—A/O工艺对河南某化工厂的高浓度氨氮进行了资源化处理;

ＢＡＦ工艺具有生物膜法的突出优点：

即处理效率高、出水水质好、抗冲击负荷能力强、尤其对低浓度有机废水仍有较好的去除效果，且占地面积小、操作简单等.本工程设计采用“ＣＡＳＳ＋ＢＡＦ”组合工艺处理合成氨废水，利用两级生化处理、双重脱氮功能保证了出水中有机物、氨氮及ＳＳ的有效去除，出水水质满足回用水水质要求.

5展望

合成氨工业经过几十年来的不断技术革新改造，污水治理工作取得了一定的成果，但是由于各企业产品结构、工艺路线与管理水平不尽相同,部分企业外排水中COD、氨氮、硫化物等污染物质仍存在超标现象,水污染问题一直未得到有效的控制。

经济有效的氨氮废水资源化处理技术还需要更深入的研究，使废水中氮、磷等营养物质的回收与再生成为可能。

资源化技术的开发研究将使新技术在社会效益、经济效益和生态效益之间找到平衡点，实现可持续发展。

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