張守健 甘明亮 聶文超
（淄博市匯源環(huán)保設(shè)計院）

　　摘　要：介紹了國內(nèi)幾家化肥行業(yè)特別是合成氨、尿素生產(chǎn)中所排放的主要含氨氮的工業(yè)廢水，采用A/O法（缺氧一好氧工藝）處理的工程實例。通過介紹可為該行業(yè)的廢水處理工程的工藝選擇提供參考。
　　關(guān)鍵詞：氨氮廢水 A/O法 硝化硝化 工程實例

1 前言

　　我國是人口大國，也是農(nóng)業(yè)大國。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)離不開化肥，化肥對農(nóng)業(yè)增產(chǎn)所起到的作用約為40％，因此，化肥在國民經(jīng)濟發(fā)展中始終處于十分重要的地位。我國化肥工業(yè)經(jīng)過改革開放20年的迅猛發(fā)展，現(xiàn)已具備相當(dāng)?shù)囊?guī)模，化肥產(chǎn)量僅次于美國，躍居世界第三，其中氮肥產(chǎn)量以為世界第一。氮肥工業(yè)的原料路線，采用了油、焦為主（約占64％～67％）油氣并存的路線，天然氣僅占19％——20％。不同的原料路線有不同的生產(chǎn)工藝，相同的原料路線也有不同的生產(chǎn)工藝，工藝不同，廢水的來源亦不同。現(xiàn)將合成氨及氮肥主要產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝和廢水來源分述如下：
1.1 合成氨生產(chǎn)工藝與廢水來源：
　　（1）以煤焦造氣生產(chǎn)合成氨工藝廢水主要來自三個部分：
　　①氣化工序產(chǎn)生的脫硫廢水；②脫硫工序產(chǎn)生的脫硫廢水；③銅洗工序產(chǎn)生的含氨廢水。
　　（2）油造氣生產(chǎn)合成氨的廢水，主要來自除炭工序產(chǎn)生的碳黑廢水及含氰廢水；脫硫工序產(chǎn)生的脫硫廢水；以及在脫除有機硫過程中產(chǎn)生的低壓變換冷凝液及甲烷化冷凝液，即含氨廢水。
　　（3）以氣制合成氨工藝廢水，主要是脫硫工序產(chǎn)生的脫硫廢水及銅洗工序產(chǎn)生的含氨廢水，以及在脫除有機硫過程中產(chǎn)生的冷凝液，即合氨廢水。
1.2 氮肥主要產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝和廢水來源
　　碳酸氨生產(chǎn)中的廢水是尾氣洗滌塔產(chǎn)生的含氟廢水；尿素生產(chǎn)中的廢水主要是蒸餾和蒸發(fā)工序產(chǎn)生的解吸液和真空蒸發(fā)工序產(chǎn)生的合成氨廢水。
　　歸納起來，氮肥工業(yè)廢水按其性質(zhì)可分為媒造氣含氧廢水、油造氣碳黑廢水、自硫廢水和含氨廢水，其中以造氣廢水和自氨廢水的水體環(huán)境的影響最大。

表1 造氣污水水質(zhì)及排放標(biāo)準(zhǔn) 污染物 水溫℃ 懸浮物mg/l 氰化物mg/l 硫化物mg/L 揮發(fā)酚mg/l 氨氮mg/l pH CODcr
mg/L 造氣廢水（處理前） 45-55 50-500 10-30 0.1-10 0.01-3 40-100 6-9 30-200 工藝生產(chǎn)對水的要求 ＜32 ＜50 ＜5 ＜1.0 微量 - 6-9 -- 污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)GB8978-1996 Ⅰ級 -- 70 0.5 1.0 0.5 15 6-9 100 Ⅱ級 -- 200 0.5 1.0 0.5 50 6-9 150 合成氨工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)GWPB4-1999（中型） Ⅰ級 -- 100 1.0 1.0 0.20 60 6-9 150 Ⅱ級 -- 100 1.0 1.0 0.20 100 6-9 150

2 工藝原理

　　A/O法生物去除氨氮原理：污水中的氨氮，在充氧的條件下（O段），被硝化菌硝化為硝態(tài)氮，大量硝態(tài)氮回流至A段，在缺氧條件下，通過兼性厭氧反硝化菌作用，以污水中有機物作為電子供體，硝態(tài)氮作為電子受體，使硝態(tài)氮波還原為無污染的氮氣，逸入大氣從而達到最終脫氮的自的。
　　硝化反應(yīng)：NH₄⁺＋2O₂→NO₃^－＋2H⁺+H₂O
　　反消化反應(yīng)：6NO₃^-＋5CH₃OH（有機物）→5CO₂↑＋7H₂O＋6OH^-+3N₂↑

3 工程實例

3.1 吉林化學(xué)工業(yè)集團公司污水處理廠綜合廢水處理工程
3.1.1 工程概況
　　吉林化學(xué)工業(yè)集團公司廢水處理工程設(shè)計規(guī)模為日處理水量24萬m³/d。其中生活污水5.9萬m³/d，含氮廢水3.7萬mWd，化工生產(chǎn)廢水14.4萬m³/d。現(xiàn)實際日處理水量為18萬m³/d。該廢水處理工程中進水主要污染物濃度及設(shè)計出水水質(zhì)參數(shù)見表2。該廢水工程的排放標(biāo)準(zhǔn)符合GB8978--1996二級標(biāo)準(zhǔn)。　

表 表2 吉林污水處理工程進、出水水質(zhì)表 項目 原水濃度 出水濃度 CODcr/(mg/L) 365 120 BOD₅/(mg/L) 156 30 NH₃-NN/（mg/L) 78 25 pH值 ＞7.5 6-9 色度（稀釋倍數(shù)） 83 83 SS/(mg/L) 250 70

3.1.2 工藝流程及簡述
　　（1）工藝流程

（2）工藝流程簡述　
　　化工廢水經(jīng)泵提升進入均質(zhì)反應(yīng)池在此加堿中和后進入沉淀地沉淀。沉淀污泥濃縮后，脫水外運。沉淀出水進入穩(wěn)流池，后進入曝氣沉淀地，之后再進入沉淀池與經(jīng)過曝氣沉淀處理的生活污水一同進入A/O（硝化反硝化）生化處理系統(tǒng)。最后廢水經(jīng)接觸消毒排放。
3.1.3 主要技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)
　　 吉化集團公司污水處理廠，工程總投資5.4億元。年運行費5400萬元/a，其中生產(chǎn)成本3600萬 元/a，管理費用1300方/a，稅金500萬元/a。污水處理成本為1.08元/m³（按生產(chǎn)成本核算直接處 理成本為0.65元/m³）。
3.2 九江石化總公司化肥廠廢水處理工程
3.2.1 工程概況
　　 九江大化肥工程，年生產(chǎn)臺成氨30萬噸，尿素52萬噸。合成氨裝置采用謝爾渣油汽化工藝 魯奇的低溫甲醇洗和凱洛格的氨合成工藝，尿素裝置采用斯娜姆氣提工藝。
　　廢水處理裝置是該工程配套的公用設(shè)施之一。包括灰沉降單元、化學(xué)處理單元和生化處理單元。
3.2.2 工藝流程及簡述
　　 （l）工藝流程

　　（2）工藝流程簡述
　　灰沉降單元主要處理和合成氨汽化部分約40t/h的碳黑廢水，碳黑廢水經(jīng)灰沉降罐，除去部分碳黑后，約30t/h送入渣油汽化工段回用，約10t/h進入污水氣提塔脫除NH₃、H₂S后，經(jīng)化學(xué)處理單元處理，脫水除重金屬V、Vi后，進人均衡池。
　　生化處理單元主要經(jīng)化學(xué)單元處理后的廢水、合成氨裝置的CO₂洗滌水、尿素裝置工藝?yán)淠骸?生活污水、罐區(qū)的污染雨水，這五股廢水進入生化處理單元，此單元采用A/O工藝。
3.3 山東綠源化工集團氮肥分廠廢水處理工程
3.3.1 項目概況
　　該廠現(xiàn)有2.5萬噸/年合成氨生產(chǎn)裝置，現(xiàn)配套的廢水處理設(shè)施只對外排廢水做沉淀處理，故有些污染物如氰化物、氨氮、硫化物等，還不能達到排放標(biāo)準(zhǔn)。
　　該工藝采用A/O法處理技術(shù)。設(shè)計水量為1200m³/d。
　　設(shè)計進水水質(zhì)
　　CODcr≤230mg/l 　 pH：7－8 　 SS≤600mg/l　 氰化物≤12.0mg/l
　　氨氮≤460mg/l 　　 揮發(fā)酚≤0.50mg/l 　　　 硫化物≤5.58mg/l
　　處理后水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)
　　符合國家《合成氨工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GWPB44-1999）執(zhí)行表1二級排放標(biāo)準(zhǔn)。詳見表深。
3.3.2 工藝流程及簡述
　　（1）工藝流程
　　生產(chǎn)廢水和部分生活污水（由于工藝上要求，生產(chǎn)廢水需加入部分生活污水一同處理）混合后進入調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)水量均衡水質(zhì)。混合污水由水泵提升，加人藥劑后，進入一沉池沉淀去除部分懸浮物和大部分氰化物，以減小后續(xù)處理負(fù)荷和降低氰化物對微生物的抑制和毒害作用。一沉池出水和回流混合液進入缺氧池，進行反硝化脫氮反應(yīng)，NO₃－N被還原為N₂進入空氣，污水則進入好氧池。在好氧池內(nèi)，進行降解和硝化反應(yīng)，BOD大部分被降解，NH₃－N轉(zhuǎn)化為NO₃－N。好氧池出水大部分回流，剩余部分進入二沉池，二沉池出水進入儲水池后，用泵泵入廠辦公生活區(qū)水景噴泉配水系統(tǒng)，這樣既可以美化了廠區(qū)環(huán)境，又節(jié)省了水資源。二沉池污泥和一沉池污泥一同進入污泥濃縮池，經(jīng)濃縮后，排人干化場進行干化脫水，上清液則回流至調(diào)節(jié)池重新處理。
3.3.3 主要技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)
　　工程總投資廠135萬元，噸水處理費用0.68元。本方案建議廠方將污水回用于生產(chǎn)或水景噴泉，處理后污水按20％回用率考慮，每方水按0.8元計，噸水回用效益：1×20％×0.8=0.16元/m³·水。

4 結(jié)束語

　　A/O法生物脫氮廢水處理技術(shù)是90年代初期先后開發(fā)出來的廢水處理技術(shù)，它能有效的將化工廢水中的COD組分和氨氮污染物氧化降解掉，使廢水中的各項污染物指標(biāo)達標(biāo)排放。但近十年來，這種性能良好的廢水處理技術(shù)并沒有得到很好地應(yīng)用，A/O法生物脫氮廢水處理技術(shù)只在吉化公司和九江大化肥廠等為數(shù)很少的大企業(yè)中使用，此技術(shù)有待在中小型化肥廠中特別是氮肥（合成氨、尿素）行業(yè)中推廣應(yīng)用。