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刀塔自走棋信使按键失灵:氮肥行業廢水的來源及控制

更新時間:2011-05-06 09:23 來源: 作者: 閱讀:77643 網友評論0

我國氮肥工業始于20世紀30年代。由于受能源構成的限制,我國天然氣資源不足,氮肥工業基本上只能以煤焦為主要原料,煤頭企業約占62%;以天然氣為原料的氮肥企業占21%;以輕油和重油為原料的氮肥企業占17%。但是從總體看,我國氮肥生產已能夠滿足國內農業生產的需要。我國已由世界最大的氮肥進口國轉變為氮肥出口國。氮肥交易穩步增長。從1980年的999萬t增長到2001年的2532萬t,年均增長率為7.3%。氮肥出口逐年增加,進口逐年下降。我國氮肥技術裝備有了很大的提高,能耗大大降低,競爭力提高。然而,氮肥行業在生產過程中,排放大量工業廢水,排放的廢水中,含有氰化物、硫化物、酚類等污染物質。雖然企業都采取了相應的控制和治理措施,但是仍然存在廢水排放量大、處理成本高、設施陳舊、處理效果差等問題。這不僅給周圍地區的水環境帶來不利影響,而且關系到氮肥行業的持續發展。研究氮肥行業廢水控制的現狀,找出存在的關鍵問題及解決方法,對氮肥行業的廢水控制具有指導意義。

1 氮肥行業廢水來源

氮肥行業的廢水種類很多,如以原料劃分有以煤、油、氣為原料的合成氨生產廢水;如以工藝劃分有造氣、脫硫、變換、合成、精排、氨加工產品等廢水;如以廢水的性質劃分有煤造氣含氰廢水、油造氣炭黑廢水、含硫廢水和含氨廢水,其中以造氣含氰廢水和含氨廢水對水環境影響最大。

1.1  合成氨廢水來源

以煤、焦造氣為原料的3個部位:氣化工藝生產產生的造氣廢水;脫硫工序產生的廢水;銅洗工序產生的含氨廢水。以油為原料的炭黑廢水及含氰廢水,脫硫工序產生的脫硫廢水;脫除有機硫過程中產生的低壓變換冷凝液及甲烷化冷凝液即含氨廢水;以氣制合成氨工藝廢水主要是脫硫工序產生的脫硫廢水及銅洗工序產生的含氨廢水,脫除有機硫過程中產生的冷凝液即含氨廢水。

1.2  氮肥(氨加工)廢水來源

碳酸銨生產廢水主要是尾氣洗滌塔產生的含氨廢水;尿素生產廢水主要是蒸餾和蒸發工序的解吸液和冷凝液即含氨廢水;硝酸銨生產廢水主要是真空蒸發工序生產的含氨廢水。

2 廢水控制對策

2.1  實施清潔生產

2.1.1  對于以天然氣為原料,尿素為主要產品的生產廠,可以借鑒滄州某股份有限公司的經驗。

2.1.2  對于以煤為原料,尿素、甲醇為主要產品的生產廠,可以借鑒石家莊某民營化肥有限公司的經驗。但對于雨季污水排放超標問題要妥善處理。

2.1.3  雙甲工藝的實施以及高效填料的使用

所謂“雙甲”工藝,指的是合成氨廠將聯醇、甲烷化技術引入系統,從而省去銅洗再生工藝,這樣,就不存在稀氨水的產生。

用高效填料代替碳化綜合塔洗滌段的泡罩吸收,能最大限度地增加氣液接觸,增加傳質效率。高效填料中以近幾年普遍采用的垂直篩板塔較為經濟、實用。完成了以上兩種改造,就等于徹底杜絕了稀氨水的產生。對于尿素系統而言,只要實“雙甲”工藝一種改造,就可實現稀氨水“零”排放。

2.1.4  廢氨水回收碳酸氫銨

在合成氨過程中,銅洗工序排出稀氨水,經提濃后含氨氮濃度18%~20%,送入碳化副塔吸收碳化尾氣中的CO2,再由副塔泵送入清洗塔,用以溶解清洗塔的結疤,清洗塔出來的清洗液送入碳化塔,吸收由壓縮機送來的加壓CO2氣(來自合成氨生產過程的脫碳二段的廢氣CO2),生成碳酸氫銨結晶,經離心分離制得產品,母液循環使用。

2.1.5  稀氨水變廢為寶

在凈化工段的中溫變換爐后增加了一個低溫變換爐,改革后變換氣中CO2含量由原來的3.5%下降到1.5%,精煉工段所產生的銅洗再生氣由1000m3/h降至400~500 m3/h,從而相應減少了銅洗稀氨水量。為了進一步減少銅洗稀氨水污染,可建立以稀氨水和稀H2SO4為原料生產硫酸銨的生產裝置,稀氨水變廢為寶。

2.2  可行的控制措施

2.2.1  冷卻型塔式生物濾池法

造氣廢水經沉淀池沉淀后,在塔的上部噴淋、降溫,然后進入塔中部的生化段,進行生化處理,以軸流風機通氣,吹脫的含氰化氫氣體,再經塔頂的生物段降解,以減少二次污染。

該法脫氰效率高,設備簡單,無二次污染,成本低,但基建投資大,運行費用稍高,操作管理要求高。適用于排水量大、氰化物濃度高的中型廠。

2.2.2  涼水塔循環回用法

造氣廢水經沉淀后用泵送至涼水塔頂部,使水向下噴淋,為了布水均勻和增大與空氣的接觸面積,塔內安裝木柵或波紋板,廢水中的有毒物質HCN經空氣吹脫,逸入大氣中,噴淋水進入塔下集水池,用泵送至車間造氣回用,涼水塔通風可自然通風或機械通風。

該法選價低,操作方便,容易掌握,脫氰效率高,處理費用低。適用于地處農村或城市近鄰,廢水中含氰量低,水量少的小型廠。

造氣廢水與鍋爐除塵廢水混合經沉淀、冷卻、爐渣過濾后外排或回用。爐渣過濾既有生化處理的特點,又有篩濾的作用,若進水CN濃度較大時,出水CN難達標,因此在設置常規的預處理設施的同時投加適量鐵酸鹽以氧化部分有機物和CN,使進入濾池的CN濃度降低以確保出水水質。

該流程投資小,運行成本低,且除氰效率可達90%以上。適用于處理中小規模污水的小型氮肥廠。

2.2.4  化學沉淀法

化學沉淀法是向含氨氮廢水中投加Mg2+和PO43-,使三者反應生成MgNH4PO4·6H2O沉淀,當n(Mg)∶n(N)∶n(P)=1.3∶1∶1.0 、pH值為9時,氨氮的去除率最高(可達到98%)。沉淀物六水磷酸銨鎂具有比較高的肥效性,可用于苗圃施肥。

該方法的優點:工藝較簡單,氨氮去除率在95%以上。缺點:此法投加藥劑量大,成本較高。適用于處理各種濃度的氨氮廢水,尤其適合于高濃度氨氮廢水處理。

2.2.5  離子交換法

合成氨廠工藝冷凝液從汽提塔上部加入,在填料塔中用蒸氣汽提,廢氣從塔頂放空,塔底的水經冷卻后進入陽離子交換器,除去NH4等陽離子,再由脫碳塔脫去其中的CO2,在陰離子交換器中除去CO32-、SO4 2-等陰離子,然后經陰陽離子混床進一步凈化,回收的脫鹽水,可用于鍋爐補充水或壓縮機、高壓泵等大型機泵的密封水。而汽提用的蒸氣可用來自回收的污蒸氣或鍋爐排污蒸氣,
以節省氣耗。

該方法NH4離子去除效率高,設備簡單,操作易于控制,對含NH4為10~50 mg/L的NH3-N廢水去除率可達93%~97%。適用于中小型企業處理中等以下濃度NH3-N廢水。

2.2.6  CASS法處理化肥廠含NH3-N廢水

CASS法核心構筑物為反應池,沒有二沉池及污泥回流設備,一般情況不設調節池及初沉池,設施布置緊湊,占地省,投資低,運行穩定,基質去除率較高,剩余污泥量少。由于曝氣為間斷的,可根據水質水量變化,靈活調整曝氣時間,從而減低成本。此外可以在單池內實現A/O法和A2/O法以確保廢水達標排放。此方法適用于大、中、小型污水處理工程。

以固定化微生物為主體構成的曝氣生物濾池工藝,其特點是設備投資小,運行費用低,運行管理簡單,本處理工藝產生的污泥量極少,無需增加高額的污泥處置投資和費用。已經運用在陜西興化集團、蘭州石化及垃圾填埋廠等產生高濃度氨氮廢水的企業。

3 結  論

通過調研及資料查閱,為解決氮肥行業廢水超標排放問題,提出了清潔生產對策5項,可行的控制措施7項。這將為氮肥行業的可持續發展起到積極的推動作用。

 

 

 

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