我国是严重缺水的之一。由于工业用水一般占城市供水量的80%左右,所以工业节水具有重大意义。工业节水节水的措施有数种,其中处理水回用为重要,我国工业回用水率与发达相比较低,所以工业废水处理回用具有广阔的发展前景。
1 工程概况
某公司采用当地煤炭建设煤制气项目。具体工艺为:粉煤激冷气化技术+变换+甲醇洗+甲烷化,配CFB锅炉。本回用水处理场主要收集全厂四股废水作为原水,处理后出水能够达到循环水补充水的要求,其设计进水规模为1800m3/h。
2 设计水量水质
2.1各装置排水水量及主要水质参数。
2.2回用水场出水水质
为达到对煤化工项目节水指标,要求提高污水的回用率,尽可能采用先进、成熟、可靠并且投资低的技术使回用水水质达到可作为循环水补充水要求,以代替新鲜水量。处理厂出水水质允许浓度(日均值)(mg/L)见表2。
注:括号外数值为水温>120C时的控制指标,括号内数值为水温≤120C时的控制指标。
3 处理工艺方案的确定
本回用水场主要收集全厂四股废水,处理后出水作为循环水补充水使用。每股水的特點及处理方法如下:
股废水:从装置排出水水质情况可以看出,气化污水、初期污染雨水、化验废水、变换废水等水质情况较为复杂,混合后体现出低COD、高氨氮、高硬度的特点,由于气化废水水量且有一定的波动性,故需要经过缓冲罐进行缓冲调节后均匀送入后续处理单元。这股混合污水首先进入LHPS(高效沉淀池),在这里投加石灰、FeCl3、PAM等药剂以去除硬度、某些重金属离子、S2-和一定量的COD(降低35%左右),为后续的处理提供良好的条件。
第二股废水:脱硫废水、超滤反洗排水、RO浓水、酸碱废水、反洗废水、循环水场排污等水有机物成分很低,污染物质主要是无机盐类,其中循环水场排污水一般总磷会在10mg/L左右,混合后经过LHPS处理后进入BiosS-Treat处理,以使出水满足RO的进水要求,防止生物污堵的产生,然后进入RO单元进行除盐。
第三股废水:甲醇洗废水、生活污水是污水脱氮工序优良的碳源,直接进入A池,其中是否需要投加甲醇应根据各股污水水质得变化情况而定。
第四股废水:锅炉排水(包括汽包排液、废锅排液、锅炉排污水)的水质化学指标十分优异,完全能够满足循环水系统补水的水质要求,仅仅是温度超高,所以这部分水直接汇入回用水池同其中的水进行混兑降温即可回用。
4 工艺流程
股废水进入缓冲罐,经过水量均衡后均匀地送往LHPS-1,在这里投加石灰、FeCl3、PAM等药剂以去除硬度、某些重金属离子(Fe等)、S2-和一定量的COD(降低35%左右),之后进入AO池去除COD和氨氮等有机污染物,由于脱氮阶段需要C源,往往要人为地向A池中投加甲醇,在本工程中正好有上述第三股废水可资利用。第三股废水中的污染物单一,可生化性好,可以达到给A池补充C源的需要。由于混合污水氨氮含量很高,仍需要设计甲醇投加系统来人为地补充投加甲醇。在AO单元还需要设磷投加装置以满足生物降解的需要。AO单元出水进入二沉池进行泥水分离,之后进入LHPS-2单元,在这里需要投加FeCl3、PAM等药剂进一步去除悬浮物、剩余的P和一定量的COD(降低35%左右)。鉴于废水处理的目标是要达到RO-1的进水要求,LHPS-2出水进曝气生物滤池BAF(DN)进行脱氮,在这里主要是进一步完成对硝酸盐的脱氮作用。出水进入臭氧接触池,对难降解COD进行分解,提高污水的B/C比。然后污水进入BAF(C)-1进一步去除有机物,然后进入V型滤池,去除剩余SS。这时的水质已经基本能够满足RO-1单元的进水条件,但为了使RO的运行更加平稳、长久,更好地防止生物污堵,在水进入RO-1之前需经过BiosS-Treat的预处理,然后再进入RO进行除盐。产水进入回用水池,RO-1浓水送至清净水处理单元进行进一步处理。
第二股废水进入清净下水处理单元进行处理,先经过LHPS-3,在这里投加石灰、FeCl3、PAM等药剂以去除硬度、某些重金属离子(Fe等)、P和一定量的COD(降低35%左右),为了使RO-2的运行更加平稳、长久,更好地防止生物污堵,在水进入RO-2之前需经过BiosS-Treat的预处理,然后再进入RO进行除盐,产水同第四股废水混兑进入回用水池,继而送到循环水场作为补充水。RO-2浓水送至浓水处理单元进行进一步处理。浓水处理单元是专门为了处理外排浓水而专门设计的,浓水先进入臭氧接触池,对难降解COD进行分解,提高污水的B/C比,然后进入BAF(C)-2,对有机物进行降解,达到GB18918-2002中一级A标准后外排。
5 结语
本回用水处理厂采用处理流程为“LHPS1+A/O处理单元+ LHPS2+BAF+V型滤池+RO”,与传统方法相比,经济且运行稳定,污水处理的效果较好,达到了回用水的水质要求。废水回用具有较大的经济效益和社会效益。如果变换废水在进入污水处理场前能够加以有效的预处理,将氨氮降低到一定水平(例如低于200mg/L),那么将大大地降低本工程的投资费用和运行成本。