淺析提高煤化工企業污水處理能力的途徑

曲 濤，張奎同

(兗礦國宏化工有限責任公司，山東 鄒城 273500)

淺析提高煤化工企業污水處理能力的途徑

曲 濤，張奎同

(兗礦國宏化工有限責任公司，山東 鄒城 273500)

隨著社會環保意識的提高，國家對環保問題逐漸形成高壓態勢。對于污水排放量大的煤化工企業污水處理能力水平的高低，直接決定著企業的生死存亡。 如何利用現有裝置提高污水處理能力和降低廢水排放指標是所有煤化工企業不得不面對的課題。公司通過對現有SBR污水處理工藝存在的問題進行梳理、整改，實現了污水處理能力的提高，取得了良好的社會和環保效益。

氨氮；SBR；煤化工；COD

某公司是一家利用高硫煤制甲醇的大型煤化工生產企業。從煤礦運來的原料煤洗選后經過磨煤工序制備水煤漿，水煤漿經過加壓后與空分工段的氧氣混合進入氣化爐進行氣化反應，產生的粗煤氣經過變換和酸脫工序后進行壓縮合成，然后分離出粗甲醇，粗甲醇經過精餾后得到產品甲醇儲存待售，年產甲醇約60萬t。配套建設了一套污水處理能力200 m3/h的污水處理廠，用于處理生產過程中產生的廢水。

煤化工企業產生的污水主要污染因子為COD和氨氮，其它污染物相對較低。氨氮主要來源為煤氣化過程中煤中的氮元素和氧氣中的氮氣在氣化爐內高溫高壓環境下合成的。COD的主要來源是低溫甲醇洗氣體凈化和甲醇精餾過程中部分有機物進入了廢水系統。該公司生產過程中主要的廢水及污水站的設計指標見表1，但由于生產工藝和控制環節的不同，污染物的濃度也會有較大波動。

表1 主要污水水量、水質表

1 流程簡介

該公司污水處理廠采用SBR污水處理工藝技術，污水經水質、水量的調儲及預處理后，提升入主生化單元，再經主生化單元生化處理后達標排放，其剩余污泥經濃縮脫水處理后不定期送出界區。

氣化廢水經管道直接進入污水處理站，其它生產廢水和生活污水經集水池收集后通過泵提升，經管道進入污水處理站。通常情況下進入污水調節池，出水再提升至SBR池處理；在事故狀態下或調試期間，進入緩沖池，然后經緩沖池提升泵再分批提升至污水調節池，逐批處理，當調節池和緩沖池已滿的情況下，氣化廢水和生產生活污水可進入消防污水池，當夏季氣溫偏高時氣化廢水經冷卻塔冷卻后進入調節池或緩沖池，冬季氣溫偏低時氣化廢水直接進入調節池或緩沖池。

污水調節池兼具水量調節、水質均化、初沉等三種功能，進水端設置混合配水渠和泥斗，池底傾斜度約5%。沉淀物在重力作用下，沿斜坡進入泥斗，由抽渣機打入污泥池，從而達到去除部分大顆粒物質的作用。調節池內還設有曝氣管，通過曝氣吹除部分氨氮等揮發性污染物。出水端設置污水提升泵，混合后的綜合污水由污水提升泵送至SBR反應池。污水在SBR池內多次重復進行的曝氣、攪拌、沉淀、排放(排水、排泥)操作，創造好氧、缺氧、厭氧環境，利用好氧、兼氧、厭氧微生物完成分解有機物(BOD)和脫除氨氮(NH3-N)的生化處理過程。生化反應凈化后的水經上清液排出裝置旋轉式潷水器排入蓄水池，經過濾液提升泵提升經多介質過濾器過濾進入排水池，最終經泵提升通過管廊送往循環水復用。反應過程中產生的剩余污泥由污泥抽出泵抽出送至污泥池。污泥在此進行重力沉降，使污泥濃度提高至含水率98%，上清液排入調節池，濃縮處理后的污泥由污泥池污泥輸送泵打入污泥脫水機系統進行脫水處理，脫水后的污泥含水率達75%～80%，所產污泥餅定期送出界區作為肥料或填埋。

2 運行現狀及存在問題

隨著公司甲醇生產系統生產能力的逐步提升，產生的廢水量隨之增加。并且氣化廢水中的氨氮含量因煤種等因素也嚴重超標，最高達到600 mg/L，短時間內無有效解決措施。污水處理站操作彈性小，排水指標升高的問題日益凸顯，制約了系統產能的提高。表2為SBR池實際運行指標。

表2 SBR池實際運行指標

為徹底摸清污水處理過程各環節的運行情況，對各處理單元進行采樣分析。共取樣160余批次，分析項目1200余項，監測項目包括COD、氨氮、硝態氮、亞硝態氮、總氮、堿度、鹽分、pH值、污泥沉降比、污泥濃度等。通過對數據進行整理和分析，并進行污水站SBR工藝核算，確定了制約污水處理能力的癥結所在。

首先，污泥老化嚴重，沉降性能差，活性較差。

因污泥脫水系統絮凝劑投加裝置未投用，板框式污泥壓濾機運行效果差、效率低，污泥排放周期過長，污泥存在老化的現象。試驗觀察污泥松散，顏色灰白，質輕，不耐水力剪切，沉降性能差，活性差。

其次，SBR池進水COD和氨氮配比不合適。

調節池NH3-N約190～210mg/L，COD約650～850 mg/L，碳氮比雖然能夠保持在1∶3～4左右。但根據試驗室小試裝置測試結果顯示，因其中碳源(COD)質量不是很好，多碳鏈有機物含量高利用率低，影響了活性污泥正常的生長繁殖。

此外，通過分析顯示，SBR池溶解氧(DO)偏低。

根據現場測試，SBR池曝氣階段DO約0.5～1.5mg/L，低于正常值。SBR池總體上呈缺氧狀態，根據SBR污水處理工藝的的反應機理，低氧含量導致硝化反應效果差，氨氮在硝化階段降解程度低。

最后，SBR池混合液混合程度差，池空間利用率低。

通過對SBR池一個處理周內不同位置、不同時段NH3-N、NO3--N、NO2--N含量進行分析，其中NH3-N濃度梯度有較大變化的地方出現在池前端，而中端、末端的NH3-N濃度變化不大，說明污染物在池前端橫向擴散較好，但沿池長的縱向方向擴散能力較差，池內存在短流和局部流現象。根據NH3-N、NO3--N、NO2--N沿程變化情況，池前端氨氮的去除率較高，大部分氨氮被轉化為NO3--N；池中端及末端NH3-N濃度基本恒定，變化較小，無NO2--N積累，氨氮的去除主要集中在池前端，SBR池整體容積利用率較低。

3 采取措施及效果分析

首先，完善硬件設施，確保加藥裝置運行正常。對SBR池堿液、甲醇雜醇油計量泵進行維護，依此來保證SBR池pH值、COD控制在合理范圍內。同時對污泥脫水系統絮凝劑自動添加裝置進行修復，提高污泥壓濾機效率，每4天排泥1次，解決污泥老化的問題，逐漸培養一批超級生化菌群。

在SBR池增設混合液回流管道，利用原有回流泵將末端混合液回流到池前端，形成縱向上推流，改善混合液混合程度。依此來解決混合液混合程度差、整池空間利用率低的問題。

對SBR池進水指標進行調整，提高碳氮比。通過檢測出水COD含量等措施，在保證進水量不變的前提下，分批次逐漸提高SBR池進水COD含量，將COD由原來的600～700 mg/L，按30～50 mg/L·d的速率逐漸提高到900～1100 mg/L左右。待出水指標穩定后，逐漸提高進水氨氮含量至280 mg/L。

調整SBR池運行周期，將間歇性曝氣調整為連續曝氣，進水的同時即開始曝氣，曝氣時間調整為3h；將攪拌時間調整為4 h，進水即開始攪拌；沉淀時間、潷水時間維持原時間不變。

經過上述調整和連續觀測，SBR池出水水質有了很大改善，污泥沉降比也恢復至50%～70%的正常水平。出水COD由原來的50～60 mg/L降至40 mg/L左右，氨氮由6～7 mg/L降至2 mg/L左右。表3為調整后SBR池進水和排水指標。

表3 調整后SBR池進水和排水指標

4 結果和討論

污水處理系統經過一系列調整改善，污泥老化現象得到有效緩解，污泥活性顯著提高。污水處理能力增加了25%。為整個煤制甲醇生產系統提高生產能力創造了有力條件，提高了企業的核心競爭力和社會美譽度。隨著污水處理系統優化的進一步推進，逐漸向降低單位污水處理成本，降低污水排放指標等方向努力。在環保形勢日益嚴峻的今天，通過大家的共同努力，再現碧海藍天。

(本文文獻格式：曲 濤，張奎同.淺析提高煤化工企業污水處理能力的途徑[J].山東化工,2017,46(3):137,142.)

2016-12-19

曲 濤(1984—)，男，山東濟寧人，本科，助理工程師，研究方向：煤炭化工；通訊作者：張奎同，男，山東濱州人，在職研究生，工程師，研究方向：煤炭化工。

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1008-021X(2017)03-0137-01