A/O法+MBR膜廢水處理工藝在煤化工氮肥行業的應用

尚志宏

(山西晉豐煤化工有限責任公司，山西 晉城 048400)

1 概述

隨著環保和諧發展理念深入民心，面對嚴峻的環保形勢，山西省晉城市、高平市逐年對廢水排放標準進行提標，要將廢水排放水質控制在地表水IV類水質以內。傳統煤化工氮肥企業排放體量大，為此，環保精細化管理勢在必行。該行業排放廢水中水污染物成分復雜，如污水處理不當，必然制約企業的生存與發展。為此，做好廢水預處理，發揮A/O法、MBR膜工藝優勢，做好運行管控，實現達到地表水IV類水質指標(總氮除外)，是該行業環保持續發展的有效途徑之一。

本文重點討論以煤為原料的氮肥企業廢水處理A/O法及MBR工藝預處理、工藝特點及其關鍵控制點。

2 傳統氮肥企業生產廢水管控舉措

2.1 生產工藝排污管控

該行業工藝路線包括固定床間歇式造氣、栲膠脫硫、全低溫變換、濕法串干法脫硫、NHD或碳酸丙烯酯脫碳(或低溫甲醇洗)、冷凍、雙甲精制及高壓氨合成。尿素生產常規采用二氧化碳氣提法。

生產過程中，通過開源節流、層級利用、循序排放、分流處置等動態管控，做好“水平衡”，為后期MBR廢水治理提供條件，如第155頁表1。

2.2 污水處理工藝

2.2.1 工藝路線

通過廠內工藝優化，在晉城市多家煤化工氮肥企業能夠實現污水處理站進水水質改善。進水水質標準如第155頁表2。

進水水質經過隔油、調節勻質曝氣、氣浮(加壓溶氣氣浮)能進一降低氨氮、COD，去除率約20%左右。然后進入A/O、MBR系統，工藝流程圖如圖1。

圖1 污水處理工藝流程

表1 排污管控表

表2 進水水質標準 mg/L(pH除外)

2.2.2 A/O-MBR工藝

A/O-MBR膜生物反應器技術，是將膜分離技術與廢水處理工藝(A/O或A/O2)有機組合的一種高效處理工藝。污水經過厭氧池反硝化反應、好氧池與膜池硝化反應后，通過MBR膜(超濾)進行抽吸，實現潔凈出水。簡易過程如下：

1) 氨化反應，有機氮在氨化細菌的作用下分解為簡單含氨化合物，再進一步分解為游離氨。

2) 硝化反應，將氨轉化為硝酸鹽、亞硝酸鹽，見式(1)。

(1)

3) 反硝化反應，將硝酸鹽、亞硝酸鹽轉化為氨氣，見式(2)。

(2)

上述反應過程中，細菌利用有機物作為碳源進行消耗，消除COD。

2.2.3 氮肥行業MBR工藝的優越性

多個氮肥企業調查、統計得出，其優越性體現在：1) 運行管理方便，自動化控制程度高，1人操作1 000 m3；2) 取代二沉池占地面積很小；3) 實現高污泥質量濃度8 000 mg/L～12 000 mg/L，馴化彈性大；4) 出水水質良好；5) 脫氮效果明顯；6) 動力消耗低，省電；7) 污泥產生率低；8) 菌膠團活性高；9) 出水濁度低，適用中水回用；10) 可截留大部分致病菌，減少消毒劑用量等。

3 處理效果實例

以山西晉城晉豐煤化工公司為例，運行MBR工藝14年，采用中空絲超強膜簾式膜，孔徑0.1 μm～0.2 μm，并列運行4個生化池。2018年7月1日起，強化工藝管控，出水能穩定實現地表水IV類水質指標(總氮除外)，環保績效明顯，如表3。

表3 出水水質表 mg/L(pH除外)

4 MBR工藝的運行控制要點

運行過程中，MBR工藝也存在較多關鍵控制點，如缺失管控，出水水質、處理水量、絲狀菌膨脹與現場環境問題將發生明顯波動。其關鍵控制指標如表4。

表4 關鍵指標控制表

此外，氮肥企業中NHD脫碳液、DDS脫硫液、造氣循環水等對污泥膨脹有明顯效應，現場管理要控制跑、冒、滴、漏，改善水系統進水水質。

5 結語

A/O-MBR污水處理工藝高效穩定，操作方便，做好系統水平衡與預處理、優化工藝管控能實現氮肥企業排水滿足IV類水質指標，環保效益明顯，適用推廣。