鞍鋼集團(tuán)朝陽(yáng)鋼鐵有限公司(以下簡(jiǎn)稱朝陽(yáng)鋼鐵)焦化廠年產(chǎn)焦炭100萬(wàn)t,采用2×50孔JN60-6型頂裝焦?fàn)t,配套煤氣產(chǎn)量48000m3/h的煤氣凈化處理工序。酚氰廢水處理工藝流程為院剩余氨水經(jīng)氣浮除油器處理后,進(jìn)入陶瓷過(guò)濾器進(jìn)一步除油,然后進(jìn)入蒸氨塔蒸氨,經(jīng)蒸氨處理后送往酚氰廢水工序,廢水經(jīng)處理后用于高爐沖渣。酚氰廢水處理工序采用的是A/A/O生物脫酚脫氮工藝,設(shè)計(jì)處理能力為55m3/h。該工藝投產(chǎn)后運(yùn)行良好,但隨著進(jìn)水指標(biāo)變化、設(shè)備問(wèn)題及北方季節(jié)性影響等因素的出現(xiàn),好氧池污泥活性降低,處理后廢水指標(biāo)偶爾出現(xiàn)波動(dòng),如果處理不及時(shí),使不合格水質(zhì)用于高爐沖渣,將帶來(lái)環(huán)保風(fēng)險(xiǎn)。本文分析了朝陽(yáng)鋼鐵焦化酚氰廢水工藝存在的問(wèn)題,提出了相應(yīng)的解決措施,實(shí)施后效果良好。
一、存在問(wèn)題
1.1 蒸氨塔蒸汽耗量高及蒸氨指標(biāo)波動(dòng)大
原有蒸氨塔為浮閥蒸氨塔,直徑DN1400,采用直接蒸汽蒸氨,設(shè)計(jì)處理能力為30m3/h,實(shí)際運(yùn)行最高處理22m3/h。蒸氨塔每運(yùn)行2個(gè)月就需清掃1次,蒸氨后氨氮指標(biāo)波動(dòng)較大,蒸汽及液堿耗量偏高,不僅造成能源浪費(fèi),也直接影響了酚氰廢水工序的穩(wěn)定運(yùn)行。
1.2 好氧池曝氣不均
好氧池硝化過(guò)程需要消耗大量的氧,理論上每1mgNH3-N需4.57mgO2,正常維持曝氣池的溶解氧在2~4mg/L。好氧池內(nèi)的硝化菌是高度好氧菌,溶解氧低時(shí)(1~2mg/L)不會(huì)發(fā)生硝化作用,提高溶解氧的能力,使溶解氧增至3~6mg/L,硝化作用明顯。朝陽(yáng)鋼鐵酚氰廢水好氧池共分4格,每格918m3,共有曝氣頭1892個(gè),采用塑料微孔曝氣器鋪設(shè)在池底。此系統(tǒng)運(yùn)行7年后,共有40余處曝氣頭脫落,導(dǎo)致池內(nèi)曝氣嚴(yán)重不均。曝氣頭脫落部位曝氣過(guò)度,未脫落部位曝氣不足。
1.3 臭氧催化氧化系統(tǒng)效率低
由于酚氰廢水經(jīng)混凝沉淀池處理后直接進(jìn)入臭氧催化氧化塔,廢水中部分懸浮物會(huì)進(jìn)入催化塔,堵塞催化塔底部曝氣頭,增加了催化塔阻力,因此將催化塔內(nèi)折流板拆除,減少了氣水接觸的反應(yīng)時(shí)間,導(dǎo)致催化效率降低。
1.4 脫硫液富余
蒸氨塔頂產(chǎn)生的氨氣經(jīng)冷凝成液態(tài)氨水后,直接進(jìn)入負(fù)壓HPF脫硫塔,脫硫廢液經(jīng)提副鹽工序處理后回到脫硫系統(tǒng),長(zhǎng)期循環(huán),脫硫液富余。因脫硫液中含有大量氰化物和COD等物質(zhì),如果將脫硫液直接排往酚氰廢水,將導(dǎo)致污泥大量死亡。為保證脫硫效果,將提副鹽工序處理后的富余脫硫液送往煤塔用于噴煤處理,但由于脫硫液腐蝕性較強(qiáng),噴煤不僅腐蝕設(shè)備,而且造成焦?fàn)t炭化室爐墻石墨脫落。
1.5 地下水直接排放
焦化地下水系統(tǒng)水質(zhì)復(fù)雜,各泵冷卻水、生產(chǎn)排水、循環(huán)排污水、雨排水等約為25m3/h,均通過(guò)地下水管道外排,不僅水資源浪費(fèi),而且一旦設(shè)備出現(xiàn)泄露,發(fā)現(xiàn)不及時(shí),污染物進(jìn)入外排水管道,可能導(dǎo)致外排水指標(biāo)超標(biāo),有環(huán)保風(fēng)險(xiǎn)。
二、改進(jìn)措施
2.1 應(yīng)用斜孔塔盤
由于原有蒸氨塔存在蒸汽耗量高和蒸氨指標(biāo)波動(dòng)大等問(wèn)題,打開(kāi)蒸氨塔進(jìn)行檢查,發(fā)現(xiàn)塔盤焦油堵塞嚴(yán)重。為解決此問(wèn)題,利用原有蒸氨塔筒體,將塔內(nèi)部浮閥塔盤、加強(qiáng)圈、降液板、橫梁等塔內(nèi)件拆除,在塔內(nèi)部安裝斜孔塔盤及相應(yīng)塔內(nèi)件,斜孔塔盤采用316L材質(zhì),以30度斜角在塔盤開(kāi)孔,斜孔塔盤汽液傳質(zhì)死區(qū)少,開(kāi)孔率可達(dá)85%以上,不易堵塞,同時(shí)增加了降液區(qū),提高了處理能力。斜孔塔盤設(shè)備安裝圖如圖1所示。
斜孔蒸氨塔改造后,兩年內(nèi)塔盤未出現(xiàn)堵塞情況。改造前后蒸氨指標(biāo)如表1所示。由表1可以看出,蒸氨塔盤改造后蒸氨效率提高,處理能力提高。蒸氨后氨氮平均降低105mg/L,且波動(dòng)范圍減小,蒸汽利用效率提高,蒸汽耗量平均減少90kg/t水。
2.2 應(yīng)用可提升式曝氣器
由于原有曝氣頭鋪設(shè)在好氧池底,更換時(shí)需停止好氧池的運(yùn)行,清除池底污泥,不僅工作難度較大,而且對(duì)污泥造成較大沖擊,影響廢水外排指標(biāo)。將原有底部曝氣頭更換為可提升式曝氣器,方案原理為院利用原有曝氣主管,接新曝氣管道布置于水池上方,曝氣時(shí)空氣由布?xì)夤苓M(jìn)入導(dǎo)氣管導(dǎo)氣槽,在曝氣膜管與支撐體間形成環(huán)形氣室,使曝氣膜管鼓起,空氣通過(guò)膜管上可張微孔向水體曝氣。管式曝氣器采用三元乙丙橡膠(EPDM),氣孔密度為34000個(gè)/套。曝氣器設(shè)備圖如圖2所示。
好氧池內(nèi)曝氣器的安裝密度為每2m2安裝1個(gè),根據(jù)好氧池不同位置對(duì)氧氣的需求量不同進(jìn)行調(diào)整。安裝及檢修時(shí),將曝氣器快速接頭打開(kāi),把連接管及曝氣器從曝氣池上方取下即可維修更換。曝氣器安裝圖如圖3所示。
安裝后好氧池溶解氧控制在2~6mg/L,好氧池曝氣均勻,而且可根據(jù)好氧池前后端對(duì)氧氣需求量不同進(jìn)行調(diào)節(jié)。改造后,好氧鼓風(fēng)機(jī)電流降低5A,漏氣率降低,污泥活性提高,曝氣不均問(wèn)題得到解決。
2.3 改造臭氧催化氧化系統(tǒng)
(1)增加過(guò)濾器。為解決混凝池出水懸浮物偏高的問(wèn)題,在混凝池與催化塔之間增加多介質(zhì)過(guò)濾器及轉(zhuǎn)盤過(guò)濾器。多介質(zhì)過(guò)濾器由卵石、石英砂、活性炭及纖維球多層組成。轉(zhuǎn)盤過(guò)濾器包括扇形器濾盤,電機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn),濾盤中間為集水筒。過(guò)濾期間,過(guò)濾轉(zhuǎn)盤處于靜態(tài),有利于污泥的池底沉積。清洗期間,過(guò)濾轉(zhuǎn)盤以1r/min的速度旋轉(zhuǎn)并排污。增加2臺(tái)過(guò)濾器后,混凝池懸浮物由70mg/L降低至10mg/L,減少了催化塔堵塞。
(2)完善臭氧發(fā)生系統(tǒng)。升級(jí)臭氧發(fā)生器PLC系統(tǒng),更換損壞的搪瓷管,增加空調(diào)降溫。改造后氧氣轉(zhuǎn)化率達(dá)83%以上,氧氣及電耗下降。
(3)催化塔改造。在原有臭氧微孔曝氣頭基礎(chǔ)上,增加10處0.5mm曝氣孔,防止曝氣頭堵塞,減少催化塔阻力。在催化塔內(nèi)重新安裝波紋板,放置催化劑、金屬鮑爾環(huán)、纖維球,將催化塔由上進(jìn)水改為下進(jìn)水。改造后,增加了氣液接觸停留時(shí)間,催化塔出水顏色發(fā)白,提高了催化氧化塔處理效果。
2.4 處理富余脫硫液
由于蒸氨塔頂分縮器結(jié)垢堵塞嚴(yán)重,達(dá)不到溫差3℃的工藝要求,因此將原有分縮器拆除,清洗、更換后溫差可達(dá)6℃以上,分縮器與塔頂溫差的提高增加了濃氨水回流,提高了氨水濃度,從源頭上減少了進(jìn)入脫硫塔的氨水量。脫硫液經(jīng)提副鹽處理后,有毒物質(zhì)大量減少,將5~10m3提鹽后的富余脫硫清液均勻進(jìn)入蒸氨系統(tǒng),經(jīng)蒸氨處理后再送往酚氰廢水工序。
此方案雖會(huì)使蒸氨廢水中氰含量增加5mg/L左右,但可解決脫硫液富余問(wèn)題,但脫硫液供給廢水量不應(yīng)過(guò)多,否則會(huì)對(duì)污泥活性及出水指標(biāo)造成影響。
2.5 生產(chǎn)排污水回用,廢水綜合利用
(1)為解決生產(chǎn)排水無(wú)序排放問(wèn)題,將焦化地下水井總出口堵住,將生產(chǎn)排水、硫銨區(qū)域排水、儲(chǔ)槽蒸汽加熱凝結(jié)水及雨排水共約10m3/h回收至100m3的綜合水池,安裝潛水泵及液位連鎖裝置進(jìn)行回收利用。在綜合水池安裝自吸泵,出水管道鋪設(shè)至好氧池入口及調(diào)節(jié)池入口,如果回收水質(zhì)較好,則直接進(jìn)入好氧池,如果回收的水質(zhì)偏差,則進(jìn)入酚氰廢水調(diào)節(jié)池處理。
(2)將晾水架循環(huán)水排污、低溫水排污、制冷機(jī)蒸汽凝結(jié)水回收至30m3的蓄水池,安裝自吸泵,出水管道鋪設(shè)至好氧池消泡水管道入口,利用循環(huán)排污水對(duì)好氧池消泡稀釋。此方案不僅不用外排循環(huán)排污水,減少稀釋水用量,而且可使循環(huán)水中的堿度及部分營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)得到利用。
通過(guò)上述方案,酚氰廢水系統(tǒng)不再使用工業(yè)新水消泡,可減少新水耗量25m3/h,不僅節(jié)約新水資源,而且將生產(chǎn)排水、雨排水、循環(huán)排污水全部回用,從根本上杜絕了污染物質(zhì)外排的可能性。
三、實(shí)施效果
由于改造后廢水處理效果提高,根據(jù)處理后外排總水量及污染物質(zhì)降低量,計(jì)算得COD、懸浮物等污染物外排量減少約2.5t/月,給企業(yè)帶來(lái)較大的經(jīng)濟(jì)和環(huán)保效益。改造前后廢水出水指標(biāo)見(jiàn)表2。
四、結(jié)語(yǔ)
朝陽(yáng)鋼鐵焦化廠對(duì)蒸氨塔、好氧池曝氣器及臭氧催化氧化系統(tǒng)等設(shè)備進(jìn)行改造,對(duì)生產(chǎn)工藝操作進(jìn)行優(yōu)化,將生產(chǎn)排污水及富余脫硫液處理后回用于酚氰廢水,實(shí)現(xiàn)廢水的綜合利用。改造后不僅酚氰廢水出水指標(biāo)合格,解決了制約生產(chǎn)環(huán)保的瓶頸問(wèn)題,而且達(dá)到了節(jié)能減排的目的,具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益。( >
如需要產(chǎn)品及技術(shù)服務(wù),請(qǐng)撥打服務(wù)熱線:13659219533
選擇陜西博泰達(dá)水處理科技有限公司,你永遠(yuǎn)值得信賴的產(chǎn)品!
了解更多,請(qǐng)點(diǎn)擊jintianmj.com