林 柯,孫 莉

(1.貴州綠色環(huán)保設備工程有限責任公司,貴州貴陽 550002;2.貴陽市城市建設投資(集團)有限公司,貴州貴陽 550004)

煤化工造氣污水處理回用的實踐

林 柯1,孫 莉2

(1.貴州綠色環(huán)保設備工程有限責任公司,貴州貴陽 550002;2.貴陽市城市建設投資(集團)有限公司,貴州貴陽 550004)

煤化工造氣污水濁度和水溫較高,采用除濁+冷卻的工藝處理造氣污水,使出水達到回用要求,真正實現(xiàn)工業(yè)用水閉路循環(huán)、零排放。

煤化工;造氣污水;回用

1 工程概況

貴州某化工集團是貴州省重點股份制企業(yè),也是全國重要磷煤化工生產基地。其下屬的合成氨公司30萬t/a合成氨裝置技改工程,在建設投產后將產生大約4 000 m3/h的造氣污水,若直接排放將會嚴重污染環(huán)境,不符合國家要求工業(yè)建設項目“三同時”和節(jié)能降耗的原則與政策要求,所以在建設的同時,必須考慮將造氣污水處理達標回用。一方面保護環(huán)境,另一方面將處理水回用于生產中,節(jié)省水資源、節(jié)省能耗、降低生產成本。

2 設計水質、水量

設計處理水量:4 000 m3/h;設計水質:污水懸浮物<1 000 mg/L,回用水濁度≤50 mg/L;設計水溫:回水溫度55℃,給水溫度32℃。

3 處理工藝

根據(jù)設計條件可知,煤化工造氣污水濁度和水溫較高,故處理工藝選用以除濁+冷卻處理的工藝即可達到回用要求。工藝流程路線圖見圖1。

圖1 工藝流程路線圖

3.1 工藝流程

3.1.1 工藝流程主線

煤化工造氣污水從排水地溝進入沉降池,在沉降池調節(jié)水質、水量均衡的同時去除大顆粒懸浮物后流入污水取水池。并由污水提升泵提升入一體化凈水器進行除濁處理。在一體化凈水器前的進水管道上設置兩個管道混合器,污水先后與兩個計量投藥泵投加的混凝劑PAC和助凝劑PAM混合后進入一體化凈水器內,先后經旋流反應、懸浮澄清和斜管沉淀處理后,清水自流進入冷卻塔降溫處理,流入清水池,并由清水泵送至回用系統(tǒng)。污泥由液動排泥角閥自動控制,定時排入沉降池,與污水混合后繼續(xù)發(fā)揮混凝、助凝劑的藥效。

3.1.2 投藥系統(tǒng)

混凝劑PAC和助凝劑PAM分別從各自的溶藥箱與清水攪拌溶解后進入貯藥池,再經各自的計量泵投入各自的管道混合器混合。

3.1.3 污泥干化流程

備用清水泵抽取回用水池的水反洗被切換下來的沉降/干化池池底管網(wǎng)→真空抽濾機抽吸被切換下來沉降/干化池的濾后水→電動雙梁抓斗行車抓泥→汽車裝運至渣場。

3.2 主要工藝單元設計

3.2.1 可切換平流沉降/干化池

利用平流沉降原理,將污水中大顆粒懸浮物沉降至一定水平,便于凈水器的后續(xù)處理。切換使用平流沉降池一是為了保證行車抓灰時,沉降池平流沉降層不被攪動破壞,從而喪失沉降功能;二是使真空抽濾污泥干化裝置具有一定的干化周期,便于污泥干化。

3.2.2 一體化凈水器

根據(jù)混凝化學、流體力學等有關原理,將混合、旋流反應、懸浮澄清、斜管沉淀、污泥濃縮、清水匯集、自動排泥諸工序巧妙地結合為一體的凈水設備,具有工藝流程短、凈化效率高、占地面積小、自動化程度高、操作簡便、運行費用低等優(yōu)點。可將SS<1 000 mg/L的污水降到濁度≤50 mg/L。適用于高濁度及條件比較惡劣的工業(yè)廢水除濁凈化回用技術,如將工礦企業(yè)的造氣、脫硫污水,鍋爐沖灰、沖渣水處理后回用,實現(xiàn)工業(yè)用水閉路循環(huán)。

3.2.3 真空抽濾污泥干化系統(tǒng)

利用水射文丘里原理使預設在沉降池底的管網(wǎng)產生負壓,被切換的沉降池里的水經濾層被管網(wǎng)抽出進入取水池,進而使泥灰達到半干狀(含水率約80%)。再由行車抓至灰渣堆場(或直接裝車運走),由于沉降池濾層頂部預設了保護架,故行車抓泥時,不會破壞濾層。

3.2.4 降溫系統(tǒng)

選用逆流式高溫污水冷卻塔,冷卻塔填料適用高溫污水的冷卻,不堵塞、冷卻效率高。在進水溫度為55℃時,出水溫度為35℃。

3.3 控制系統(tǒng)

提升泵:污水取水池和清水取水池內設液位傳感器,按池內水位高低指令提升泵開停;自動排泥:每臺一體化凈水器設4個自動排泥閥,閥上裝有時間繼電器,按設定排泥周期與排泥歷時,指令排泥閥開啟排泥與關閉結束排泥;投藥箱:在下層貯藥池內裝有液位傳感器,當該池處于低液位時報警,通知運行人員前來開啟上層溶藥箱輸液閥,將溶藥箱已溶好的藥液放入貯藥池,然后關閥。再按比例將藥劑與水送入上層溶藥箱,開啟攪拌機攪拌,攪拌機上的時間繼電器按設定攪拌時間指令停機。

3.4 現(xiàn)場儀表

現(xiàn)場儀表主要有,在線液位傳感器、自動排泥閥,儀表選型原則是安全可靠、技術先進、安裝維護方便、經濟合理。

3.5 電氣系統(tǒng)

所有電氣設備可靠、安全、先進和操作方便。所有電動機和用電設備的控制、計量、保護和信號等均按國家有關規(guī)定的規(guī)范設置,大于等于37 kW的電動機或工藝要求的低壓電動機回路在低壓配電柜上裝設電流表。所有電動機的運行、停車和過負荷信號要求在控制終端上顯示。低壓電機啟動時,母線電壓應不低于額定電壓的85%,否則采用降壓啟動方式。由于污水處理設施屬戶內或戶外潮濕或腐蝕環(huán)境,因此裝置區(qū)內電氣設備選防水防塵防腐型。

4 主要建(構)筑物設備設計參數(shù)

進水渠(加活動蓋板):100.0 m×1.5 m×2.0 m;平流沉降/干化池:60.0 m×7.5 m×5.2 m 3座(2用1備);污水取水池:22.5 m×15.0 m×5.2 m 1座;清水池:52.5 m×10.0 m×3.0 m 1座。污水提升泵:G MZ300-24-1 400 4臺(3用1備);管道混合器:SF-800 2臺;一體化凈水器:Φ17.0×H12.7 mm 4座(設計參數(shù)見下頁表1);加藥裝置:Φ2.0×H 1.3 mm 2個;貯藥池:3.0×3.0×1.5 m 2座;計量泵:B2ECSQ4APA 4臺(2用2備);清水泵:DFW350-460/4/250 5臺(4用1備);玻璃鋼污水冷卻塔:L×B=9.0×9.0 m 4座;真空抽濾污泥干化系統(tǒng):1套;抓斗行車:起重量:5 t,抓斗:1.5 m3,跨度:25.5 m,起升高度:20 m,數(shù)量:1臺。

5 運行效果

該系統(tǒng)于2008年7月底竣工,8月底完成調試驗收,設計參數(shù):混合時間≤10 s;反應時間>25 min;清水區(qū)上升流速<1.5mm/s;進水懸浮物<1000mg/L;出水濁度≤50mg/L;排泥周期>3h;排泥含水率(初始)≤98%。整套工藝系統(tǒng)運行至今將近兩年時間,運行效果(見表1)達到設計要求。

表1 運行效果

6 結束語

采用一體化凈水器作為凈化處理煤化工造氣污

水工藝中的主要設備是可行的,該工藝性能可靠,自動化程度高,操作管理方便,運行費用低。采用獨特的大泥量真空抽濾污泥干化系統(tǒng),污泥干化不需添加助凝劑,活性污泥回流到沉降池入口可節(jié)約凈水藥劑,降低運行費用;污泥干化后含水率與帶式壓濾、離心脫水干化方式相同,確保污泥運輸途中不對環(huán)境造成二次污染;濾后液返回污水取水池再經過一體化凈水器處理,真正實現(xiàn)工業(yè)用水閉路循環(huán)、零排放。整套工藝凈化效率高,無二次污染,經凈化后出水可達到濁度≤50 mg/L,溫度≤32℃。單位回用水成本低,濁度≤50 mg/L時,每m3回用水成本僅為0.239元,僅為工業(yè)供水成本的1/3,因而具有很好的經濟效益和社會效益。整套工藝充分考慮了當?shù)貧夂?能保證污水凈化回用和污泥干化系統(tǒng)在合成氨系統(tǒng)正常生產及緊急停車狀態(tài)下都能正常運行。

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1003-3467(2010)18-0053-03

2010-08-21

林 柯(1977-),男,助理工程師,從事環(huán)保技術工作,電話:13608510241。