煤制氣污水處理及回用裝置設計實例及分析

段方超

摘 要：工業廢水處理后回用，既可以減少環境污染又可以創造一定的經濟效益和社會效益。本文介紹了某廠煤制氣污水處理回用項目的工藝流程，重點分析了該流程的特點及處理效果。

關鍵詞：回用水；流程；反滲透；高效沉淀池；曝氣生物濾池

引言

我國是嚴重缺水的國家之一。由于工業用水一般占城市供水量的80%左右，所以工業節水具有重大意義 [1]。工業節水節水的措施有數種，其中處理水回用最為重要，我國工業回用水率與發達國家相比較低，所以工業廢水處理回用具有廣闊的發展前景。

1 工程概況

某公司采用當地煤炭建設煤制氣項目。具體工藝為：粉煤激冷氣化技術+變換+甲醇洗+甲烷化，配CFB鍋爐。本回用水處理場主要收集全廠四股廢水作為原水，處理后出水能夠達到循環水補充水的要求，其設計進水規模為1800 m3/h。

2 設計水量水質

2.1各裝置排水水量及主要水質參數見表1。

2.2回用水場出水水質

為達到國家對煤化工項目節水指標，要求提高污水的回用率，盡可能采用先進、成熟、可靠并且投資低的技術使回用水水質達到可作為循環水補充水要求，以代替新鮮水量。處理廠出水水質最高允許濃度（日均值）（mg/L）見表2。

注：括號外數值為水溫>120C 時的控制指標，括號內數值為水溫≤120C 時的控制指標。

3 處理工藝方案的確定

本回用水場主要收集全廠四股廢水，處理后出水作為循環水補充水使用。每股水的特點及處理方法如下：

第一股廢水：從裝置排出水水質情況可以看出，氣化污水、初期污染雨水、化驗廢水、變換廢水等水質情況較為復雜，混合后體現出低COD、高氨氮、高硬度的特點，由于氣化廢水水量最大且有一定的波動性，故需要經過緩沖罐進行緩沖調節后均勻送入后續處理單元。這股混合污水首先進入LHPS（高效沉淀池），在這里投加石灰、FeCl3、PAM等藥劑以去除硬度、某些重金屬離子、S2-和一定量的COD（降低35%左右），為后續的處理提供良好的條件。

第二股廢水：脫硫廢水、超濾反洗排水、RO濃水、酸堿廢水、反洗廢水、循環水場排污等水有機物成分很低，污染物質主要是無機鹽類，其中循環水場排污水一般總磷會在10mg/L左右，混合后經過LHPS處理后進入BiosS-Treat處理，以使出水滿足RO的進水要求，防止生物污堵的產生，然后進入RO單元進行除鹽。

第三股廢水：甲醇洗廢水、生活污水是污水脫氮工序優良的碳源，直接進入A池，其中是否需要投加甲醇應根據各股污水水質得變化情況而定。

第四股廢水：鍋爐排水（包括汽包排液、廢鍋排液、鍋爐排污水）的水質化學指標十分優異，完全能夠滿足循環水系統補水的水質要求，僅僅是溫度超高，所以這部分水直接匯入回用水池同其中的水進行混兌降溫即可回用。

4 工藝流程

第一股廢水進入緩沖罐，經過水量均衡后均勻地送往LHPS-1，在這里投加石灰、FeCl3、PAM等藥劑以去除硬度、某些重金屬離子（Fe等）、S2-和一定量的COD（降低35%左右），之后進入AO池去除COD和氨氮等有機污染物，由于脫氮階段需要C源，往往要人為地向A池中投加甲醇，在本工程中正好有上述第三股廢水可資利用。第三股廢水中的污染物單一，可生化性好，可以達到給A池補充C源的需要。由于混合污水氨氮含量很高，仍需要設計甲醇投加系統來人為地補充投加甲醇。在AO單元還需要設磷投加裝置以滿足生物降解的需要。AO單元出水進入二沉池進行泥水分離，之后進入LHPS-2單元，在這里需要投加FeCl3、PAM等藥劑進一步去除懸浮物、剩余的P和一定量的COD（降低35%左右）。鑒于廢水處理的目標是要達到RO-1的進水要求，LHPS-2出水進曝氣生物濾池BAF（DN）進行脫氮，在這里主要是進一步完成對硝酸鹽的脫氮作用。出水進入臭氧接觸池，對難降解COD進行分解，提高污水的B/C比。然后污水進入BAF（C）-1進一步去除有機物，然后進入V型濾池，去除剩余SS。這時的水質已經基本能夠滿足RO-1單元的進水條件，但為了使RO的運行更加平穩、長久，更好地防止生物污堵，在水進入RO-1之前需經過BiosS-Treat的預處理，然后再進入RO進行除鹽。產水進入回用水池，RO-1濃水送至清凈水處理單元進行進一步處理。

第二股廢水進入清凈下水處理單元進行處理，先經過LHPS-3，在這里投加石灰、FeCl3、PAM等藥劑以去除硬度、某些重金屬離子（Fe等）、P和一定量的COD（降低35%左右），為了使RO-2的運行更加平穩、長久，更好地防止生物污堵，在水進入RO-2之前需經過BiosS-Treat的預處理，然后再進入RO進行除鹽，產水同第四股廢水混兌進入回用水池，繼而送到循環水場作為補充水。RO-2濃水送至濃水處理單元進行進一步處理。濃水處理單元是專門為了處理外排濃水而專門設計的，濃水先進入臭氧接觸池，對難降解COD進行分解，提高污水的B/C比，然后進入BAF（C）-2，對有機物進行降解，達到GB18918-2002中一級A標準后外排[2]。

5 結語

本回用水處理廠采用處理流程為“LHPS1+A/O處理單元+ LHPS2+BAF+V型濾池+RO”，與傳統方法相比，經濟且運行穩定，污水處理的效果較好，達到了回用水的水質要求。廢水回用具有較大的經濟效益和社會效益。如果變換廢水在進入污水處理場前能夠加以有效的預處理，將氨氮降低到一定水平（例如低于200mg/L），那么將大大地降低本工程的投資費用和運行成本。

參考文獻：

[1]任伯幟，熊正為，水資源利用與保護，北京：機械工業出版社，2007

[2]沈耀良，王保貞，廢水生物處理新技術，北京：中國建筑工業出版社，2006