周期循环活性污泥工艺处理氮肥厂废水的工程设计

周期循环活性污泥工艺处理氮肥厂废水的工程设计众所周知,氮肥厂是耗水大户,同时又是水污染大户。由于氮肥厂废水成分复杂,废水经过常规工艺处理后各项指标同时达标仍有困难。本文介绍了总装备部工程设计研究总院环保中心采用周期循环活性污泥法(CASS法)处理氮肥厂废水的工程设计。1废水来源及水质水量河北省张家口市蔚县化肥厂目前年产合成氨115万t,属于小型化肥厂。该厂合成氨的原料为煤、焦炭,生产过程分3步:第1步为N2、H2的制造;第2步为N2、H2的净化;第3步为N2、H2压缩及NH3的合成。在以上生产工艺过程中有大量的工艺废水排放,废水中含有氰化物、酚、硫化物等有害物,对周边水体造成污染。废水水量约为60～80t�h,24h排放,每天最大排水量约1920t。经监测,废水中含有氰化物、硫化物、氨氮、酚及悬浮物,水质监测数据见表1。表1蔚县化肥厂废水水质及要求处理后出水达到的指标(mg�L)项目pHCODΘ(硫化物)Θ(氰化物)Θ(挥发酚)Θ(悬浮物)Θ(氨氮)原废水出水7～96～9420≤150110≤1100.02≤0.427≤0.2400≤150250≤50注Θ为质量浓度的法定符号。由表1可见,废水中COD、酚、悬浮物、氨氮均严重超标。本工程充分利用原有设施,对原设施进行改造,并增加必要的处理设备,设计时尽量选用合理的工艺及高效的处理设备。2工艺流程介绍211CASS工艺介绍根据厂家提供的废水水质及处理要求,经过试验研究确定采用CASS工艺进行处理。如图1所示,该工艺在CASS池前部设置了预反应区,在CASS池后部安装了可升降的自动撇水装置。曝气、沉淀、排水均在同一池子内周期性地循环进行,取消了常规活性污泥法的二沉池。经过实验室研究,该工艺已经成功地应用在北京航天城污水处理场(14000m3�d)、海南三亚污水处理场(8000m3�d)、廊坊日清中粮食品有限公司(160m3�d)、北京拖拉机搬迁工程综合污水处理场(3000m3�d)及其他废水处理工程,结果表明COD去除率达90%,BOD5去除率达95%,NH32N去除率达90%。实际工程应用表明,CASS工艺具有如下特点:(1)建设费用低,比普通活性污泥法省25%,省去了初沉池、二沉池。(2)占地面积省,比普通活性污泥法省20%～30%。(3)运行费用低,自动化控制程度高,管理方便,氧的吸收率高,除氮效果好。(4)运行可靠,耐负荷冲击能力强,不产生污泥膨胀现象。图1CASS池示意图11射流曝气器;21撇水器。212流程及主要构筑物针对该化肥厂废水水质水量设计的工艺流程如图2所示。废水首先通过格栅去除机械性杂物及大颗粒悬浮物,然后进入调节池(原有的两个沉淀池改造为调节池),水质水量均化后的废水经提升泵进入砂水分离器。原生物塔滤池在运行过程中由于水中悬浮物·85·化工环保HUAGONGHUANBAO2000年第20卷第3期含量高,造成滤料堵塞,因此本设计中增设砂水分离器依靠重力旋流把密度较大的砂粒除去。除去砂粒后的废水进入生物滤塔(利用原生物滤塔进行改造),最后进入CASS池。CASS池是废水处理场的中心构筑物,其设计尺寸为:平面尺寸2218m×1019m(分两格),池深415m,水深410m。CASS池每格设水下射流曝气器5台,每台功率为317kW;每格中设排泥泵1台,功率为111kW,流量为15m3�h,扬程为7m;每格设撇水器1台,功率为212kW。图2废水处理工艺流程CASS池的运行是由程控器控制的,每个运行周期分为曝气、沉淀、排水、延时等阶段。运行中可以随时根据水质水量变换运行参数。在曝气阶段通过监测主反应区和预反应区的溶解氧控制曝气量,以达到脱氮效果。由于CASS池独特的反应机理,废水中的有机物在微生物的作用下进行较好的氧化分解,大幅度降解有机污染物。由于CASS池独特的运行方式,池中交替出现厌氧2缺氧2好氧状态,因此有较好的脱氮效果。废水经过CASS池的周期循环处理后达标排放。3工程投资本工程投资为3部分:土建、设备、其他,如表2所示。4运行成本分析设备运行功率:38kW电费:016元�kW日耗电费:38×24×016=547元管理及分析化验人员工资:4000元�月(合133元�日)日运行费:680元(日处理水量1920t)处理1t废水的成本:680元�1920t=0135元�t表2工程投资预算项目数量价格�万元土建调节池(135m3)CASS池(696m3)改造部分小计1个1个18.5设备3机械格栅除砂器撇水机风机提升泵自控装置管道阀门电线电缆菌种恢复1个1台2台3台2台1套若干若干1.56.01.06.00.83.01.21.81.0其他设计费调试费利润不可预见费3142.82.81.0总计50.83包括配套的管道阀门及电线电缆。5结论(1)该设计针对蔚县化肥厂水质水