鞍钢化工总厂二期生物脱氮工艺改造探讨王旭东

鞍钢化工总厂二期生物脱氮工艺改造探讨王旭东孙世刚陈亮(辽宁省鞍山市鞍山钢铁集团公司生产协力中心114021)摘要本文针对鞍钢化工总厂二期生物脱氮工艺设备及运行的实际情况,根据国家环保管理的要求及标准,参考化工总厂五期改造工程基本方案,在充分对现有工艺、设备等问题进行分析的基础上,借鉴三期生物脱氮工艺、设备运行的实际情况及新工艺、设备的发展,提出对二期生物脱氮进行改造进而实现其达标排放的最经济、最合理、最简单的改造方案。关键词焦化废水;回用;深度处理;改造DiscussiononTechniealRenovationofBiodenitrificationProcessofGeneralCokingPlantinAnsteelWANGxvdong(Produer一onAss一stingCenterofAnshanIronandSteelGroupCorporationAnshanLiaoningprov一nee114021)AbstractAeeordingtooperationofequipmentofbiodenitrifieationproeessofGeneralCokingPlantofAnsteelandthenationalenvironmentalProteetionmanagementrequirementsandstand-ards,andtheoperationeonditionofexistingteehnology,themosteeonomieal,reasonableand5implerenovationsehemewasproposedasaehoiee.Keywordseokingwaste、reuse、advaneedtreatment、renovation;月U胃鞍钢化工总厂二期生物脱氮工艺是于2004年在原有生物脱酚工艺基础上改造投产运行的,对当时全厂所有生产废水进行净化处理。其基本工艺采用A一O工艺,设计处理水量460m丫h,其中原料水230m3/h、稀释水230m3/h,设计排水指标:COD镇150mgl/,其它指标达到国家企业排放一级标准。但实际运行中,由于稀释水采用黄血盐工序废水代替,其排水COD指标一直无法达到设计标准,基本控制在(250mgl/的水平。进人2010年以后,国家、省市有关部门对企业环保管理的要求日益严格,在工艺配套、排放指标监控等方面的管理标准、检查力度不断提高,二期生物脱氮运行现状已经无法满足相应的管理要求。同时随着化工总厂整体工艺改造步伐的不断加快,二期生物脱氮原料水水质、水量条件也将会发生较大变化,为二期生物脱氮改造方案的确定和排放指标达标创造了绝佳的前提条件。本文结合二期生物脱氮工艺、设备现状及化工总厂五期改造的基本方案,对二期生物脱氮改造方案进行初步探讨,提出一种最经济合理的整体改造设想。1二期生物脱氮工艺、设备现状及运行情况二期生物脱氮工艺流程二期生物脱氮采用A一0工艺,其基本工艺流程如图1所示:567鞍钢化工总厂二期生物脱氮工艺改造探讨王旭东孙世刚陈亮(辽宁省鞍山市鞍山钢铁集团公司生产协力中心114021)摘要本文针对鞍钢化工总厂二期生物脱氮工艺设备及运行的实际情况,根据国家环保管理的要求及标准,参考化工总厂五期改造工程基本方案,在充分对现有工艺、设备等问题进行分析的基础上,借鉴三期生物脱氮工艺、设备运行的实际情况及新工艺、设备的发展,提出对二期生物脱氮进行改造进而实现其达标排放的最经济、最合理、最简单的改造方案。关键词焦化废水;回用;深度处理;改造DiscussiononTechniealRenovationofBiodenitrificationProcessofGeneralCokingPlantinAnsteelWANGxvdong(Produer一onAss一stingCenterofAnshanIronandSteelGroupCorporationAnshanLiaoningprov一nee114021)AbstractAeeordingtooperationofequipmentofbiodenitrifieationproeessofGeneralCokingPlantofAnsteelandthenationalenvironmentalProteetionmanagementrequirementsandstand-ards,andtheoperationeonditionofexistingteehnology,themosteeonomieal,reasonableand5implerenovationsehemewasproposedasaehoiee.Keywordseokingwaste、reuse、advaneedtreatment、renovation;月U胃鞍钢化工总厂二期生物脱氮工艺是于2004年在原有生物脱酚工艺基础上改造投产运行的,对当时全厂所有生产废水进行净化处理。其基本工艺采用A一O工艺,设计处理水量460m丫h,其中原料水230m3/h、稀释水230m3/h,设计排水指标:COD镇150mgl/,其它指标达到国家企业排放一级标准。但实际运行中,由于稀释水采用黄血盐工序废水代替,其排水COD指标一直无法达到设计标准,基本控制在(250mgl/的水平。进人2010年以后,国家、省市有关部门对企业环保管理的要求日益严格,在工艺配套、排放指标监控等方面的管理标准、检查力度不断提高,二期生物脱氮运行现状已经无法满足相应的管理要求。同时随着化工总厂整体工艺改造步伐的不断加快,二期生物脱氮原料水水质、水量条件也将会发生较大变化,为二期生物脱氮改造方案的确定和排放指标达标创造了绝佳的前提条件。本文结合二期生物脱氮工艺、设备现状及化工总厂五期改造的基本方案,对二期生物脱氮改造方案进行初步探讨,提出一种最经济合理的整体改造设想。1二期生物脱氮工艺、设备现状及运行情况二期生物脱氮工艺流程二期生物脱氮采用A一0工艺,其基本工艺流程如图1所示:5671.3二期生物脱氮主要设备配工基本情况二期生物脱氮是在原生物脱酚工艺基础上改造而成,主体建构筑物基本利用原有设施,其基本情况见表3所示:表3二期生物脱氮主体设备明细表设备名称规格型号备注冷却塔调节池除油池缺氧池好氧池沉淀池混凝池L4XW4XH28(m)I35XW20XH4(m)L17.SXWgXH2.5(rn)I_24XW15XH12.5(rn)134XW20XH7(m)D22(m)D20(m)甲6XH7(m)BZQ·W192D150一1.8.XAZ120/200一3C容积、性能G4(m3/时)2800(m3)320(m3)4500(m3)4750(m3)760(m3)1200(m3)浓缩池曝气器鼓风机污泥脱水(压池机)300(m3)0.8一4(m3/h)24一40.7(%)9000(m3/h)2二期生物脱氮工艺现有问题及影响分析二期生物脱氮工艺自2004年末开工运行以来,排水COD指标一直未能达到设计的镇150mgl/标准,具体排放指标见表4数据:表42005一2010二期生物脱氮排放指标统计表时间原水量(m”/h)稀释水量(m“/h)酚(mg/l)氛(mg/l)油(mg/l)COD(mg/1)氨氮(mg/l)悬浮物(mg/l)2005年5175315353863484300.180.958.650.210.998.690.130.67年年13781642008年2009年0.120.688.538.322010年0.110390.120.364.973,43510123.00594303.9149589.2529137.771468.782026.23分析COD指标未达标原因,固然有操作、管理方面的原因,但根本还是工艺设计本身及原水条件等存在缺陷造成的,具体情况如下。2.1原水水质、水,负荷长期超过设计指标对比二期生物脱氮设计标准(表5),通过对表l、表4实际运行数据进行分析,可以看出:表5二期生物脱氮设计原水负荷指标项目指标原水量(m3/h)稀释水量(m3/h)挥发酚(mg/l)氛化物(mg/l)C()】X)r(mg/l)氨氮(mg/l)油类(mg/l)自2005年始,实际运行原水量一直远远超过设计水量,直至2008年三期工程新建焦炉及煤气净化工艺开工运行之后,老焦炉陆续拆扒,与其配套煤气净化工艺废水量减少。同时三期生物脱氮工艺建成投产,分流了部分原料污水,二期生物脱氮水量负荷才减少到设计标准之下,之后其运行状态逐渐好转。从进水指标看,进水挥发酚、COD指标基本在设计指标之上。同时在实际生产中,受老煤气净化工艺运569行不稳定影响,经常有高污染物负荷废水进入二期生化系统,对二期脱氮频繁产生冲击,进而影响系统运行效果。2.2采用黄血盐废水替代新水,造成污染物总里超负荷二期生物脱氮工艺改造之时,受当时煤气净化工艺、占地、资金等多方面客观条件影响,只能选用黄血盐工序废水作为稀释水,不但其本身带有较高的COD负荷(1500mgl/左右),同时黄血盐废水中还可能含有其它大量的难降解污染物,结果就是脱氮负荷进一步增加,导致工艺整体设计排水指标无法实现。2.3缺少厌氧处理工序,降低难降解有机物生化效率二期生物脱氮工艺是在原有生物脱酚工艺基础上改建而成,采用A一0工艺,主要是受当时占地影响,只新建了缺氧、混凝两套系统,没有涉及运行厌氧系统,导致焦化废水中一些难降解有机物无法分解,直接造成COD排水指标超标。2.4污泥处理工序能力小、间歇生产,对整体生化工艺产生较大影响污泥处理工序是二期生物脱氮改造中直接维修利旧的部分,污泥脱水设备为三台XAZ型板框压滤机,采用间歇式生产方式,污泥浓缩池为两座直径为6米的竖流沉淀池合计池容约320立方米。通过实际运行检验,浓缩池、压滤机的处理能力远远不能满足各工序排放废泥渣的需要,造成大量悬浮物在生化系统内循环,既增加系统处理负荷,又造成调节池大量积渣,影响其调节效果。3改造方案提出的基本前提本次二期生物脱氮工艺改造可能是化工总厂今后较长一段时间内废水处理系统上的最后一次改造,其方案探讨必须考虑到炼焦、煤气净化工艺在近几年的改造实际,所以本改造方案的提出是基于以下三方面基本条件的。3.1化工总厂五期改造后焦化废水水质水量预期综合考虑鞍钢本部钢铁产能、化工总厂一、二、三期改造工程建成运行产能及四期在建产能,预计五期改造之后,化工总厂老厂区产能规模应为580万吨。其中210万吨产能产生的焦化废水进人三期脱氮工艺处理,那样,二期生物脱氮最终将承担370万吨焦炭产能产生的焦化废水,具体情况如下:蒸氨废水:12om3/h;COD指标:5000一600Omg/l。煤气净化工序产生地坪水、排污水:60m3/h;COD指标:1000一2000mgl/。化产品精制工序各种分离水:20m`/h;COD指标:1000一300omgl/,高含油。其它废水如煤气水封水等:10m3/h;COD指标:100。一600omgl/,高含油。合计水量:210m3/h;平均COD指标3500一4500mg/l。3.2焦化废水处理后的回用及排放要求目前。化工总厂焦化废水净化处理后主要有两个用途,一是用于厂内湿熄焦工序,二是排人鞍钢厂内污水管网,统一输送到西大沟、北大沟污水处理厂处理,之后在进人公司内净循环水系统或外排。随着化工总厂厂内改造进展及国家、地方政府对环保管理要求的不断提高,外排、熄焦两个途径基本会被掐断。那么在以后焦化废水处理后只有以下两个可能:一是作为高炉冲渣水或厂内干熄焦年修期间湿熄焦用水,二是进入公司内部净化循环水系统。如果作为高炉冲渣水或厂内干熄焦年修期间湿熄焦用水,则处理后能达到工业水一级排放标准即可,如果必须进人公司内部净化循环水系统,则必须考虑采用“除盐”工艺,以确保不影响公司净环水系统水质整体稳定。3.3充分利用现有工艺设备,最大限度的减少投入从二期生物脱氮工艺装备实际情况看,主体建构筑物及基本工艺走向具备在此基础上改造的条件。本着减少一次性投入的原则,改