合成氨系统污水装置处理能力的影响因素

谭冬梅

(云南天安化工有限公司总工室，云南安宁650309)

云南天安化工有限公司合成氨系统污水处理装置是50万t/a合成氨装置的配套设施，于2007年建成投产，污水采用常州海鸥水处理有限公司提供的活性污泥法进行生化处理。

1 存在的问题

污水装置原设计处理能力为100 m3/h［1］，但实际处理能力仅为35～55 m3/h，远远低于设计值。由于污水装置处理量小，当上游污水量大时，为避免出水超标，只能限制上游送污水装置水量，将污水缓存至上游沉降池，择机再送至污水装置进行处理。污水装置处理能力小，应对上游废水负荷波动的能力差，环境风险大。

2 原因分析

污水装置在日常运行过程中主要表现为出水氨氮含量较高，这一现象直接制约着该系统负荷的提升。

本套装置采用活性污泥法对污水进行生化处理。影响微生物降解能力的因素主要有以下几点:废水量、废水成分、溶氧、水力停留时间、pH、水中有毒有害物质的种类和浓度等。

2.1 废水量的影响

合成氨系统运行产生的废水量基本都在设计范围内，数据见表1。

表1 废水量实际产生和设计值Table 1 Waste water quantity of actual production and design value

从表1可知，各主装置实际产生的废水及总量并未超出设计值，对污水装置处理能力没有影响。

2.2 废水成分的影响

本套污水装置处理的废水主要来自上游煤气化装置、合成车间甲醇洗工段、生活污水。各处污水成分均不同，但除煤气化废水氨氮含量外，其他成分含量基本上都在设计范围内。从统计数据看，煤气化废水实际氨氮含量长期高于设计值150 mg/L，且污水装置日常运行过程中出水氨氮含量常常接近最大允许值，为避免出水超标，工艺车间只能将污水装置总进水量控制在30～50 m3/h。

2.3 溶氧的影响

正常运行期间，活性污泥池溶氧控制指标为:2#池 ＜3.0 mg/L，3#池3.0 ～6.0 mg/L。为确保溶氧指标控制在正常范围内，当出现溶氧超标现象时，工艺车间将开大供气阀，或关小放空阀，保证曝气充足。

活性污泥池正常运行期间表面应比较平静，并伴有微小气泡，但现场局部出现波涛翻滚现象，曝气剧烈，且曝气头损坏频繁。

产生上述曝气不均的主要原因是局部供气流量、压力大，超过曝气头的承压能力，导致曝气头破裂。曝气头损坏区域曝气效果不好，进而影响整个活性污泥池的出水水质。

2.4 水力停留时间的影响

根据对现场实际情况的了解，活性污泥池有效容积2 800 m3，通过调节污水回流量，完全可以达到足够的水力停留时间。

2.5 pH的影响

现场活性污泥池进水pH均能保持在控制指标6～9内，不是影响污水装置处理能力的因素。

2.6 有毒有害物质的影响

废水中的CN－会影响硝化细菌的活性，现场运行情况显示活性污泥池进水CN－均在控制范围内，基本不会对硝化菌产生抑制作用。

3 整改措施

综合上述分析，可确定制约污水装置处理能力的主要因素为:煤气化废水氨氮含量高、活性污泥池曝气不均匀、不充足。

3.1 增加曝气风机

由于煤气化废水氨氮含量比设计值高1～2倍，且氨氮耗气量是COD耗气量的5倍，因而活性污泥池原有配套风机(单台设计流量24 m3/min，一开一备)已不能满足曝气要求，为确保曝气充足，目前新上了2台34 m3/min的风机。

3.2 增加曝气头

改造前，现场1#池采用液下曝气机进行曝气，2#、3#池采用曝气头进行曝气，每个池中设置Φ65 mm×L75 mm的管膜式曝气器30组。改造前曝气头布置情况见图1。

图1 改造前曝气头布置平面示意图Figure 1 Plan view layout of the aeration head before the transformation

由图1可见，池中曝气头数量少，易导致布气不均匀不充足。为改善曝气效果，根据计算及已有曝气头布置情况，拆除1#池内液下曝气机，整池设置46组Φ65 mm×L75 mm管膜式曝气器;在2#、3#池内分别增加16组Φ65 mm×L75 mm管膜式曝气器。改造后曝气头布置情况见图2。

图2 改造后曝气头布置平面示意图Figure 2 Plan view layout of aeration head after transformation

3.3 加强操作维护

在日常操作中，根据活性污泥池溶氧情况及时调节供气阀开度。当空气压力大时，打开现场放空阀进行泄压，防止曝气头超压损坏。曝气头损坏及时更换，确保曝气效果。

5 技改效果

污水装置经过上述技术改造后，处理能力大为提升。当煤气化废水氨氮质量浓度＜200 mg/L时，可处理废水100 m3/h;当煤气化废水氨氮质量浓度在200～250 mg/L时，可处理废水60～70 m3/h。经过改造，污水装置应对上游废水负荷波动的能力大为增强，降低了环境风险。

［1］郭晓红.污水装置工艺手册［M］.昆明:云南天安化工有限公司，2013.1－3.