合成氨化工废水处理方案

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1、合成氨化工废水处理方案第一部份 合成氨工业简介1.1总论氨是重要的无机化工产品之一， 在国民经济中占有重要地位。 氨主要用 于制造氮 肥和复合肥料， 除液氨可直接作为肥料外， 农业上使用的氮肥， 例 如尿素、硝酸铵、 磷酸铵、氯化铵以及各种含氮复合肥， 都是以氨为原料的。 在工业方面，硝酸、各种含 氮的无机盐及有机中间体、磺胺药、聚氨酯、聚 酰胺纤维和丁腈橡胶等都需直接以氨为 原料。 液氨常用作制冷剂。 合成氨是 大宗化工产品之一， 世界每年合成氨产量已达到 1 亿吨以上，其中约有 80% 的氨用来生产化学肥料， 20%作为其它化工产品的原料。 合成氨生产排放废 水中组成复杂，氯离子含量高、腐

2、蚀性强，处理难度大，在当前合成 氨工业 企业生产技术、装备水平条件下，多数企业难以实现全面达标排放。当前我国环境形势仍然相当严峻， 全国污染物排放总量还很大， 污染程 度仍处在 相当高的水平。 其中 2002 年全国工业部门氨氮排放总量为 42.1 万 吨，其中化工制 造业排放总量约为 21.4 万吨，占 50.8%。为此，整合自身的在污水治理工程方面的经验和对合成氨行业多家企业 进行摸底交 流， 开发与之相适应的治理设施工艺系统， 能满足合成氨行业废 水治理的要求。 工艺 技术条件成熟， 操作简单，耐冲击负荷， 适应水质变化， 控制灵活，是适合合成氨工 业末端污水治理的一套成熟可靠工艺。1.

3、2 技术特点末端治理技术（1）氨吹脱组合系统：在吹脱设备中， 使废水和空气相接触， 并不断排出气体， 以改变气体相浓 度，始终 保持实际浓度小于该条件下的平衡浓度， 这样废水中溶解的气体就 能不断转入气相，使 废水得到处理。根据特殊情况下高浓度废水进水浓度 400-1000mg/l 左右，采用 1 级吹 脱工艺与 3 级 循环水池吹脱组合即能满 足生化进水要求需要。氨氮吹脱塔采用高密度的填料塔， 填料采用直径 25mm 聚丙烯鲍尔环填充 在塔内，采用C型烟斗式陶瓷喷头配水，其最大流量o.5m3/h；雾化状况好，喷雾角度70；当废水的 pH 值在 11 的时，游离氨的浓度在 90%，通过从塔底进

4、入空气， 含氨氮 的废液从塔顶均匀进入，控制废水温度在30左右对废水进行鼓风吹脱，在吹脱塔下部设置调节 pH 的吹脱循环水池，分三格，设置 2 台循环 水泵进行废 水提升循环吹脱使用，废水中氨氮的去除率50%以上。采用先进的吹脱工艺， 保证物化系统对含高氨氮废水的预处理上能达到进 入生化系统 进水水质要求， 从而在整个工艺系统上保证氨氮排放指标在排放 要求之内。（2）前置反硝化和后置反硝化组合系统： 生物脱氮处理采用前置反硝化和后置反硝化 组合， 生化进水的氨氮指标控 制在 200mg/l 以内，脱氮效率 80%，混合液回流比要在 400%的回流量，采 用 2 级脱氮组合的工艺，前置反硝化和后

5、置反硝化通过合理的工艺 流程组 合，组成顺畅的 2 级脱氮工艺， 无需设置 2 组前置的反硝化池， 减少了工艺 构筑物、 节省了占地面积和工艺回流系统投资、 管理运行成本等。 且该工艺 能有效保 证不会造成外加的碳源可能造成的 COD 升高问题从而影响出水 COD 不达标问题。工 艺流程组合合理顺畅，实现多级除氮硝化交替缺氧好 氧的可控灵活形式， 通过控制曝气 系统的供氧情况和回流量， 从而控制反硝 化和硝化的停留时间等， 提高了工艺的耐冲 击负荷性， 操作的灵活性， 具有 ICEAS 的相似功能，又避免了 ICEAS 电控系统复 杂，操作人员不容易掌握 操作的情况。独特的前置反硝化、 后置反

6、硝化工艺， 具备了高氨氮负荷的去除能力， 是 一套较为 理想，且适合企业选择的工艺流程。第二歩部分 初步技术方案2.1 概述2.1.1 项目概述福建某化工股份有限公司是以生产经营高效化肥为主的省百家重点企业， 全国化工行 业百强企业。 主产品年生产能力： 尿素 20 万吨、食用二氧化碳 2 万吨，工业硅 2 万 吨，与中国中化集团合资生产高效三元复合肥 20 万吨。公司将以合成氨为核心，加快企业技术改造步伐，形成合成氨16 万吨；尿素 20 万吨；复合肥 30 万吨；硝酸铵 6 万吨；工业结晶硅 2 万吨，食品二 氧化碳 3 万吨能力和 12MW 热电联产装置规模，步入大型企业行列。2.1.2

7、 合成氨过程合成氨的生产方法一般包括三个基本阶段:冷 恥 M l 一腔包扔三牛基本过程.1、原料气制备阶段1）造气阶段（造气车间）合成氨需要纯净的氢、氮混合气体，氢氮比约为3（3:1）。以煤、焦煤为原料制备制备原料气分为 2 个阶段，第一阶段是生产半水煤气阶段，也叫制 气阶段。其计量方程式为：2C+O2+3.76N2=2CO+3.76N2+248.7kj5C+5H2O=5CO+5H2-590.5kj总反应为：7C+5H2O+O2+3.76N2=7CO+5H2+3.76N2-341.8kj半水煤气中的一氧化碳在下阶段的变换反应中转化为氢气（转化率为 90%）,这样可使 氢氮比达到 3 左右。第二

8、阶段是 CO 的变换阶段（变换车间）CO+H2O=CO2+H2+43kj变化时用铁铬或铁镁作催化剂。（2）净化阶段（净化车间） 原料气需经过净化后才能满足合成氨的要求。 净化的要求是清除变换后生 成的 CO2（约含30%），残余的CO （2-3%）以及微量的氧气、硫化氢等。此外还有一些气体， 如甲烷、氩虽对催化剂无毒，但会影响合成氨的反应速 率和转化率。 在可能条件下也应 尽可能除去。 工业脱硫方法种类很多， 通常 是采用物理或化学吸收的方法，常用的有 低温甲醇洗法（Rectisol）、聚乙二醇二甲醚法（Selexol）等。一般采用溶液吸收法脱除 C02。根据吸收剂性能的不同，可分为两大类。一

9、类是物理吸收法，如低温甲醇洗法 （Rectisol），聚乙二醇二甲醚法（Selexol）,碳酸丙烯酯法。精馏过程多采用采用甲烷化。2、氨的合成（合成车间）氨合成将纯净的氢、 氮混合气压缩到高压， 在催化剂的作用下合成氨。 氨 的合成是 提供液氨产品的工序， 是整个合成氨生产过程的核心部分。 氨合成 反应在较高压力和 催化剂存在的条件下进行，由于反应后气体中氨含量不 高，一般只有 10%20%，故采 用未反应氢氮气循环的流程。氨合成反应式 如下：N2+3H2=2NH3（g）-92.4kJ/mol3、氨的分离分离氨时先用冷水冷却， 使绝大部分氨液化而分离出来， 再在较低的温度 下，用冷 冻机使为数

10、量不多的氨进一步冷凝分离。 分离氨后的混合气， 作为 循环气，再导入合 成塔。2.1.3 废水来源造气及脱硫洗涤水经澄清、降温后循环使用系统水膨胀，氨氮含量： 600mg/L 悬浮物SS: 100mg/L。该外排水其氨氮含量严重超标，必须送废水末端处理装置进行处 理。循环凉水塔系统（合成工序、脱硫、变换及甲烷化、压缩机）排水、设备冷却回水、设备洗涤水等，其氨氮含量：200mg/L。水汽车间 的废水包括脱盐水、 软化水处理系统， 其氨氮含量末超标， 可达标 排放。锅炉烟气系 统除尘脱硫废水排放进入沉淀池沉淀后， 部分外排水。 以 及合成铜洗含氨废水及合成 尿素的循环用水定期外排水等。2.2 设计

11、进出水质2.2.1 进水水质1、 进水悬浮物 w 100mg/L;2、进水 COD : 201000 mg/L,其中：大部分时间在 2060 mg/L ; 60400mg/L 时段主要发生在生产不正常时 候，持续 时间约24小时，每个月发生13次；4001000mg/L时段主要发生在停车检修排放的 时候，持续时间约 96 小时，但只有三个月停车检修排放 一次。3、进水氨氮 NH3-N： 201000 mg/L,其中：大部分时间在 2040 mg/L ； 40100mg/L 时段主要发生在生产不正常时 候，持续 时间约 24 小时，每个月发生约 1 次； 1001000mg/L 时段主要发生 在

12、停车检修排放的 时候,持续时间约 96 小时,但只有三个月停车检修排放 一次。4、进水总氮：401500 mg/L,其中：大部分时间在 4060 mg/L ； 60150mg/L 时段主要发生在生产不正常时 候，持续时间约 24 小时，每个月发生约 1 次； 1001000mg/L 时段主要发生 在停车检 修排放的时候,持续时间约 96 小时,但只有三个月停车检修排放 一次。5、水温 2045C;6、pH 值 59;7、盐含量 w 300 mg/L;结合对合成氨行业废水的调查情况和业主提供的相关水质指标，进水水质 指标在如下:名称油类mg/l悬浮物mg/l氨氮mg/l硫化物mg/l总氮mg/l

13、COD mg/lPH终端污水1010020-10001.040-150020-10006-9说明设置单独针对每个月发生的生产不正常情况及检停修排放等特殊情况， 的预处理系统进行处理后，设计水质按照厂方提供的最高进水水质设计。一般情况由于进食氨氮能满足微生物处理条件，将直接进入废水调节系统 进行处理222 出水水质(1)污水部分结合对纯碱行业废水的调查情况和业主提供的相关出水水质指标， 出水水质指标一般执行合成氨工业水污染物排放标准如下：名称油类mg/l悬浮物mg/l氰化物mg/l硫化物mg/l氨氮mg/lCODmg/l挥发酚mg/lPH排放标准51001.00.5w 70w 150w 0.16

14、-9说明(2)中水部分另企业要求做中水回用，提出了出水水质要求，参看下表:名称总氮mg/l悬浮物mg/l氨氮mg/lCODmg/l总磷mg/lPH企业要求 5 1 0.5 5 0.56-9说明2.3设计依据1. 中华人民共和国环境保护法2. 中华人民共和国水污染防治法3. 合成氨工业水污染物排放标准 (GB13458-2001)4. 室外排水设计规范(GB50014-2006)5. 建筑给水排水设计规范 GB50015- 20036. 城市区域环境噪声标准 GB3096 一 19937. 鼓风曝气系统设计规程CECS97:978. 混凝土结构设计规范 GB50010-20029. 给水排水工程

15、构筑物结构设计规范 GB50069-2002给水排水工程钢筋混凝土CECS138:200210.水池结构设计规程11. 水处理设备制造技术条件 JB2932-8612. 污水处理设备通用技术条件 JB/T 8938-199913. 城镇污水处理厂附属建 筑和附属设备设计标准CJJ31-8914. 建筑结构荷载规范 GB50009-200115. 混凝土结构设计规范 GB50010-2002/12/1016. 建筑结构设计规范 GBJ68-8917. 钢结构设计规范 BJ17-8818. 砌体结构设计规范 GB50003-200119. 建筑桩基技术规范 GJ94-9420. 水工混凝土结构设计规范 SL/T191-96