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【廢水治理】磷銨廠廢水處理

【廢水治理】磷銨廠廢水處理

 

創(chuàng)飛格環(huán)保磷銨廠廢水處理方案

1 廢水來源及水質

1.1 硫酸車間 

  硫酸車間以混礦(硫鐵礦和硫精砂按一定比例混合)為生產原料,凈化工段采用電除塵封閉酸洗流程,吸收工段采用二轉二吸制酸工藝。該車間排放的廢水主要有稀酸廢水、滾筒冷卻水和循環(huán)下水。 

  稀酸廢水主要來自凈化工段,正常生產時,每天排放稀酸泥兩次,每次15m3,開車初始階段(約8h)為10m3外;此外,干吸工段濃硫酸鑄鐵排管冷卻器有少量漏酸,脫鹽水站排放少量酸堿廢水。 

  滾筒冷卻水用于冷卻排渣滾筒,因混入大量硫鐵礦渣而含有大量懸浮物。 

  該車間設有兩套600t/h循環(huán)水系統(tǒng),一套為余壓回水,供發(fā)電和凈化工段間冷器冷卻水使用;另一套為無壓回水,供于吸工段冷卻排管使用。因冷卻塔填料倒塌等原因,冷卻效果較差,補充水量較大,故有部分冷卻下水排放。 

1.2 磷肥車間 

  磷肥車間以磷礦石為原料,經破碎、球磨制漿、混合化成、熟化等工序生產磷肥(普鈣),混合化成工序含氟尾氣用兩級吸收室吸收。廢水來自氟硅酸鈉合成工序的合成槽和離心機,為酸性含氟廢水,主要含氟硅酸鈉和鹽酸。 

1.3 磷銨車間
 

  磷銨車間含磷酸和磷銨兩個工段。磷酸工段以磷肥車間生產的礦漿和硫酸車間生產的硫酸為原料,經革取、過濾等工序生產磷酸。該工段的廢水主要為文丘里洗滌塔的含氟廢水。用新鮮水作為水環(huán)真空泵冷卻水,排水用作大氣冷凝器冷卻水。 

  磷銨工段以氮和磷酸為原料,經中和濃縮、造粒干燥等工序生產磷銨。該工段各種設備冷卻水約40m3/h,沒有回收而直接排放;其中以混合冷凝器(用磷酸工段過濾系統(tǒng)大氣冷凝器后的冷卻水來冷凝二效蒸發(fā)器產生的氣體)排放的冷凝水為主。正常生產時,這部分廢水的pH、磷酸鹽、氟化物和懸浮物均能達標,但在操作不穩(wěn)定時,這幾項指標時有超標現象。 

1.4 廢水水量、水質 

  正常生產時,全廠廢水水量、水質見表1。

表1 廢水水量、水質

車間名稱

硫酸車間

磷肥車間

磷銨車間

稀酸廢水

滾筒冷卻水

冷卻水

含氟廢水

含氟廢水

冷卻水

排水量/(m3·h-1)

1.25

20

40

2

3

40

pH值

3.0~4.0

中性

中性

0.5~3.0

0.5~3.0

中性

SS/(mg·L-1)

600~800

≤8000

 

3000~15000

3000~15000

30~350

F-/(mg·L-1)

 

 

 

3000~6000

3000~6000

10~70

PO43-(P)/(mg·L-1)

 

 

 

 

 

10~150

As3+/(mg·L-1)

5~10

 

 

 

 

 

2 廢水處理及回用

  從表1可以看出,全廠排放的廢水可分為兩大類,即冷卻水和酸性廢水或酸性含氟廢水。前者水量大、污染程度輕微,但直接排放浪費了大量新鮮水,應采取以完善循環(huán)冷卻水系統(tǒng)為主的治理措施;后者水量小,但污染程度嚴重,應采取適當的處理措施后,回用于生產或達標排放。

2.1 冷卻水 

2.1.1 硫酸車間滾筒冷卻水 

  改造前,循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的排水在冷卻滾筒后直排?,F在滾筒下面設一只集水裝置,并用管道送至一座清水池,冷卻后又回用于滾筒的冷卻。 

2.1.2 硫酸車間循環(huán)冷卻水 

  原循環(huán)冷卻水系統(tǒng)因冷卻塔填料倒塌等原因,冷卻效果較差。通過更換冷卻塔填料、增加1臺冷卻塔等措施,循環(huán)冷卻水量達800m3/h。3套600m3/h循環(huán)水分別供應余熱發(fā)電、凈化工段間冷器和干吸工段陽極保護管殼式冷卻器使用。冷卻水排放量由改造前的60m3/h(其中,約20m3/h用于冷卻排渣滾筒后再排放)降至20m3/h。 

2.1.3 磷銨車間冷卻水
 

  改造前磷銨車間磷銨熱風機及料漿循環(huán)泵冷卻水(約10m3/h)直排;水環(huán)真空泵、大氣冷凝器和混合冷凝器的冷卻水順序重復使用,使用情況見圖1。

磷銨廠廢水處理

  在進行水量平衡的基礎上,提出磷銨車間水回用方案,工藝流程見圖2。

磷銨廠廢水處理

  工藝要點為:萃取尾氣洗滌水用作過濾工序盤式過濾機二次沖洗水;兩臺水環(huán)真空泵冷卻水經冷卻后循環(huán)使用;設立循環(huán)水站,將大氣冷凝器和混合冷凝器冷凝水冷卻后循環(huán)使用;以熱風機及料漿循環(huán)泵冷卻水作為補充水。原磷鉸車間40m3/h的冷卻水全部回用。

2.2 酸性廢水及酸性含氟廢水 

2.2.1 硫酸車間酸性廢水 

  由于含砷量較低(As3+≤10mg/L),用一般的石灰法一次處理即可達標[1]。該車間原有一套稀酸廢水處理設施,改造[2]后,廢水能達標排放。 

2.2.2 磷肥車間酸性含氟廢水
 

  該車間酸性含氟廢水采用兩級石灰中和沉降工藝。車間生產正常時,廢水經石灰乳一次中和至pH=5-6,固液分離后,上清液回用于磨礦;車間生產不正常、系統(tǒng)水平衡不了時,廢水處理按兩級石灰中和沉降方式運行,廢水可達標排放。 

  該車間廢水處理裝置在運行過程中,存在石灰用量偏高、化灰機及板框壓濾機處理能力偏小等問題[2]。目前,將廢水與礦粉混合后直接回用于磨礦,經過五個多月的運行,并未影響磨礦系統(tǒng)設備。這樣可降低運行費用,做到廢水封閉循環(huán)。 

2.2.3 磷銨車間酸性含氟廢水 

  原計劃將萃取尾氣洗滌水納入磷肥生產車間廢水處理系統(tǒng)一并處理,但其水量超過磨礦工序的需要,故將萃取尾氣洗滌水用作過濾工序盤式過濾機二次洗水。

3 技術經濟分析

3.1 經濟分析 

  全廠廢水處理或回用設施運行費用見表2。從表2可以看出,由于項目的實施節(jié)約了大量的水,節(jié)約的水費除抵去廢水處理或回用設施運行費用及排污費和農賠金外,每年還節(jié)余28.13萬元,經濟效益顯著。

表2 運行費用計算

名稱

硫酸車間

磷肥車間

磷銨車間

小計

固定資產總值/萬元

124.6

64.5

41.9

231.0

節(jié)約新水量/(萬t·a-1

28.8

1.80

32.0

62.6

電費/(萬元·a-1

23.85

0.72

13.32

38.89

藥劑費/(萬元·a-1

1.8

0

0

1.8

其它(折舊費等)/(萬元·a-1

14.64

7.39

5.75

27.78

節(jié)約水費/(萬元·a-1

28.8

1.8

32.0

62.6

減少排污費/(萬元·a-1

 

 

 

24.0

減少農賠金/(萬元·a-1

 

 

 

10.0

所節(jié)約費用/(萬元·a-1

 

 

 

28.13


3.2 環(huán)境效益
 

  全廠廢水處理或回用設施實施前后水污染物減少量見表3。

表3 全廠水污染物減少量

名稱

硫酸車間

磷肥車間

磷銨車間

小計

SS/(t·a-1)

583.2

115.2

259.2

957.6

F-/(t·a-1)

 

72.0

116.4

188.4

PO43-(t·a-1)

 

 

8.64

8.64

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