張守健 甘明亮 聶文超
（淄博市匯源環保設計院）

　　摘　要：介紹了國內幾家化肥行業特別是合成氨、尿素生產中所排放的主要含氨氮的工業廢水，采用A/O法（缺氧一好氧工藝）處理的工程實例。通過介紹可為該行業的廢水處理工程的工藝選擇提供參考。
　　關鍵詞：氨氮廢水 A/O法 硝化硝化 工程實例

1 前言

　　我國是人口大國，也是農業大國。農業生產離不開化肥，化肥對農業增產所起到的作用約為40％，因此，化肥在國民經濟發展中始終處于十分重要的地位。我國化肥工業經過改革開放20年的迅猛發展，現已具備相當的規模，化肥產量僅次于美國，躍居世界第三，其中氮肥產量以為世界第一。氮肥工業的原料路線，采用了油、焦為主（約占64％～67％）油氣并存的路線，天然氣僅占19％——20％。不同的原料路線有不同的生產工藝，相同的原料路線也有不同的生產工藝，工藝不同，廢水的來源亦不同。現將合成氨及氮肥主要產品的生產工藝和廢水來源分述如下：
1.1 合成氨生產工藝與廢水來源：
　　（1）以煤焦造氣生產合成氨工藝廢水主要來自三個部分：
　　①氣化工序產生的脫硫廢水；②脫硫工序產生的脫硫廢水；③銅洗工序產生的含氨廢水。
　　（2）油造氣生產合成氨的廢水，主要來自除炭工序產生的碳黑廢水及含氰廢水；脫硫工序產生的脫硫廢水；以及在脫除有機硫過程中產生的低壓變換冷凝液及甲烷化冷凝液，即含氨廢水。
　　（3）以氣制合成氨工藝廢水，主要是脫硫工序產生的脫硫廢水及銅洗工序產生的含氨廢水，以及在脫除有機硫過程中產生的冷凝液，即合氨廢水。
1.2 氮肥主要產品的生產工藝和廢水來源
　　碳酸氨生產中的廢水是尾氣洗滌塔產生的含氟廢水；尿素生產中的廢水主要是蒸餾和蒸發工序產生的解吸液和真空蒸發工序產生的合成氨廢水。
　　歸納起來，氮肥工業廢水按其性質可分為媒造氣含氧廢水、油造氣碳黑廢水、自硫廢水和含氨廢水，其中以造氣廢水和自氨廢水的水體環境的影響最大。

表1 造氣污水水質及排放標準 污染物 水溫℃ 懸浮物mg/l 氰化物mg/l 硫化物mg/L 揮發酚mg/l 氨氮mg/l pH CODcr
mg/L 造氣廢水（處理前） 45-55 50-500 10-30 0.1-10 0.01-3 40-100 6-9 30-200 工藝生產對水的要求 ＜32 ＜50 ＜5 ＜1.0 微量 - 6-9 -- 污水綜合排放標準GB8978-1996 Ⅰ級 -- 70 0.5 1.0 0.5 15 6-9 100 Ⅱ級 -- 200 0.5 1.0 0.5 50 6-9 150 合成氨工業水污染物排放標準GWPB4-1999（中型） Ⅰ級 -- 100 1.0 1.0 0.20 60 6-9 150 Ⅱ級 -- 100 1.0 1.0 0.20 100 6-9 150

2 工藝原理

　　A/O法生物去除氨氮原理：污水中的氨氮，在充氧的條件下（O段），被硝化菌硝化為硝態氮，大量硝態氮回流至A段，在缺氧條件下，通過兼性厭氧反硝化菌作用，以污水中有機物作為電子供體，硝態氮作為電子受體，使硝態氮波還原為無污染的氮氣，逸入大氣從而達到最終脫氮的自的。
　　硝化反應：NH₄⁺＋2O₂→NO₃^－＋2H⁺+H₂O
　　反消化反應：6NO₃^-＋5CH₃OH（有機物）→5CO₂↑＋7H₂O＋6OH^-+3N₂↑

3 工程實例

3.1 吉林化學工業集團公司污水處理廠綜合廢水處理工程
3.1.1 工程概況
　　吉林化學工業集團公司廢水處理工程設計規模為日處理水量24萬m³/d。其中生活污水5.9萬m³/d，含氮廢水3.7萬mWd，化工生產廢水14.4萬m³/d。現實際日處理水量為18萬m³/d。該廢水處理工程中進水主要污染物濃度及設計出水水質參數見表2。該廢水工程的排放標準符合GB8978--1996二級標準。　

表 表2 吉林污水處理工程進、出水水質表 項目 原水濃度 出水濃度 CODcr/(mg/L) 365 120 BOD₅/(mg/L) 156 30 NH₃-NN/（mg/L) 78 25 pH值 ＞7.5 6-9 色度（稀釋倍數） 83 83 SS/(mg/L) 250 70

3.1.2 工藝流程及簡述
　　（1）工藝流程

（2）工藝流程簡述　
　　化工廢水經泵提升進入均質反應池在此加堿中和后進入沉淀地沉淀。沉淀污泥濃縮后，脫水外運。沉淀出水進入穩流池，后進入曝氣沉淀地，之后再進入沉淀池與經過曝氣沉淀處理的生活污水一同進入A/O（硝化反硝化）生化處理系統。最后廢水經接觸消毒排放。
3.1.3 主要技術經濟指標
　　 吉化集團公司污水處理廠，工程總投資5.4億元。年運行費5400萬元/a，其中生產成本3600萬 元/a，管理費用1300方/a，稅金500萬元/a。污水處理成本為1.08元/m³（按生產成本核算直接處 理成本為0.65元/m³）。
3.2 九江石化總公司化肥廠廢水處理工程
3.2.1 工程概況
　　 九江大化肥工程，年生產臺成氨30萬噸，尿素52萬噸。合成氨裝置采用謝爾渣油汽化工藝 魯奇的低溫甲醇洗和凱洛格的氨合成工藝，尿素裝置采用斯娜姆氣提工藝。
　　廢水處理裝置是該工程配套的公用設施之一。包括灰沉降單元、化學處理單元和生化處理單元。
3.2.2 工藝流程及簡述
　　 （l）工藝流程

　　（2）工藝流程簡述
　　灰沉降單元主要處理和合成氨汽化部分約40t/h的碳黑廢水，碳黑廢水經灰沉降罐，除去部分碳黑后，約30t/h送入渣油汽化工段回用，約10t/h進入污水氣提塔脫除NH₃、H₂S后，經化學處理單元處理，脫水除重金屬V、Vi后，進人均衡池。
　　生化處理單元主要經化學單元處理后的廢水、合成氨裝置的CO₂洗滌水、尿素裝置工藝冷凝液、 生活污水、罐區的污染雨水，這五股廢水進入生化處理單元，此單元采用A/O工藝。
3.3 山東綠源化工集團氮肥分廠廢水處理工程
3.3.1 項目概況
　　該廠現有2.5萬噸/年合成氨生產裝置，現配套的廢水處理設施只對外排廢水做沉淀處理，故有些污染物如氰化物、氨氮、硫化物等，還不能達到排放標準。
　　該工藝采用A/O法處理技術。設計水量為1200m³/d。
　　設計進水水質
　　CODcr≤230mg/l 　 pH：7－8 　 SS≤600mg/l　 氰化物≤12.0mg/l
　　氨氮≤460mg/l 　　 揮發酚≤0.50mg/l 　　　 硫化物≤5.58mg/l
　　處理后水質標準
　　符合國家《合成氨工業水污染物排放標準》（GWPB44-1999）執行表1二級排放標準。詳見表深。
3.3.2 工藝流程及簡述
　　（1）工藝流程
　　生產廢水和部分生活污水（由于工藝上要求，生產廢水需加入部分生活污水一同處理）混合后進入調節池調節水量均衡水質。混合污水由水泵提升，加人藥劑后，進入一沉池沉淀去除部分懸浮物和大部分氰化物，以減小后續處理負荷和降低氰化物對微生物的抑制和毒害作用。一沉池出水和回流混合液進入缺氧池，進行反硝化脫氮反應，NO₃－N被還原為N₂進入空氣，污水則進入好氧池。在好氧池內，進行降解和硝化反應，BOD大部分被降解，NH₃－N轉化為NO₃－N。好氧池出水大部分回流，剩余部分進入二沉池，二沉池出水進入儲水池后，用泵泵入廠辦公生活區水景噴泉配水系統，這樣既可以美化了廠區環境，又節省了水資源。二沉池污泥和一沉池污泥一同進入污泥濃縮池，經濃縮后，排人干化場進行干化脫水，上清液則回流至調節池重新處理。
3.3.3 主要技術經濟指標
　　工程總投資廠135萬元，噸水處理費用0.68元。本方案建議廠方將污水回用于生產或水景噴泉，處理后污水按20％回用率考慮，每方水按0.8元計，噸水回用效益：1×20％×0.8=0.16元/m³·水。

4 結束語

　　A/O法生物脫氮廢水處理技術是90年代初期先后開發出來的廢水處理技術，它能有效的將化工廢水中的COD組分和氨氮污染物氧化降解掉，使廢水中的各項污染物指標達標排放。但近十年來，這種性能良好的廢水處理技術并沒有得到很好地應用，A/O法生物脫氮廢水處理技術只在吉化公司和九江大化肥廠等為數很少的大企業中使用，此技術有待在中小型化肥廠中特別是氮肥（合成氨、尿素）行業中推廣應用。