本文摘要：摘要：結(jié)合陜西某公司600kt/a甲醇裝置的運行實際，分析了污水總排放口總磷濃度超標的主要原因，如氣化灰水處理工序、循環(huán)水站、脫鹽水站、中水回用站等均使用了含磷分散劑和含磷阻垢劑，并提出相應的調(diào)控措施或更換無磷藥劑等。 關(guān)鍵詞：甲醇生產(chǎn);水處理;總
摘要：結(jié)合陜西某公司600kt/a甲醇裝置的運行實際，分析了污水總排放口總磷濃度超標的主要原因，如氣化灰水處理工序、循環(huán)水站、脫鹽水站、中水回用站等均使用了含磷分散劑和含磷阻垢劑，并提出相應的調(diào)控措施或更換無磷藥劑等。
關(guān)鍵詞：甲醇生產(chǎn);水處理;總磷超標;含磷藥劑;調(diào)控措施
污水處理人員評職知識：廣東省污水處理廠評職稱需要哪些條件
水工工程專業(yè)高級工程師須系統(tǒng)掌握本專業(yè)基礎(chǔ)理論和專業(yè)技術(shù)知識，熟練掌握本專業(yè)有關(guān)的規(guī)程、規(guī)范、標準、法規(guī)，熟悉相關(guān)專業(yè)知識，及時了解本專業(yè)國內(nèi)外最新技術(shù)狀況和發(fā)展趨勢，能將新技術(shù)成果應用于工作實踐;有豐富的專業(yè)技術(shù)工作經(jīng)驗，能獨立解決本專業(yè)復雜疑難技術(shù)問題，業(yè)績顯著，取得較大價值的科技成果，或在技術(shù)創(chuàng)新或引進、消化、吸收新技術(shù)中取得良好效果;公開發(fā)表、出版有較高水平的論文、著作。
1概述
陜西潤中清潔能源有限公司(原陜西煤化能源有限公司)甲醇裝置設計能力為600kt/a，配套建設的污水處理站設計能力為330m3/h，2014年底甲醇裝置建成投產(chǎn)，2015年初污水排放達標，2016年達產(chǎn)達效，產(chǎn)能達到633kt，2017年甲醇裝置通過環(huán)保設施竣工驗收。依據(jù)DB61/224-2011《黃河流域(陜西段)污水綜合排放標準》，我公司執(zhí)行第二類污染物最高允許排放濃度的一級標準，即氨氮濃度ρ(NH3-N)≤12mg/L，化學需氧量COD≤50mg/L，由廢水在線檢測設施實施全天候檢測，并上傳國家環(huán)保平臺進行監(jiān)控。
DB61/224-2011標準中，也對諸如總氮(N)、磷酸鹽(以P計)、硫化物(以S計)等的排放濃度提出限值要求，但尚未實施在線檢測和監(jiān)控，只是由企業(yè)自行檢測或委托有資質(zhì)的第三方進行檢測。由于DB61/224-2011標準中“磷酸鹽”的檢測方法就是采用GB/T11893-1989《水質(zhì)總磷的測定鉬酸銨分光光度法》，和我公司檢測“總磷”含量所用的檢測方法一樣，測定結(jié)果也一致。筆者認為檢測的甲醇裝置所排放污水中的“磷酸鹽”濃度用“總磷”濃度更準確，故為了表述統(tǒng)一，我公司所涉及到總排放口污水、氣化灰水、循環(huán)水、脫鹽水等的水質(zhì)檢測報告中，關(guān)于“磷酸鹽”的表述均使用“總磷”替代。
2總磷濃度超標的原因分析
2017年11月28日檢測發(fā)現(xiàn)，我公司甲醇裝置所排放污水中的總磷濃度ρ(P)達到0.78mg/L，而DB61/224-2011標準中磷酸鹽的最高允許排放濃度ρ(P)為0.50mg/L，超標0.28mg/L。
2.1氣化灰水中總磷濃度控制情況
在甲醇生產(chǎn)過程中為了防止氣化灰水中Ca2+、Mg2+形成碳酸鹽析出并產(chǎn)生大量結(jié)垢，而堵塞設備和管道，故在灰水處理工序向回用灰水中添加分散劑，以減輕或杜絕灰水結(jié)垢現(xiàn)象，保證灰水系統(tǒng)長周期、平穩(wěn)運行，這也是氣化裝置安、穩(wěn)、長、滿、優(yōu)運行的基礎(chǔ)。氣化灰水分散劑中的主要成分為磷酸鹽，其灰水質(zhì)量指標之一就是總磷濃度，2017年1～12月氣化灰水中總磷濃度檢測情況，下半年氣化灰水中的總磷濃度較上半年的要高，尤其是5月份之后，總磷濃度大幅提高，是前4個月平均值的2～4倍。
2017年11月下旬，檢測到氣化灰水中的總磷濃度波動較大，總磷濃度24日達到最高13.5mg/L，26日最低僅為3.2mg/L，最高值是最低值的4倍多。氣化灰水先送至污水站處理，再進入中水回用站處理，直到排放出廠需要4～6d，這也是氣化灰水在污水站和中水回用站的停留時間，故11月24日氣化灰水中總磷濃度達到13.5mg/L是造成11月28日總排口污水中總磷濃度超標的主要原因。
氣化灰水中總磷濃度之所以會達到如此之高，主要是因為∶①生產(chǎn)操作重視不夠，未嚴格執(zhí)行定點定量添加分散劑的規(guī)定;②也不排除為了防范灰水系統(tǒng)結(jié)垢堵塞，有意大量添加分散劑，從而導致氣化灰水中總磷濃度居高不下。由此可見，氣化灰水中總磷濃度的高低，不但影響污水處理站、中水回用站污水(廢水)中總磷含量，而且直接決定總排口污水中總磷濃度是否超標，故應引起高度重視，將氣化灰水中總磷濃度作為全廠重點監(jiān)控的環(huán)保指標之一。
2.2循環(huán)水中總磷濃度控制情況
通常，在循環(huán)水中按要求添加一定量的阻垢劑，以防止以循環(huán)水為冷卻介質(zhì)的換熱器出現(xiàn)結(jié)垢、堵塞現(xiàn)象，從而影響傳質(zhì)速率和換熱效率。衡量阻垢劑添加量的標準是循環(huán)水中總磷濃度，其指標控制范圍為4.0～6.0mg/L。2017年1～12月循環(huán)水中總磷濃度基本控制在指標范圍之內(nèi)，僅5月份達到指標上限6.0mg/L，是全年循環(huán)水中總磷濃度控制最高的一個月。從表2中2017年11月下旬的檢測數(shù)據(jù)來看，循環(huán)水中的總磷濃度控制得基本良好，和全年的平均值5.10mg/L比較相近，較當月的平均值4.95mg/L稍高一點。循環(huán)水中總磷濃度是影響總排放口總磷濃度的第二大因素，一旦添加阻垢劑過量，循環(huán)水中的總磷濃度嚴重超標，也會導致總排放口污水中總磷濃度不達標。
2.3脫鹽水站中和水中總磷濃度控制情況
在脫鹽水站制備脫鹽水的過程中，通常必須定時定量添加阻垢劑，以防止反滲透裝置結(jié)垢堵塞。這樣，脫鹽水站的濃水中就含有一定量的磷酸鹽，檢測其中的總磷濃度一般在1.0～2.0mg/L。原設計，脫鹽水站的這些濃水先進入中和水池，經(jīng)酸堿中和后pH值為6～9時，再送入中水回用站進行處理后回用。后來，將此濃水引入2臺280t/h燃煤鍋爐的撈渣池，作為撈渣水補充水使用，最終送入污水站進行處理。因此，這也是影響總排口污水中總磷濃度的一個主要因素。
2.4中水回用站濃水中總磷濃度控制情況
中水回用站有反滲透裝置，在此裝置內(nèi)也同樣添加阻垢劑，以防止反滲透膜結(jié)垢堵塞。中水回用站來水包括污水站處理水、循環(huán)水置換水、脫鹽水中和水等，這些水中均含有濃度不等的磷酸鹽，再加上反滲透裝置又添加阻垢劑，處理后濃水中總磷濃度時常達到3.0mg/L。若這些處理后的濃水直接排放，則可能造成總排放口總磷濃度超標。
2.5污水站處理水中總磷濃度控制情況
我公司污水站采用QWSTN活性污泥法，處理甲醇生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的工業(yè)污水。按理應添加磷酸鹽，以補充微生物所需的第3大養(yǎng)分P，最終滿足活性污泥的養(yǎng)分平衡即：m(C)∶m(N)∶m(P)=100∶50∶1。因氣化灰水和循環(huán)水中總磷濃度較高，故污水站一直未添加磷酸鹽，但好氧池內(nèi)污水中總磷濃度在0.33～1.31mg/L。從表2中2017年11月下旬的檢測數(shù)據(jù)可見，污水站處理水中總磷濃度平均達到1.15mg/L，均高于表1中全年的平均值0.71mg/L和當月的平均值0.78mg/L，這是總排放口污水中總磷濃度超標的間接原因。
當然，這也是氣化灰水中總磷濃度高引起的，因為氣化灰水就是進入污水站進行脫磷除氮降碳的。換個角度而言，氣化工序、循環(huán)水站、中水回用站、脫鹽水站等煤化工裝置都是用磷和產(chǎn)磷之處，只有污水處理站需用磷而不產(chǎn)磷，以消耗全廠污水中所產(chǎn)生的總磷。盡管最終沒有全部消耗完，但為減少全系統(tǒng)污水中總磷排量做出了貢獻。也就是說，只要其他裝置嚴格控制污水中的總磷濃度，經(jīng)過污水站的活性污泥處理后，總排放口的污水中總磷濃度會實現(xiàn)達標排放的。
3調(diào)控措施
3.1氣化灰水中分散劑用量的控制措施
1.摸索和確定氣化灰水中總磷濃度適宜的控制指標，既不能引起總排口污水中總磷濃度超標，又不能造成氣化灰水系統(tǒng)頻繁結(jié)垢堵塞，而影響氣化裝置的長周期運行。
2.結(jié)合2017年全年氣化灰水中總磷濃度的控制情況，確定氣化灰水中總磷濃度的控制指標為5.0～6.0mg/L，并嚴格控制、管理和考核，總排口總磷濃度就不會超標。
3.根據(jù)所確定的氣化灰水中總磷濃度指標，反算出所需添加的分散劑用量，并按照規(guī)定時間、規(guī)定頻次和規(guī)定用量，在氣化灰水中添加分散劑，以確保指標合格。
4.結(jié)合氣化裝置的運行情況，逐步降低氣化灰水中總磷濃度的控制指標，在不影響灰水系統(tǒng)結(jié)垢的前提下，降得越低越好。
5.在依然使用含磷分散劑時，應加強藥量控制，盡最大努力控制其總磷濃度在最低水平，但絕不能因此造成系統(tǒng)結(jié)垢堵塞而停車清理。
3.2有磷藥劑改為無磷藥劑的措施
1.循環(huán)水站所使用的阻垢劑量大，循環(huán)水置換量和排放量也大，必須選用新型無磷阻垢劑予以替代，這是降低循環(huán)水和外排污水中總磷濃度最重要、最有效的手段，必須高度重視。2.盡管脫鹽水站和中水回用站反滲透裝置所使用的阻垢劑量并不大，但也要用無磷藥劑代替，以確保污水達標排放。3.無磷阻垢劑的使用較為廣泛，在其他煤化工企業(yè)使用效果良好，只是單價稍高一些，但必須予以更換，即使增加運行成本也不能造成污水中總磷濃度超標，這是原則問題，不容忽視。
4.我公司已于2018年10～12月將循環(huán)水站、脫鹽水站和中水回用站的含磷阻垢劑先后更換為無磷阻垢劑，這是污水中總磷濃度實現(xiàn)達標排放的主要措施，收效極為顯著。5.只有在煤化工裝置全面采取藥劑替代和節(jié)磷減磷措施，才能保證總排放口污水中總磷濃度ρ(P)≤0.5mg/L，才能實現(xiàn)常態(tài)化達標排放。
3.3污水處理站污水中總磷濃度的控制措施
在利用活性污泥處理污水的過程中，適當?shù)目偭诐舛扔欣跒槲⑸锾峁B(yǎng)分P，否則還必須在污水站添加磷酸鹽，故應運行好污水處理站，保持污泥活性良好，增大總磷消耗量，為實現(xiàn)達標排放創(chuàng)造條件。
4效果評價
2018年元月起，我公司在用磷產(chǎn)磷第二大戶循環(huán)水裝置進行嘗試，將循環(huán)水中添加的含磷阻垢劑全部更換為無磷阻垢劑，以降低總排口污水中總磷濃度，收到了良好的效果。在氣化工序、循環(huán)水站、中水回用站、脫鹽水站等煤化工裝置運行過程中，也采取了一系列節(jié)磷控磷措施，尤其是控制氣化灰水中含磷分散劑的添加量，從而保證了總排放口污水中總磷濃度達標。
5結(jié)束語
加強生產(chǎn)運行管理，嚴格控制各類工藝指標，無論是廠控指標，還是車間控制指標，甚至是班組控制指標，均必須嚴格執(zhí)行，嚴厲考核。同時，應將各類藥劑消耗一并納入日�？己酥�，嚴格管理，嚴防浪費。浪費一點不要緊，而造成排污不達標，其后果則極其嚴重。因此，加強生產(chǎn)運行崗位各個環(huán)節(jié)的管理，嚴守紀律，嚴控指標，嚴抓消耗，嚴厲考核，這是保證各類工藝指標、技術(shù)經(jīng)濟指標和環(huán)保指標達標的有效手段。在循環(huán)水站、脫鹽水站和中水回用站使用無磷阻垢劑的基礎(chǔ)上，逐步選擇和替代氣化灰水工序所使用的含磷分散劑，持續(xù)實施替換改造工作，推廣和普及使用無磷藥劑，進一步降低總排放口污水中總磷濃度，以實現(xiàn)污水長期達標排放。
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