1 废水特征及整体设计思路

金新化工项目是以煤为源头的合成氨项目，年产 50 万 t 合成氨和 80 万 t 尿素。 其中，煤气化工艺采用 BGL 块/碎煤熔渣气化炉技术（ 鲁奇改进型）， 因气化温度低，所以废水成分复杂，污染程度高，处理难度高。 该废水特性为高氨氮、高 COD、高酚、高油、高盐类，B/C 低（小于 0.25），含大量难降解物质， 气化废水占整体水量的 30%。 除煤气化水以外，还包括煤气循环水旁滤器反洗排水、甲醇洗废水、无硫变换气洗涤水、尿素废水、热电排水、全厂生活污水、罐区废水、地面冲洗水、机泵冷却水、分析废水、初期雨水等，废水整体水质成分复杂，处理难度大。
该项目建设地点在呼伦贝尔大草原， 环评要求整个项目废水“零排放”，如何实现污水最大回用并减少外排是整个水系统设计的关键。因此，从整个水系统考虑，将废水分为两部分处理，一部分可以将易生化降解的水，如生产系统中气洗涤水、尿素废水、
热电排水、全厂生活污水、罐区废水、地面冲洗水、冷却器取样废水、机泵冷却水和初期雨水等，收集后经综合污水处理站处理，达标废水与脱盐水的浓排水、循环水排污水一起，作为回用水的水源，经过超滤+ 反渗透处理后回用，成为清水循环水的补水；另一部分将难生化降解的水，如 BGL 煤气化水、煤气循环水旁滤器反洗排水等，经过气化废水处理站处理后， 合格出水作为浊循环的补水，循环利用，最大实现水的充分利用，减少外排。

2 设计水量及水质

本工程废水处理站分为气化废水处理站和综合 废水处理站，其中气化废水处理设计水量为 80 m³/h， 出水作为浊循环的补水， 进水和出水水质数据见表1；综合废水处理站设计水量为 100 m³/h，出水水质达到《污水综合排放标准》（GB 8978—1996）一级排放标准，可作为回用水的水源，进水和出水水质数据见表 1。

3 工艺流程及主要参数

3.1 气化废水处理站

气化废水处理工艺流程如图 1 所示。

图 1  气化废水处理工艺流程

三股废水首先带压进入隔油池，通过重力分离作 用去除废水中的轻油和重油，出水自流入调节池，调节池内设置潜水搅拌机混合调节废水， 均质后的废水提升至溶气气浮系统，投加破乳剂去除胶状油、乳化油， 浮渣被刮入浮渣池，气浮出水自流进入水解酸化池。利用水解酸化池中水解和产酸微生物，将废水中的固体、大分子和不易生物降解的有机物（含苯环类）降解为易于生物降解的小分子有机物，提高B/C，使得废水在后 续的好氧单元以较少的能耗和在较短的停留时间内得 到处理， 废水经水解酸化处理后提升至SBR 池。SBR 池共 4 座，12 h 为 1 周期， 由进水搅拌、曝
气、沉淀、出水工序组成，其中曝气和搅拌根据水质反复多次交替运行，实现硝化和反硝化交替运行，提高总氮污染物去除效果。 废水经 SBR 高效除氮后， 进入混凝沉淀系统，进一步去除废水中的 SS，满足BAF 进水要求。 BAF 集吸附、氧化及过滤于一体，通过周期性反冲洗，使生物膜得以更新，氧的传输效率高，供氧动力消耗小，处理效果好，污泥量少，出水悬浮物低。 BAF 出水进入机械搅拌澄清池，通过投加活性炭粉，利用活性炭粉强吸附性，吸附煤气化废水中非降解和难降解物质， 保证出水 COD 低于 150 mg/L。澄清池出水进入砂滤过滤系统，通过石英砂粒状滤料层，截流水中大颗粒悬浮杂质，从而使水获得澄清，出水 SS 低于 5 mg/L。

水解酸化池、SBR 池、混凝沉淀池、机械搅拌澄清池的污泥均由泵提升至污泥贮池， 污泥贮池内污泥由污泥输送泵送至带式脱水机， 脱水后进入污泥斗，由汽车外运。

气化废水处理站主要构筑物及工艺参数如表 2所示。

表 2 气化废水主要构筑物及工艺参数
 

1.1 综合废水处理站
综合废水处理工艺流程如图 2 所示。

图 2  综合废水处理工艺流程
废水重力流入细格栅，去除废水中较大的杂物， 出水泵入调节池， 调节池内设置潜水搅拌机混合调节废水，均质后的废水提升至溶气气浮系统，投加破乳剂去除胶状油、乳化油，浮渣被刮入浮渣池，气浮机出水自流进入 A/O 池。 在 A/O 系统的进水井上投加营养盐和甲醇，废水与从 O 池回流的硝化液及从二沉池回流的污泥混合进入 A 池，A 池设置潜水搅拌机，保证污泥不沉积，完成反硝化反应，A 池出水进入 O 池，O 池为长方形， 每个 O 池内共分 3 个廊道， 废水依次流经 3 个廊道完成好氧脱碳及硝化反

应，O 池末端内设硝化液回流泵， 出水进入二沉池。

二沉池采用辐流式沉淀池，内设刮泥机，二沉池出水

进入排放水池，由池内回用水泵送入回用水装置。

二沉池污泥由泵提升至污泥贮池， 污泥贮池内

污泥由污泥输送泵送至带式脱水机， 脱水后入污泥

斗，由汽车外运。

综合废水处理站主要构筑物及工艺参数如表 3

所示。

表 3

综合废水主要构筑物及工艺参数

4 工程运行分析

4.1 运行效果
（1） 气化废水处理站。 本系统自 2012 年开始调试运行，至今运行 5 a，期间生产工艺有少许改造，气化废水处理效果稳定，实际进水和出水水质数据见表 4。可以看到，COD 和 NH₃-N 去除率分别在 95%和 98%以上，均达到设计要求。 其中，SBR 为最主要处理单元， 可去除 90%以上 COD、NH₃-N、酚等污染物，能够保证出水 COD 小于 200 mg/L；SBR 出水可生化性差，BAF 处理效果不明显；在澄清池投加活性炭粉能够有效去除剩余 COD，保证出水 COD 小于 150 mg/L。 可见， 采用“隔油+水解酸化+SBR+BAF+澄清+过滤”工艺处 理气化废水可行，出水满足气化炉循环水补水要求。
（2） 综合废水处理站。 本系统运行 5 a，处理效果稳定， 实际进水和出水水质数据见表 5。 可以看到， COD 去除率>70%，所有指标均优于设计要求，出水水质达到《污水综合排放标准》（GB  8978—1996）一级排放标准，目前全部作为回用水的水源。

4.2 运行成本

运行费用包括电费、药剂费、水费，气化废水处

理站和综合废水处理站运行费用见表 6。

设计注意问题

（1）SBR 设计。 国内煤头化工废水采用 SBR 工艺的工程大多选用碟式射流曝气器，该曝气器需要配备大流量的循环水泵以配合曝气，不曝气时利用循环水泵进行搅拌， 这种好氧与缺氧交替运行对于氨氮有很好的去除效果，但运行动力消耗较高。本设计采用曝气器与潜水搅拌机配合方式实现好氧与缺氧交替运行，降低能耗 20%，也达到了去除氨氮的效果。

（2）保温问题。 本工程所在地海拉尔，最冷月平均气温为-26.1 ℃，为确保系统正常运行，应采取保温措施。 地面以上水池外壁砌筑砖墙，与池壁之间填充聚苯板； 大型水池顶面做轻钢结构建筑物，钢柱生根在池壁， 围护结构及屋面采用复合压型钢板，如 SBR 池、A/O 池、二沉池等；小水池设钢筋混凝土现浇顶板；半地下泵房均有采暖设施；冻土以上管道采用保温伴热。 经过冬季的实际运行，保温效果很好。

6 结论

针对以 BGL 为工艺的煤气化废水特点，采用“除油+水解酸化+SBR+BAF+澄清+过滤”工艺处理，系统运 行 稳 定，处 理 成 本 低，当气化废水进水 COD在1 500~4 000 mg/L，NH3-N 在 100~300 mg/L， 总酚在100~400 mg/L，处理后的出水水质指标能达到 COD＜150 mg/L，NH3-N＜4 mg/L，挥发酚＜0.1 mg/L，满足气化炉浊循环补水使用要求。