磷銨廠廢水處理及回用
江淮化肥總廠磷鋁廠始建于1970年,現(xiàn)已形成40kt/a硫酸、100kt/a磷肥、30kt/a磷銨、20kt/a復(fù)混肥、500t/a氟硅酸鈉的生產(chǎn)能力,主要生產(chǎn)車間有:硫酸車間、磷銨車間和磷肥車間,是一用水大戶。
1 廢水來源及水質(zhì)
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(chǎn)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(zhuǎn)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(chǎn)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(shè)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(jīng)破碎、球磨制漿、混合化成、熟化等工序生產(chǎn)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(chǎn)的礦漿和硫酸車間生產(chǎn)的硫酸為原料,經(jīng)革取、過濾等工序生產(chǎn)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(jīng)中和濃縮、造粒干燥等工序生產(chǎn)磷銨。該工段各種設(shè)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(chǎn)生的氣體)排放的冷凝水為主。正常生產(chǎn)時,這部分廢水的pH、磷酸鹽、氟化物和懸浮物均能達標(biāo),但在操作不穩(wěn)定時,這幾項指標(biāo)時有超標(biāo)現(xiàn)象。
1.4 廢水水量、水質(zhì)
正常生產(chǎn)時,全廠廢水水量、水質(zhì)見表1。
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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(yīng)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(yīng)采取適當(dāng)?shù)奶幚泶胧┖,回用于生產(chǎn)或達標(biāo)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(xiàn)在滾筒下面設(shè)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(yīng)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(fēng)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(fù)使用,使用情況見圖1。
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在進行水量平衡的基礎(chǔ)上,提出磷銨車間水回用方案,工藝流程見圖2。
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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(jīng)冷卻后循環(huán)使用;設(shè)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(fēng)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(biāo)[1]。該車間原有一套稀酸廢水處理設(shè)施,改造后,廢水能達標(biāo)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(chǎn)正常時,廢水經(jīng)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(chǎn)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(biāo)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。目前,將廢水與礦粉混合后直接回用于磨礦,經(jīng)過五個多月的運行,并未影響磨礦系統(tǒng)設(shè)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(chǎn)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(shù)經(jīng)濟分析
3.1 經(jīng)濟分析
全廠廢水處理或回用設(shè)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(shè)施運行費用及排污費和農(nóng)賠金外,每年還節(jié)余28.13萬元,經(jīng)濟效益顯著。
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3.2 環(huán)境效益
全廠廢水處理或回用設(shè)施實施前后水污染物減少量見表3。
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