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【摘 要】合成氨扩能技术改造建设项目的脱硫废水中含有大量悬浮物、水温高且含有少量的脱硫液。当脱硫采用Na2CO3作吸收剂时，废水水中含有Na2CO3碱液、硫泡沫和少量的焦油，直接排放会对项目周边生态环境造成严重影响。为了消除脱硫废水对环境的污染，实现节能降耗、综合利用的目的，采用循环利用系统工程，将脱硫工艺排水经处理后循环使用，符合国家工业建设项目“三同时”政策要求和节能降耗政策原则，在环境保护、水资源节略、能耗节省、生产成本降低等方面取得了较好的综合效益。
【关键词】一体化净水器；合成氨；脱硫循环水
1. 引言
某化工有限责任公司年产25万吨合成氨扩能技术改造建设项目的脱硫废水，经现场取样化验分析，脱硫循环水除含有一定悬浮物且水温高外，尚含有少量的脱硫液，水中含有Na2CO3碱液（当脱硫采用Na2CO3作吸收剂时）、硫泡沫和少量焦油。脱硫循环水水量：2000m3/h，脱硫循环水回水水质如下：悬浮物150～200mg/L，氰化物 10～30 mg/L，PH值 7～8，含硫泡沫，水温 ≤40 ℃。脱硫循环水给水水质如下：悬浮物≤100mg/L，水温≤32 ℃，压力：0.35MPa（G）。直接排放脱硫废水会对项目周边生态环境造成严重影响，采用循环利用系统工程，选择合适的一体化净水设备，设计合理的脱硫废水处理工艺流程，将脱硫工艺排水经处理后循环使用，既符合国家工业建设项目“三同时”政策要求和节能降耗政策原则，又在环境保护、水资源节略、能耗节省、生产成本降低等方面取得了较好的综合效益。
2. 废水处理工艺流程
2.1 工艺流程主线。脱硫循环回水自流进入调节除沫池，调节除沫池具有调节水质、水量和脱除硫泡沫的功能。由于脱硫循环水连续运行，水量变化不大；高浊度净水器能很好地承受脱硫循环回水的浊度，并具有耐冲击的特点，故前置调节池不对脱硫回水进行沉淀，仅在入口处设格栅，以去除循环回水中可能含有的大颗粒悬浮物。调节除沫池的主要目的是去除浮于水面上的硫泡沫，脱硫循环水在调节除沫池停留时间为0.5小时。
调节除沫池分2格，设置2台刮沫机，将硫泡沫刮集到集沫槽后排出池外，自流进入收集池储存，间断后送出用于制硫膏。在调节除沫池低部设置压缩空气管，间断吹入空气以防止污泥沉淀和将水中的硫泡沫吹到水面。调节、除沫后的污水自流入吸水井，由脱硫循环水热水泵从吸水井提升进入一体化净水器除浊处理。在一体化净水器前的进水总管道上设置两个管道混合器，污水先后与两个计量投药泵投加的混凝剂PAC和助凝剂PAM混合后，进入一体化净水器。经加药混合后的废水进入一体化净水器内先后经旋流反应、悬浮澄清和斜管沉淀后，清水自流进入脱硫循环水冷水池，再经脱硫循环水泵送脱硫装置回用。
2.2 投药系统。混凝剂PAC和助凝剂PAM分别从各自的溶药箱与清水搅拌溶解后进入贮药池，再经各自的计量泵投入各自的管道混合器混合。
2.3 污泥处理。一体化净水器的泥斗中沉降的污泥通过排泥管由自动排泥阀控制排入污泥池，再经污泥泵提升与加药系统送来的PAM混合，进入板框压滤机脱水，干泥经污泥斗转运到汽车上外运，污泥清液废水排回调节沉淀池参与再处理，实现废水处理零排放的目标。
2.4 消耗定额。 合成氨脱硫循环水处理工艺的能源与材料消耗定额如表1所示。
表1 能源与材料消耗定额
脱硫循环水处理工艺包括除浊、降温和去除含硫泡沫等工艺。工艺流程路线如图1所示：
图1 脱硫循环水流程图3. 主要工艺设备选择
3.1 除浊设备。脱硫循环水的特点是浑浊度高，选用YZJ-1000C高浊度一体化净水器作为脱硫循环水系统的主体设备。该设备由旋流反应室与中央输泥斗及其上的澄清室组成旋流反应悬浮澄清室，上面再加二级斜管沉淀室所组成。其中：
3.1.1 反应室：提升泵的出水在管道混合器中与计量泵送来混凝剂、助凝剂混合后，从切线方向喷射进入上大下小的倒喇叭形反应室旋转上升。由于反应室的截面由小变大，随着水流上升，絮凝体不断长大，水流流速却在不断减小，减弱了水流对絮凝体的剪力，使之不被破坏，有利于絮凝体长大到可沉降的程度。
3.1.2 悬浮澄清室：在反应室顶部设中央输泥斗，将输出的剩余污泥送入泥斗与反应室内的絮凝体分开，由于反应室内水流呈升流态，使絮凝体形成悬浮状的悬浮层。悬浮层就如一个悬浮滤池，对新来水中的悬浮物起到吸附、过滤、沉淀作用，使絮凝体不断长大到可沉降尺度。由于悬浮层具有吸附作用，所以可吸附部分浮油等污染物，起到一般反应室起不到的作用。水流从反应室继续上升便进入澄清室，使水中悬浮物得到第一次沉降。并起到向斜管沉淀室配水的作用。
3.1.3 斜管沉淀室：澄清水从澄清室上升后进入斜管沉淀室，由于斜管湿周大，水力半径小，每根斜管就是一个小沉淀室，故沉淀效率远远高于澄清室，出水悬浮物可迅速降低到≤100mg/L。
3.1.4 排泥：泥斗设在反应室外侧和净水器外桶体内侧的空间，通过中央输泥斗与反应室内的悬浮层相通。泥斗顶部设澄清水管，当开启澄清水管阀门适量排水时，悬浮层中的剩余活性污泥便经过中央输泥斗进入泥斗沉淀下来，再经自动排泥阀排出。排泥阀的排泥周期和排泥历时可根据水质情况进行调整。由于本净水器的泥斗容量大，污泥在泥斗中的停留时间长，所以澄清水管排出的水为清水，浊度很低，可直接送入清水池。
3.1.5 设备特点：YZJ-C型一体化净水器：其特有的悬浮层和双级沉淀系统，在有效去除浊度的前提下还可以去除少量的COD、BOD和其它物质。性能优良、运行稳定。
3.1.6 斜管选择：采用50 PVC斜管（表面光滑、不易结垢、强度好、使用寿命长），并在净水器顶部接水管定期冲洗斜管的技术措施，保证斜管不堵塞。
脱硫循环水处理主要工艺设备主设计参数如表2所示。
表2 工艺设备设计参数
3.2 SF型管道混合器。用于混凝剂、助凝剂的快速、高效混合。SF型管道混合器是利用射流与反射锥原理设计而成的。提升泵送来的原水和计量泵送来的混凝剂、助凝剂在这里经喷射器的挤压和高速喷流到达反射锥反回到喷射器外围，再折返前进，最终经反射锥环缝中挤入管道，造成多级强烈而高质量的微旋涡。迅速达到药剂的高速混合水解作用。再经过管路上的各种弯头再次产生旋涡，最后在进入反应室时再次喷流有机地过渡到反应工序。SF管道混合器的特点是混合水解速度快、效率高、质量好、节省药剂，管径与设备进水管相同，直接与进水管路串接，不占地盘，免维修。
3.3 自动拉板板框压滤机。自动拉板板框压滤机包括机架、厢式滤板、带独立的液压系统及电控系统，具有自动液压、自动保压、自动回程、自动拉板卸料、带自动接液翻板等特点。型号：XMZF60/1000-UK，规格：处理量20m3/h（间断）， 过滤面积60m2。
3.4 污水冷却塔。型号：GFNL-1000；冷却水量：1000m3/h；进水温度：40℃，出水温度 32℃；功率：45Kw；数量：2台。
4. 结论
4.1 针对脱硫循环水的特点设置除硫泡沫装置，处理工艺流程简便、顺畅，能保证循环水水质要求；
4.2 YZJ-C型一体化净水器其特点是出水水质好，抗冲击负荷能力强，高浊度净水器特有的悬浮层不但对高浊度悬浮物有优异的去除能力，对悬浮物以外的其它污染物也具有一定的去除能力。
4.3 不需设中间提升泵与调节构筑物，运行费用低，电耗省。污泥采用板框压滤机机械脱水方案，环境条件好，运行稳定、可靠。系统自动化程度高而简单，减少了误操作，节省了劳动力，且投资较低。
参考文献
[1] 王祥颖. 脱硫循环水改造与经济分析[J]. 安徽化工， 2008年增刊.
[2] 黄华耀， 伊建超. 一元净水器在是处理脱硫循环水的利器[J]. 氮肥技术， 2010， （1）： 46～48.
[3] 施俊鹏. 一体化净水器在合成氨造气废水处理回用中的应用[J]. 工业用水与废水， 2009， 40（4）： 78～80.
[文章编号]1006-7619（2012）08-08-802
[作者简介] 郭东芳（1968-），女，籍贯：河南焦作人，学历：大专，职称：工程师，主要从事水处理技术研究与应用。
【关键词】一体化净水器；合成氨；脱硫循环水
1. 引言
某化工有限责任公司年产25万吨合成氨扩能技术改造建设项目的脱硫废水，经现场取样化验分析，脱硫循环水除含有一定悬浮物且水温高外，尚含有少量的脱硫液，水中含有Na2CO3碱液（当脱硫采用Na2CO3作吸收剂时）、硫泡沫和少量焦油。脱硫循环水水量：2000m3/h，脱硫循环水回水水质如下：悬浮物150～200mg/L，氰化物 10～30 mg/L，PH值 7～8，含硫泡沫，水温 ≤40 ℃。脱硫循环水给水水质如下：悬浮物≤100mg/L，水温≤32 ℃，压力：0.35MPa（G）。直接排放脱硫废水会对项目周边生态环境造成严重影响，采用循环利用系统工程，选择合适的一体化净水设备，设计合理的脱硫废水处理工艺流程，将脱硫工艺排水经处理后循环使用，既符合国家工业建设项目“三同时”政策要求和节能降耗政策原则，又在环境保护、水资源节略、能耗节省、生产成本降低等方面取得了较好的综合效益。
2. 废水处理工艺流程
2.1 工艺流程主线。脱硫循环回水自流进入调节除沫池，调节除沫池具有调节水质、水量和脱除硫泡沫的功能。由于脱硫循环水连续运行，水量变化不大；高浊度净水器能很好地承受脱硫循环回水的浊度，并具有耐冲击的特点，故前置调节池不对脱硫回水进行沉淀，仅在入口处设格栅，以去除循环回水中可能含有的大颗粒悬浮物。调节除沫池的主要目的是去除浮于水面上的硫泡沫，脱硫循环水在调节除沫池停留时间为0.5小时。
调节除沫池分2格，设置2台刮沫机，将硫泡沫刮集到集沫槽后排出池外，自流进入收集池储存，间断后送出用于制硫膏。在调节除沫池低部设置压缩空气管，间断吹入空气以防止污泥沉淀和将水中的硫泡沫吹到水面。调节、除沫后的污水自流入吸水井，由脱硫循环水热水泵从吸水井提升进入一体化净水器除浊处理。在一体化净水器前的进水总管道上设置两个管道混合器，污水先后与两个计量投药泵投加的混凝剂PAC和助凝剂PAM混合后，进入一体化净水器。经加药混合后的废水进入一体化净水器内先后经旋流反应、悬浮澄清和斜管沉淀后，清水自流进入脱硫循环水冷水池，再经脱硫循环水泵送脱硫装置回用。
2.2 投药系统。混凝剂PAC和助凝剂PAM分别从各自的溶药箱与清水搅拌溶解后进入贮药池，再经各自的计量泵投入各自的管道混合器混合。
2.3 污泥处理。一体化净水器的泥斗中沉降的污泥通过排泥管由自动排泥阀控制排入污泥池，再经污泥泵提升与加药系统送来的PAM混合，进入板框压滤机脱水，干泥经污泥斗转运到汽车上外运，污泥清液废水排回调节沉淀池参与再处理，实现废水处理零排放的目标。
2.4 消耗定额。 合成氨脱硫循环水处理工艺的能源与材料消耗定额如表1所示。
表1 能源与材料消耗定额
脱硫循环水处理工艺包括除浊、降温和去除含硫泡沫等工艺。工艺流程路线如图1所示：
图1 脱硫循环水流程图3. 主要工艺设备选择
3.1 除浊设备。脱硫循环水的特点是浑浊度高，选用YZJ-1000C高浊度一体化净水器作为脱硫循环水系统的主体设备。该设备由旋流反应室与中央输泥斗及其上的澄清室组成旋流反应悬浮澄清室，上面再加二级斜管沉淀室所组成。其中：
3.1.1 反应室：提升泵的出水在管道混合器中与计量泵送来混凝剂、助凝剂混合后，从切线方向喷射进入上大下小的倒喇叭形反应室旋转上升。由于反应室的截面由小变大，随着水流上升，絮凝体不断长大，水流流速却在不断减小，减弱了水流对絮凝体的剪力，使之不被破坏，有利于絮凝体长大到可沉降的程度。
3.1.2 悬浮澄清室：在反应室顶部设中央输泥斗，将输出的剩余污泥送入泥斗与反应室内的絮凝体分开，由于反应室内水流呈升流态，使絮凝体形成悬浮状的悬浮层。悬浮层就如一个悬浮滤池，对新来水中的悬浮物起到吸附、过滤、沉淀作用，使絮凝体不断长大到可沉降尺度。由于悬浮层具有吸附作用，所以可吸附部分浮油等污染物，起到一般反应室起不到的作用。水流从反应室继续上升便进入澄清室，使水中悬浮物得到第一次沉降。并起到向斜管沉淀室配水的作用。
3.1.3 斜管沉淀室：澄清水从澄清室上升后进入斜管沉淀室，由于斜管湿周大，水力半径小，每根斜管就是一个小沉淀室，故沉淀效率远远高于澄清室，出水悬浮物可迅速降低到≤100mg/L。
3.1.4 排泥：泥斗设在反应室外侧和净水器外桶体内侧的空间，通过中央输泥斗与反应室内的悬浮层相通。泥斗顶部设澄清水管，当开启澄清水管阀门适量排水时，悬浮层中的剩余活性污泥便经过中央输泥斗进入泥斗沉淀下来，再经自动排泥阀排出。排泥阀的排泥周期和排泥历时可根据水质情况进行调整。由于本净水器的泥斗容量大，污泥在泥斗中的停留时间长，所以澄清水管排出的水为清水，浊度很低，可直接送入清水池。
3.1.5 设备特点：YZJ-C型一体化净水器：其特有的悬浮层和双级沉淀系统，在有效去除浊度的前提下还可以去除少量的COD、BOD和其它物质。性能优良、运行稳定。
3.1.6 斜管选择：采用50 PVC斜管（表面光滑、不易结垢、强度好、使用寿命长），并在净水器顶部接水管定期冲洗斜管的技术措施，保证斜管不堵塞。
脱硫循环水处理主要工艺设备主设计参数如表2所示。
表2 工艺设备设计参数
3.2 SF型管道混合器。用于混凝剂、助凝剂的快速、高效混合。SF型管道混合器是利用射流与反射锥原理设计而成的。提升泵送来的原水和计量泵送来的混凝剂、助凝剂在这里经喷射器的挤压和高速喷流到达反射锥反回到喷射器外围，再折返前进，最终经反射锥环缝中挤入管道，造成多级强烈而高质量的微旋涡。迅速达到药剂的高速混合水解作用。再经过管路上的各种弯头再次产生旋涡，最后在进入反应室时再次喷流有机地过渡到反应工序。SF管道混合器的特点是混合水解速度快、效率高、质量好、节省药剂，管径与设备进水管相同，直接与进水管路串接，不占地盘，免维修。
3.3 自动拉板板框压滤机。自动拉板板框压滤机包括机架、厢式滤板、带独立的液压系统及电控系统，具有自动液压、自动保压、自动回程、自动拉板卸料、带自动接液翻板等特点。型号：XMZF60/1000-UK，规格：处理量20m3/h（间断）， 过滤面积60m2。
3.4 污水冷却塔。型号：GFNL-1000；冷却水量：1000m3/h；进水温度：40℃，出水温度 32℃；功率：45Kw；数量：2台。
4. 结论
4.1 针对脱硫循环水的特点设置除硫泡沫装置，处理工艺流程简便、顺畅，能保证循环水水质要求；
4.2 YZJ-C型一体化净水器其特点是出水水质好，抗冲击负荷能力强，高浊度净水器特有的悬浮层不但对高浊度悬浮物有优异的去除能力，对悬浮物以外的其它污染物也具有一定的去除能力。
4.3 不需设中间提升泵与调节构筑物，运行费用低，电耗省。污泥采用板框压滤机机械脱水方案，环境条件好，运行稳定、可靠。系统自动化程度高而简单，减少了误操作，节省了劳动力，且投资较低。
参考文献
[1] 王祥颖. 脱硫循环水改造与经济分析[J]. 安徽化工， 2008年增刊.
[2] 黄华耀， 伊建超. 一元净水器在是处理脱硫循环水的利器[J]. 氮肥技术， 2010， （1）： 46～48.
[3] 施俊鹏. 一体化净水器在合成氨造气废水处理回用中的应用[J]. 工业用水与废水， 2009， 40（4）： 78～80.
[文章编号]1006-7619（2012）08-08-802
[作者简介] 郭东芳（1968-），女，籍贯：河南焦作人，学历：大专，职称：工程师，主要从事水处理技术研究与应用。