A/O法+MBR膜废水处理工艺在煤化工氮肥行业的应用

尚志宏

(山西晋丰煤化工有限责任公司，山西晋城 048400)

1 概述

随着环保和谐发展理念深入民心，面对严峻的环保形势，山西省晋城市、高平市逐年对废水排放标准进行提标，要将废水排放水质控制在地表水IV类水质以内。传统煤化工氮肥企业排放体量大，为此，环保精细化管理势在必行。该行业排放废水中水污染物成分复杂，如污水处理不当，必然制约企业的生存与发展。为此，做好废水预处理，发挥A/O法、MBR膜工艺优势，做好运行管控，实现达到地表水IV类水质指标(总氮除外)，是该行业环保持续发展的有效途径之一。

本文重点讨论以煤为原料的氮肥企业废水处理A/O法及MBR工艺预处理、工艺特点及其关键控制点。

2 传统氮肥企业生产废水管控举措2.1 生产工艺排污管控

该行业工艺路线包括固定床间歇式造气、栲胶脱硫、全低温变换、湿法串干法脱硫、NHD或碳酸丙烯酯脱碳(或低温甲醇洗)、冷冻、双甲精制及高压氨合成。尿素生产常规采用二氧化碳气提法。

生产过程中，通过开源节流、层级利用、循序排放、分流处置等动态管控，做好“水平衡”，为后期MBR废水治理提供条件，如第155页表1。

2.2 污水处理工艺

2.2.1 工艺路线

通过厂内工艺优化，在晋城市多家煤化工氮肥企业能够实现污水处理站进水水质改善。进水水质标准如第155页表2。

进水水质经过隔油、调节匀质曝气、气浮(加压溶气气浮)能进一降低氨氮、COD，去除率约20%左右。然后进入A/O、MBR系统，工艺流程图如图1。

图1 污水处理工艺流程

表1 排污管控表

表2 进水水质标准 mg/L(pH除外)

2.2.2 A/O-MBR工艺

A/O-MBR膜生物反应器技术，是将膜分离技术与废水处理工艺(A/O或A/O2)有机组合的一种高效处理工艺。污水经过厌氧池反硝化反应、好氧池与膜池硝化反应后，通过MBR膜(超滤)进行抽吸，实现洁净出水。简易过程如下：

1) 氨化反应，有机氮在氨化细菌的作用下分解为简单含氨化合物，再进一步分解为游离氨。

2) 硝化反应，将氨转化为硝酸盐、亚硝酸盐，见式(1)。

(1)

3) 反硝化反应，将硝酸盐、亚硝酸盐转化为氨气，见式(2)。

(2)

上述反应过程中，细菌利用有机物作为碳源进行消耗，消除COD。

2.2.3 氮肥行业MBR工艺的优越性

多个氮肥企业调查、统计得出，其优越性体现在：1) 运行管理方便，自动化控制程度高，1人操作1 000 m3；2) 取代二沉池占地面积很小；3) 实现高污泥质量浓度8 000 mg/L～12 000 mg/L，驯化弹性大；4) 出水水质良好；5) 脱氮效果明显；6) 动力消耗低，省电；7) 污泥产生率低；8) 菌胶团活性高；9) 出水浊度低，适用中水回用；10) 可截留大部分致病菌，减少消毒剂用量等。

3 处理效果实例

以山西晋城晋丰煤化工公司为例，运行MBR工艺14年，采用中空丝超强膜帘式膜，孔径0.1 μm～0.2 μm，并列运行4个生化池。2018年7月1日起，强化工艺管控，出水能稳定实现地表水IV类水质指标(总氮除外)，环保绩效明显，如表3。