5000m3/d化肥生产企业废水处理工程设计开题报告

全文总字数：5422字

1. 研究目的与意义（文献综述）

化肥厂既是用水大户，又是污水排放大户；在其获得快速发展的同时带来了很大的环境污染问题。目前，我国工业用水总量约1100亿吨，而化肥工业年用水量就达约110亿吨，约占工业总用水量的10%，是我国工业的耗水大户。化肥工业废水中氨氮含量非常高，如果不经过任何工艺的处理直接排放，很有可能引起水体富营养化，影响水生生物的生存，导致水体发黑发臭、水质恶化。因此加强化肥工业废水的处理，实现高效的氨氮去除率具有十分重要的实践意义。

化肥厂废水中的主要超标污染物指标为氨氮、硫化物、和总氰化物，水质具有氨氮含量高并含有有毒的总氰化物及硫化物，且此类污水的可生化性较差。氨氮是化肥厂废水的主要污染物，进入水体可以引起水体富营养化，导致水质恶化，使排放受到严格限制。化肥厂废水主要来自合成氨、尿素车间的高浓度氨氮废水，这部分废水氨氮主要存在形式为无机氨。

目前国内外处理化肥厂废水的方法大多是考虑如何除废水中的氨氮，常用物化法中有吹脱法、膜分离法、离子交换法等；生物法主要应用生物硝化反硝化原理，处理工艺主要包括 a/o 法、sbr 法、短程硝化反硝化、同时硝化反硝化、　厌氧氨氧化、曝气生物滤池法（baf）、生物膜法等；化学法中主要包括折点加氯法、湿式氧化法、化学沉淀法等。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 进出水水质

本设计课题是5000m³/d化肥生产企业废水处理工程设计，处理工艺以O/A/O工艺为主体工艺。进水主要水质为：COD500 ～ 1000 mg/L，平均值为650 mg/L， NH₃ -N 200 ～ 450 mg/L，经过其他工艺车间废水和生活污水调配后氨氮平均值控制在120 mg/L以下。

出水水质要求符合《污水综合排放标准》（GB8978-1996）一级标准。下表为设计进出水水质。

表1 设计进出水水质

注：表中各指标单位均为 mg/L（pH 除外）

2.2 拟采用工艺

随着环保技术的进步，各种新型脱氮技术运用而生，比如短程硝化反硝化技术、厌氧氨氧化技术、同时硝化反硝化技术等。但是，由于这些工艺技术还不成熟、操作管理比较复杂、运行调控经验不足，运用这些新型生物脱氮技术的工程实例并不是很多。传统的A/O前置反硝化生物脱氮工艺因其流程简单、技术成熟、便于管理、处理水质稳定可靠，依然是我国很多污水厂所采用的处理工艺。

针对化肥工业废水C/N比低、氨氮含量高、水排放波动大等特点，拟采用能高效处理高氨氮废水的 O/A/O工艺，即“初次曝气池-缺氧池-好氧池”工艺。

O/A/O除碳脱氮工艺作为 A/O 前置反硝化脱氮工艺的一种衍生工艺，在处理高COD、高氨氮、难降解、含有毒有害物质的工业废水方面有比较广泛地应用。

经文献调研发现采用采用添加了高效微生物菌剂的 O/A/O处理工艺，氨氮从 600-800mg/L 降到 15mg/L 以下，氨氮去除率高达 95%-98%，在没有外加碳源的条件下，总氮去除率超过 80%；出水 COD 浓度基本维持在 100mg/L 以下，出水完全满足《污水综合排放标准》（GB 8978-1996）一级标准的要求。

冯书辉等利用 O/A/O 工艺对某厂原有的焦化废水 A²/O 处理工艺进行改造。通过增加一个初曝池、新建两组初沉池、改造一组好氧池成为缺氧池、投加高效微生物菌剂等措施，实现了对该厂废水中氨氮、COD、酚氰等有毒有害物质的高效去除，处理后的出水能达到《污水综合排放标准》（GB8978-1996）一级标准；采用该工艺处理焦化废水，每吨废水运行费用仅为5元，与改造前的 A²/O 工艺相比，节约了50%的运行费用。

综上所述，O/A/O工艺在处理难降解、高COD浓度、高氨氮浓度、含有毒有害物质的工业废水方面具有优越性。故本设计拟采用此工艺作为本设计的核心工艺。

2.3 工艺流程

本设计中涉及的 O/A/O 工艺是在传统的A/O 前置反硝化脱氮工艺的前面增加了由一个好氧池（又称为初次曝气池）和一个初沉池组成的预处理段。初次曝气池主要是对废水进行预处理，去除污水中的有毒、有害物质和部分 COD，为后续的 A/O 生物脱氮段提供合适稳定的水质。后续的 A/O（缺氧池-好氧池）前置反硝化生物脱氮段由用于反硝化的缺氧池和硝化反应的好氧池组成，主要用于反硝化脱氮和去除剩余的 COD，保证出水 NH₃-N 和 COD 达标排放。

其工艺流程简图如图所示。

图1 化肥废水处理工艺流程

工艺处理流程简述如下：从生产车间及生活区排出的含有有机物和氨氮的废水，首先经过格栅去除大块漂浮物后进入集水井，然后通过泵打入调节池。进入调节池后，布置在调节池底的空气管对污水进行吹脱使得部分易挥发性的物质。混匀后的废水由泵打入初曝池。初曝池中投加了高效微生物制剂，可有效去除废水中如挥发酚之类的有毒有害物。初曝池出水进入初沉池，经初沉池沉淀后，出水自流至 A/O 生物脱氮处理段的缺氧池；部分污泥回流至初曝池，剩余污泥排入集泥井。前置反硝化生物脱氮段由缺氧池和好氧池组成，可实现除碳和硝化反硝化脱氮等功能。此段设置了两个回流系统，即污泥回流和混合液内循环回流。混合液内循环回流是指部分混合液从好氧池回流至缺氧池，剩余的混合液进入二沉池进行泥水分离，出水经紫外消毒池消毒达标后，进入清水池达标排放；污泥回流是指：二沉池的部分污泥回流至缺氧池，剩余污泥排至集泥井。集泥井污泥经污泥泵打入污泥浓缩池进行浓缩，上清液回流至调节池，最后将污泥干化并外运。

3. 研究计划与安排

1～3周查阅文献、确定工艺方案、编写开题报告，完成英文翻译；

4～8周工艺流程的设计与计算，绘制图纸初稿，编写设计说明书、计算书；

9～10周 设计内容的修改完善、论文定稿与打印、答辩准备。

4. 参考文献（12篇以上）

[1]. 张战利等, 化肥工业废水生物脱氮技术的研究进展. 化学与生物工程,2017. 34(01): 第1-6页.

[2]. 银瑰, 刘维荣与楚广, 氨氮废水处理技术现状分析及新动向. 中国锰业, 2018. 36(06): 第1-3 17页.

[3]. 谢明, mbr法处理化肥废水工程应用实例. 科技创新与生产力,2010(06): 第86-87 91页.