山西中煤平朔能源化工有限公司(簡稱中煤平朔能化)主要生產工業硝酸銨，副產品硫酸銨、LNG等，由1套年產30萬噸合成氨、2套年產18萬噸硝酸、2套年產20萬噸硝酸銨裝置組成。該項目年消耗劣質煤(高硫煤、高灰分)99萬噸，鍋爐燃料煤矸石70.56萬噸。主要產品硝酸銨除滿足中煤平朔自用外，可輻射周邊市場，LNG可作為汽車新型燃料使用。該項目是山西省以劣質煤為基礎，延伸產業鏈，發展循環經濟的重點項目。
1、污水來源與特點
生產廢水主要包括含酚煤氣水、低溫甲醇洗廢水、甲烷化廢水、全廠初期雨水、全廠地面沖洗水、生活化驗及其他污水、平安四期工業廢水，污水量為168.4m3/h。根據各生產單元裝置特點及煤氣化廢水水質特性，選用預處理+水解+A/O+水解+A/O+混凝沉淀+臭氧脫色殺菌+流砂過濾工藝處理廢水，出水水質滿足HG/T3923—2007《循環冷卻水用再生水水質標準》回用要求。
生產裝置綜合排水量通常為129m3/h，最大168.4m3/h;污水處理裝置設計能力200m3/h，運行時間8000h/a，處理能力按進水118%設計，設計進、出水水質如表1所示。
2、污水處理裝置工藝流程
污水處理工藝流程如圖1所示。
2.1 預處理工藝流程
管網自流來地面沖洗水經格柵進入地面沖洗水收集池，通過地面沖洗水提升泵送至初沉隔油池。帶壓含酚煤氣水和平安四期排水經管道進入初沉隔油池。除去重油及輕油的初沉隔油池出水經混凝反應池進入混凝射流氣浮池。除去乳化油及部分污染物的混凝射流氣浮池出水，通過連通管進入酚氨廢水調節池。酚氨廢水調節池出水進入后續水解及生化系統。初沉隔油池內重油及輕油經油污池進入廢油儲罐，廢油回收處理。混凝射流氣浮池上部油渣經刮渣機收集進入氣浮含油污泥池，經污泥螺桿泵送入離心脫泥機脫水，含油污泥外運處理，泥水返回系統前端。
2.2 生化處理工藝流程
預處理之后的生產污水經酚氨廢水調節池提升泵送入一級水解池，一級水解池出水進入二級水解配水池，出水經配水泵提升送入二級水解池。提高了可生化性的二級水解池出水進入一級生化系統缺氧池，一級生化回流污水與二級水解池出水在一級生化缺氧池中進行反硝化反應，使水中硝態氮轉化為氣態氮。一級生化缺氧池出水經一級A/O循環水泵提升通過射流器均勻進入一級生化好氧池，廢水在一級生化好氧池內進行硝化反應，污染物含量減少的出水經一級好氧出水池進入一級A/O沉淀池。一級A/O沉淀池上清液到三級水解配水池，三級水解配水池出水經泵提升進入三級水解池內，廢水在三級水解池中進行缺氧水解酸化。三級水解池出水自流入二級生化缺氧池，二級生化回流污水與三級水解出水在二級生化缺氧池中進行反硝化反應，使水中剩余硝態氮進一步轉化為氣態氮。二級生化缺氧池出水經二級A/O循環水泵提升通過射流器均勻進入二級生化好氧池，廢水在二級生化好氧池內進行硝化反應，去除大部分CODCr、BOD5、NH3—N等污染物的好氧池出水，經二級好氧出水池進入二級A/O沉淀池。低溫甲醇洗、生活化驗及少量其他廢水直接進入一級生化缺氧池為碳源補充。
2.3 深度處理工藝流程
二級沉淀池出水自流進入二級好氧出水回流池，經管道依序進入混凝反應池，反應出水進入混凝沉淀池，廢水經泥水分離后進入臭氧氧化池，經脫色、進一步降解CODCr的臭氧氧化池出水進入流砂濾池，流砂濾池的合格產水收集在回用水池，回用水池出水經泵送入廠區回用水管網。
2.4 污泥處理工藝流程
生化及深度處理產生的剩余污泥排入污泥濃縮池，經重力濃縮后采用離心脫泥機進行脫水，污泥外運處置，泥水返回系統前端。3調試情況及72h考核結果裝置于2016年3月4日開始進水試漏，4月26日一級A/O生化池B系列投入接種污泥30t，期間間斷投加營養開始培菌。5月23日一級A/O生化池B投入接種污泥50t，期間間斷投加營養源。5月18—26日一級、二級水解池投放接種污泥各20t。5月30日一級A/O生化池A系列投入接種污泥50t，A/B系列投加營養源。6月27日一級A/O生化池A系列SV3042.5%、污泥濃度2.25g/L，B系列SV3062%、污泥濃度3.38g/L，污泥老化解絮，排泥至污泥濃縮池。7月13日一級A/O生化池A系列SV3012.2%、污泥濃度1.56g/L，B系列SV3019%、污泥濃度2.02g/L，暫停排泥。7月4日酚氨廢水進系統40m3/h，8月污水裝置流程打通，產出合格出水到氣化循環水補水系統。2017年由于工藝主裝置開工率不足，污水系統始終保持低負荷運行。2017年8月27日臭氧裝置閉路循環水系統充水，9月8日臭氧裝置啟動正常投運。臭氧的投運標志著污水系統設備全部投入運行。2018年生產趨于正常，污水系統進水量較穩定，3月20—22日進行系統72h考核，結果如表2所示。
由表2可看出，72h系統平均進水量161.7m3/h，接近設計最大值168.4m3/h，除部分污泥回流水量損失，產水在140m3/h，達到正常處理水量129.06m3/h。系統產水NH3—N最大9.47mg/L，最小4.64mg/L，平均7.45mg/L，對NH3—N去除率達94%;產水CODCr最大57.2mg/L，最小40.62mg/L，平均48.5mg/L，對CODCr去除率達97%;出水滿足HG/T3923—2007《循環冷卻水用再生水水質標準》NH3—N不大于15mg/L、CODCr不大于60mg/L的要求。
4、系統運行經濟效益
污水處理裝置總投資約7000萬元，污水處理的運行費用主要包括電費、藥劑費、人工管理費。按平均進水量161.7m3/h計算，用電單價為0.55元/kW，系統正常功率814.65kW/h，電費為2.77元/m3;系統投加藥劑有絮凝劑(PAC)、混凝劑(PAM)、脫色劑、除油劑等，藥劑費用7.82元/m3;污水崗位共12人，人均月工資4600元，人工管理費0.46元/m3;運行費用總計11.05元/m3。140m3/h污水產水進入回用水系統，按系統70%回收率計算，回用水可生產98m3/h循環水補充水，原水價格為4.02元/m3，年節約補充原水費用315.168萬元，經濟效益顯著。
5、結論及存在問題
采用預處理+水解+A/O+水解+A/O+深度處理工藝處理劣質煤氣化廢水，操作方便，系統抗CODCr波動能力強，維護工作量小，且處理效果穩定。實踐證明中煤平朔能化污水處理裝置產水水質，能夠滿足HG/T3923—2007《循環冷卻水用再生水水質標準》要求，該工藝選擇合理，對劣質煤氣化廢水處理有借鑒意義。試車初期系統受脫硫高NH3—N廢水沖擊，一級A/O污泥膨脹，至大量污泥外溢，經調試后系統正常。
系統存在問題：預處理隔油氣浮池刮渣機控制器故障，無法自動運行;生化出水沉淀池污泥沉降效果差;混凝沉淀池出水濁度高，致臭氧氧化池曝氣頭時有堵塞現象;流砂濾池洗沙器易堵，影響產水濁度;出水色度偏高;操作人員經驗少;地面沖洗水NH3—N經常超標等。污水系統需對存在問題不斷改進，積累運行經驗，及時分析系統數據，調整工藝參數，使系統達到最佳運行狀態。(來源：山西中煤平朔能源化工有限公司)
