尿素生產(chǎn)廢水處理技術(shù)

隨著化學(xué)工業(yè)的發(fā)展，化學(xué)工業(yè)排放的廢水也呈增加趨勢(shì)，加劇了環(huán)境污染程度，對(duì)人類(lèi)身心健康造成極大危害。在這種情況下，必須采用一些科學(xué)合理的方法來(lái)處理化工廢水，特別是尿素生產(chǎn)廢水，以促進(jìn)我國(guó)更好的發(fā)展。

1.尿素生產(chǎn)現(xiàn)狀及尿素廢水處理

1.1尿素生產(chǎn)的歷史

我國(guó)尿素生產(chǎn)已經(jīng)發(fā)展了幾十年?，F(xiàn)在，我國(guó)已經(jīng)形成了許多大、中、小型尿素裝置。20世紀(jì)70年代左右，我國(guó)新建了50多家生產(chǎn)氮肥的中型企業(yè)，其中40多家尿素裝置采用水溶液全循環(huán)尿素工藝[1]，80年代以后，我國(guó)新建的中型尿素裝置基本采用二氧化碳汽提法和氨汽提法尿素工藝。后來(lái)國(guó)內(nèi)建了100多套小型尿素裝置，其中只有2套采用二氧化碳汽提法，1套采用ACES工藝，其余全部采用水溶液全循環(huán)尿素工藝，很多企業(yè)采用水溶液全循環(huán)尿素工藝的翻版，這些企業(yè)通過(guò)公司自籌資金建設(shè)小型尿素裝置。

1.2尿素廢水處理

尿素生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢水經(jīng)處理后可全部回收利用。尿素廢水中的尿素、氨和二氧化碳集中在水解吸收系統(tǒng)中，然后返回尿素生產(chǎn)系統(tǒng)作為原料。剩余廢水中尿素含量較低，可作為工業(yè)用水或鍋爐給水。20世紀(jì)90年代后期，一些大型尿素生產(chǎn)企業(yè)不斷對(duì)原有的解吸系統(tǒng)和水解系統(tǒng)進(jìn)行改造，同時(shí)加強(qiáng)操作過(guò)程的管理，嚴(yán)格控制操作過(guò)程中的處理指標(biāo)，使尿素廢液中的尿素和氨含量保持在可接受的范圍內(nèi)。同時(shí)，解吸的尿素和氨可以返回尿素生產(chǎn)系統(tǒng)重新使用。同時(shí)，一些小企業(yè)還增設(shè)了尿素深度水解系統(tǒng)，大大提高了尿素廢水的處理水平，實(shí)現(xiàn)了由不合格尿素廢水向尿素廢水循環(huán)利用的轉(zhuǎn)變。

1.3尿素廢水處理問(wèn)題

目前，我國(guó)尿素生產(chǎn)廢水處理的狀況還很不平衡。大型企業(yè)廢水處理能力強(qiáng)，中小型企業(yè)廢水處理能力相對(duì)較??；尿素廢水深度處理后，能回用處理后廢水的企業(yè)較少，大多數(shù)企業(yè)只是將處理后的廢水達(dá)標(biāo)排放，造成資源浪費(fèi)。還有很多中小企業(yè)沒(méi)有建成完整的水解系統(tǒng)，這些企業(yè)達(dá)不到國(guó)家對(duì)廢水深度處理的要求。在這種情況下，一旦處理過(guò)程出現(xiàn)小的波動(dòng)，就很難達(dá)到廢水排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。因此，我國(guó)尿素工藝廢水的回收利用還有很大的空間，我國(guó)尿素廢水的治理任重道遠(yuǎn)。

2.尿素廢水處理技術(shù)

2.1用熱力水解法處理廢水

尿素廢水的熱力處理是在廢水處理過(guò)程中，將尿素廢水放入水解塔中。水解塔溫度高，氣壓強(qiáng)。在這種條件下，尿素會(huì)轉(zhuǎn)化為氨和二氧化碳，然后這兩種氣體就可以回收了。這種方法可以充分回收尿素廢水中的氮，但這種方法技術(shù)要求高，運(yùn)行成本高，所以只有當(dāng)尿素含量過(guò)高時(shí)才會(huì)采用這種方法進(jìn)行廢水處理。

2.2廢水處理的化學(xué)氧化工藝

化學(xué)氧化法是通過(guò)電解尿素廢水或向尿素廢水中加入化學(xué)試劑來(lái)分解尿素并將其從廢水中分離出來(lái)的方法。其中電解法需要消耗大量電能，化學(xué)氧化法需要投入大量人力物力，化學(xué)反應(yīng)后的產(chǎn)物難以控制。所以一般不推薦這種方法。

2.3脲酶水解法廢水處理

脲酶水解法處理尿素廢水非常有效，但該技術(shù)還不是很成熟，脲酶的分離純化等技術(shù)還需要進(jìn)一步研究。同時(shí)，用這種方法處理廢水需要較高的運(yùn)行費(fèi)用，一般企業(yè)難以負(fù)擔(dān)。這些因素也直接限制了該方法在尿素廢水處理中的應(yīng)用。

2.4廢水處理的生物水解法

生物水解法是通過(guò)生物作用將尿素分解為氨和二氧化碳，從而降低尿素廢水中的尿素含量。尿素廢水的生物處理具有良好的處理效果[3]。但如果尿素廢水中尿素含量過(guò)高，則需要向廢水中投入足夠的有機(jī)物，以保證反應(yīng)器的正常運(yùn)行。此外，這也將增加反應(yīng)器的運(yùn)行成本。

3.尿素廢水處理工藝

3.1序批式活性污泥法處理尿素廢水

采用序批式反應(yīng)器處理尿素廢水時(shí)，選用的實(shí)驗(yàn)設(shè)備反應(yīng)器高度為1000mm，內(nèi)徑為150 mm，該工藝能有效去除尿素廢水中的尿素，在較好的反應(yīng)條件下，pH值會(huì)穩(wěn)定在7-8之間，反應(yīng)時(shí)間約為12小時(shí)。采用該方法，尿素廢水中90%的尿素可被去除。

3.2兩級(jí)曝氣生物濾池處理尿素廢水

采用兩級(jí)曝氣生物濾池處理尿素廢水時(shí)，我們選擇的實(shí)驗(yàn)設(shè)備直徑為150mm，底厚為200mm，柱高為200mm。這臺(tái)設(shè)備每小時(shí)能處理50升廢水。尿素廢水從過(guò)濾器底部進(jìn)入，從頂部流出。同時(shí)采用穿孔管曝氣，氣水比為3比1。反洗時(shí)需要采用氣水聯(lián)合反洗方式，氣水比也是3。一般情況下，該方法處理尿素廢水的去除率可達(dá)85%以上，且該方法處理高濃度尿素廢水的效果較為穩(wěn)定。

3.3固定化生物流化床處理尿素廢水

固定化生物流化床處理尿素廢水。實(shí)驗(yàn)中，首先在池中加入大孔載體，將它們串聯(lián)起來(lái)，使廢水從池底進(jìn)入，從池頂排出。實(shí)際上，當(dāng)廢水在池中停留約20小時(shí)時(shí)，這種方法可以去除92%的總氮、95%的氨氮和99%的尿素。因此，該方法是處理尿素廢水的較好方法。

4.結(jié)論

尿素廢水含有氨、二氧化碳、尿素等成分。經(jīng)過(guò)處理后，這些組分可用作尿素生產(chǎn)的原料，并返回尿素生產(chǎn)系統(tǒng)。尿素廢水經(jīng)過(guò)深度處理后，還可以作為企業(yè)的工業(yè)用水。這不僅可以降低企業(yè)的生產(chǎn)成本，還可以提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。做好尿素企業(yè)污水處理工作，使尿素生產(chǎn)企業(yè)實(shí)現(xiàn)良性循環(huán)，真正實(shí)現(xiàn)健康發(fā)展。(來(lái)源:陽(yáng)泉煤化工集團(tuán)有限公司)

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