SBR工艺处理高尿素含量污水的试验与研究
段付岗
（陕西陕化煤化工集团有限公司，陕西 华县714100）
［摘 要］陕化化肥公司节能减排项目污水站采用SBR工艺处理含氨氮污水，由于老尿素装置未配套建设污水站，因而拟用节能减排项目污水站辅助处理老尿素装置的高尿素含量污水。分析方案的可行性，介绍其试验情况，评价试验的效果，并对相关问题进行探讨。
［关键词］ 合成氨；污水处理；SBR工艺；氨氮；高尿素含量；试验方案；效果评价
［中图分类号］ X 703 ［文献标志码］ B ［文章编号］ 1004-9932（2016）02-0050-04
1 概 述
陕西陕化煤化工集团有限公司化肥公司（以下简称“陕化化肥公司”）节能减排项目建有320 m3/h污水处理站和1 700 m3/h中水回用站，主要处理和回收利用2×300 kt/a合成氨装置和520 kt/a尿素装置的工业废水。其中，污水处理站采用SBR工艺处理含氨氮污水，主要包括气化污水和混合污水。气化污水中氨氮含量为200～1 000 mg/L；混合污水主要包括净化、合成、尿素工序的污水及其他污水，平均氨氮含量仅40 mg/L；二者混合均匀后进入生化系统SBR池，其平均氨氮含量不大于200 mg/L。目前，污水站已实现达产达标，运行基本平稳，可处理完节能减排项目所有的生产和生活污水，处理量约为300 m3/h，总排放口排出的废水中氨氮含量不大于12 mg/L、COD含量不大于50 mg/L，均达到《黄河流域（陕西段）污水综合排放标准》DB61/224—2011，严于《合成氨工业水污染物排放标准》GB13458—2013。
和节能减排项目一河之隔的老尿素装置，尿素生产能力为270 kt/a，也隶属于陕化化肥公司，未配套建设污水站。其工艺污水中氨氮含量较低，基本上不大于200 mg/L；但尿素含量偏高，最高达到2 000 mg/L。若兑水排放，则属于违法行为，且污水中的总氮含量也达不到DB61/224—2011的要求。为此，陕化化肥公司拟采用节能减排项目的污水处理站辅助处理老尿素装置的高尿素含量污水。
2 可行性分析
（1）活性污泥法中，微生物的3大主要营养元素及其配比为C∶N∶P=100∶5∶1。在此条件下，活性污泥才能保证正常的新陈代谢，这也是活性污泥法处理各种含碳、氮和磷污水的理论依据。
（2）氮是微生物生长的第二大营养元素，在处理有机污水而氮营养不足时，通常采取投加尿素的方式保证活性污泥的营养。
（3）采用SBR法处理合成氨污水时，不缺少氮营养，主要是利用污水中的氨氮作为营养源，达到降解氨氮污染物的目的。既然尿素也可作为氮营养，那么活性污泥同样可降解其中的酰胺态氮：微生物产生脲酶，先将尿素中的酰胺态氮转化成氨氮，再进一步转化为硝态氮，最终转化成氮气排放，这是活性污泥法处理尿素污水的基本原理。投加成品尿素，可为活性污泥提供氮营养。当然，添加尿素污水，同样可收到降解其污染物的功效。
（4）根据设计，陕化化肥公司污水站处理氨氮的标量为79.0 kg/h；实际处理水量为300 m3/h，其中氨氮含量为200 mg/L，折标氮量为60.0 kg/h，尚有19.0 kg/h的处理余量。
（5）老尿素装置的污水量不足10 m3/h，小于污水站富余能力（20 m3/h）；其污水中氨氮含量为200 mg/L，尿素含量为2 000 mg/L，二者折标氮量为11.3 kg/h，小于污水站的折标氮处理余量（19.0 kg/h）。
（6）按污水站折标氮处理余量19.0 kg/h反算，污水站可处理尿素标量为36.4 kg/h，折合下来10 m3/h污水中尿素含量为3 640 mg/L。而实际上，老尿素装置10 m3/h污水中的氨氮含量为200 mg/L，尿素含量肯定未超过3 640 mg/L，则陕化化肥公司污水站完全可辅助处理。
（7）实验室试验表明，利用SBR工艺处理含尿素污水时，当其中的尿素含量为300～350 mg/L时，曝气3 h，尿素去除率为98.0%，残留尿素含量不足5 mg/L；当其中的尿素含量为450～600 mg/L时，曝气6 h，尿素去除率为90.6%，残留尿素含量为55 mg/L［1］。
（8）在节能减排项目——520 kt/a尿素装置的生产过程中，解吸废液中尿素含量偶尔也达到300 mg/L左右，或直接或间接送入污水站，尚未发现对SBR工艺产生影响，只是送入气化工序并在气化污水中长期累积使尿素含量达到800 mg/L以上时，才会造成SBR系统运行波动，出水氨氮超标。
（9）在节能减排项目的合成氨污水中，添加老尿素装置的污水，污水站均质池和SBR池污水中的尿素含量最大会上升至140 mg/L，小于300～350 mg/L，且SBR池设定的曝气时间为3.5 h，大于3 h，即尿素的去除率完全可满足污水处理的要求，处理后的排放废水残留尿素含量可达到DB61/224—2011的要求。
3 试验情况
更多内容详见《中氮肥》2016年第2期