1 工程概述
浩良河化肥廠尿素生產(chǎn)原料為重油，氣化后可小時(shí)副產(chǎn)炭黑水60余噸，此工藝廢水未經(jīng)任何處理，直接排入灰場進(jìn)行自然沉降，由于炭黑密度較小，沉降速度較慢，沉淀后出水經(jīng)常夾帶炭黑，污染水源及環(huán)境。另外灰面高低不平，露出水面的灰面，經(jīng)常風(fēng)大起塵，嚴(yán)重污染了附近居民的居住環(huán)境。為此，該廠對造氣車間的炭黑污水進(jìn)行綜合治理，建設(shè)了1套規(guī)模為60t/h的炭黑污水處理裝置，并且每小時(shí)可以副產(chǎn)粗炭黑約1.0t，回收軟化水約50t，使炭黑污水達(dá)到了零排放。
2 工藝流程
造氣車間重油氣化后，產(chǎn)生的炭黑水利用自身余壓將炭黑水送往炭黑回收車間，經(jīng)蛇管于燥器換熱后進(jìn)入脫氣塔，去除水中夾帶的CO，H2等氣體，污水經(jīng)炭黑水泵加壓后送入壓濾機(jī)過濾后，炭黑濾餅存留在濾板中，由人工拉開濾板，將濾餅卸到料斗內(nèi)，經(jīng)螺旋輸送機(jī)送往干燥廠房內(nèi)進(jìn)行干燥處理后，裝袋入庫，濾后水經(jīng)中間水泵加壓后送入精密過濾器過濾，濾后清水流入清水箱，送回造氣車間循環(huán)使用，和原有工藝相比每小時(shí)節(jié)約軟水約50t，流程見圖1。
3 主要設(shè)備
炭黑污水處理裝置所需設(shè)備詳見表1：
| 名稱 | 規(guī)格型號 | 數(shù)量/臺 |
| 板框壓濾機(jī) | XM60/φ800-60 | 4 |
| 精密過濾器 | LWG-150 | 1 |
| 炭黑水泵 | KQWR80-315 | 2 |
| 濾后水泵 | KQW80-125 | 2 |
| 清水泵 | KQW80-200 | 2 |
| 脫氣塔 | φ3.6m×12.8m V=100m3 | 1 |
| 濾后水罐 | φ2.8m×3.0m V=15m3 | 1 |
| 清水罐 | φ4.0m×3.6m V=35m3 | 1 |
| 蛇管干燥器 | 由兩根φ80的不銹鋼管制成 | 1 |
4 設(shè)計(jì)中著重解決的幾個(gè)問題
為保證裝置投產(chǎn)后能正常連續(xù)運(yùn)行，需要其運(yùn)行的費(fèi)用比較低，因此設(shè)計(jì)重點(diǎn)放在關(guān)鍵設(shè)備選型。工藝指標(biāo)確定、設(shè)備運(yùn)行的維護(hù)費(fèi)用及投資效益比等幾方面。
壓濾機(jī)為本工藝的核心設(shè)備，裝置的運(yùn)行費(fèi)用主要取決于此，因此選型時(shí)尤為慎重。壓濾機(jī)屬于成型設(shè)備，但應(yīng)用于炭黑水處理上，介紹的資料及經(jīng)驗(yàn)較少，考慮到炭黑水水溫高、顆粒細(xì)小（平均50μm）、且具有腐蝕性等特點(diǎn)，經(jīng)考察論證，并與設(shè)備生產(chǎn)廠家的技術(shù)人員探討，決定由供貨廠家對壓濾機(jī)作如下改造：
4.1.1 取消濾板間隔膜
目的是防止濾布粘料，造成卸料困難，另外隔膜的使用壽命短，造價(jià)又高，至使系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用增加，為此，將隔膜改為密封橡膠圈和不銹鋼絲網(wǎng)，經(jīng)實(shí)際運(yùn)行驗(yàn)證，橡膠圈的使用壽命可達(dá)到4～6個(gè)月。
4.1.2 濾布
濾布的使用周期直接關(guān)系到污水處理成本，為延長濾布的使用周期，將單層濾布改為雙層濾布，且選用不同型號，實(shí)踐證明濾布的周期可達(dá)到3～4個(gè)月。
4.2 精密過濾器
考慮到濾布損壞的情況下，炭黑水可能滲漏到系統(tǒng)內(nèi)，影響回用水質(zhì)，為此在流程中增加精密過濾器，以保證水質(zhì)可完全達(dá)標(biāo)回用。
從炭黑水的特性：水溫高、粒徑細(xì)小、吸附性強(qiáng)，以及壓濾機(jī)出水中的炭黑含量、反洗操作的難易程度。運(yùn)行周期、投資與運(yùn)行費(fèi)用等因素綜合考慮，經(jīng)現(xiàn)場試驗(yàn)，比較終決定選用以聚丙烯熱噴纖維膜為過濾介質(zhì)的精密過濾器，其過濾精度不受進(jìn)料壓力波動的影響，壓差低，通量高，運(yùn)行費(fèi)用低。從實(shí)際運(yùn)行來看，選型合理，濾前水質(zhì)無需投加混凝劑可完全滿足過濾要求，簡化了操作。
4.3 工藝指標(biāo)的確定
從經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的角度，經(jīng)方案比較，將炭黑水泵出口的壓力定位在1.2～1.5MPa，一方面可以降低粗炭黑產(chǎn)品的含水率，另一方面可以充分發(fā)揮壓濾機(jī)的性能。
4.4 廠房排氣設(shè)計(jì)
考慮到壓濾機(jī)的卸料操作在室內(nèi)，外加北方冬季室內(nèi)外溫【水處理技術(shù)】差大，卸料時(shí)瞬間產(chǎn)生的蒸汽量多，故在廠房設(shè)計(jì)上，層高增加了2層，排汽方式采用天窗排氣，從實(shí)際運(yùn)行來看，達(dá)到了目的。
5 運(yùn)行情況
該廠炭黑污水主要污染物為炭黑、氰化物、重金屬，一般炭黑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0.58％，氰化物總的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于0.00003％，F(xiàn)e，Ni，Co，Cu等重金屬的質(zhì)量分?jǐn)?shù)均小于0.00002％，因此，本工藝主要處理污染物為炭黑，黑色的炭黑污水經(jīng)裝置處理后，出水無色、濁度小于5度，實(shí)際進(jìn)裝置的污水量約60t/h，去除炭黑夾帶的水量、卸料操作漏量（循環(huán)回收）及其他用水量等，每小時(shí)可重復(fù)利用軟水約50t。
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