李麗萍
上?；ぴO(shè)計院，上海　200032

　　摘要：造氣廢水含有多種對環(huán)境有害物質(zhì)，排放溫度高。本文論述了造氣廢水處理工藝中的一種冷卻塔-橫流式造氣廢水冷卻塔設(shè)計，并介紹了其在造氣廢水處理中的工程實例。
　　關(guān)鍵詞：造氣廢水；冷卻塔；設(shè)計
　　中圖分類號：X781，TＱ051.5
　　文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B
　　文章編號：1009-2455（2000）06-0049-02

引言

　　化學(xué)工業(yè)在工業(yè)生產(chǎn)中既是用水大戶，也是排水大戶和污染大戶，如何最大限度地提高水的重復(fù)利用率是值得每一個化工給排水工作者探討的課題。冷卻塔是化肥廠造氣廢水重復(fù)利用的一個關(guān)鍵設(shè)備，筆者試就造氣廢水處理中冷卻塔的選擇談一些設(shè)計體會。

1　造氣廢水的來源及特點

　　化肥工藝中的造氣工段產(chǎn)生的水煤氣或半水煤氣溫度較高并含有粉塵，需經(jīng)洗滌塔除塵、降溫。洗滌塔的排水即稱為造氣廢水。
　　造氣廢水由于氣化原料不同，廢水成分亦不同，廢水成分亦不同。一般來說，造氣廢水水溫較高，大多含有氰化物，硫化物等，好氧量高。
　　造氣廢水冷卻塔的作用一是將50℃左右的廢水降至33℃左右，以滿足煤氣洗滌要求。二應(yīng)能去除從水中逸出的硫化物、氰化物及揮發(fā)酚，使之不在廢水中積累，滿足重復(fù)使用的要求。

2　造氣廢水冷卻塔的選擇

2.1　冷卻塔的塔型
　　冷卻塔按水及空氣流向可分為逆流式和橫流式。由于造氣廢水處理冷卻塔在風(fēng)機(jī)入口下設(shè)有尾氣降解段，以去除水中的硫化物、氰化物、揮發(fā)酚等有機(jī)物，因此，筆者認(rèn)為，造氣廢水冷卻塔宜選用橫流塔。如用逆流塔，則上部從尾氣吸收降解段落下的帶有生物膜的噴淋水，會與下部冷卻段落下的造氣廢水一起進(jìn)入塔底集水池，二種水流難以分開，這就會造成廢水中生物粘泥量的增加，影響污水的沉降性能；而采用橫流式冷卻塔，可在塔底將水池分格，使噴淋水在水池中間格，造氣廢水運行在水池外圍格，就可使這二種水流分開，避免因用逆流塔造成的水質(zhì)不良因素。
2.2　冷卻塔的填料
　　造氣廢水雖經(jīng)沉淀后，依然有細(xì)小的懸浮物如灰份留在水中，經(jīng)冷卻塔冷卻時易堵塞填料，長時間運行后甚至?xí)⑻盍蠅嚎?。所以，造氣廢水冷卻塔的填料必須使用填料片間距較大的、不易阻塞、且支撐剛度較大的填料，如格網(wǎng)點滴式填料，可有效防止造氣廢水中細(xì)小的粉煤灰對填料的阻塞，保證冷卻塔的長期穩(wěn)定運行。冷卻塔的填料應(yīng)避免選用水膜式填料，如蜂窩、重波、插波等填料。
2.3　冷卻塔的結(jié)構(gòu)
　　從結(jié)構(gòu)上來說，由于造氣廢水循環(huán)水中含有腐蝕性有害物質(zhì)，如H₂S、HCN，玻璃鋼冷卻塔多為鋼結(jié)構(gòu)支架，受水中H₂S、HCN等侵蝕，會縮短使用年限。塔的結(jié)構(gòu)上，最好使用鋼筋混凝土冷卻塔。風(fēng)機(jī)除滿足風(fēng)壓、風(fēng)量要求外，要考慮防腐。
2.4　帶生物膜的水處理
　　造氣廢水冷卻塔的尾氣生物降解段的填料上，覆有生物膜，并需不斷用水噴淋以保證生物膜的濕潤和營養(yǎng)，以維持生物膜的良好工況。這部分噴淋水帶有脫落的生物膜，噴淋后的水降落至塔底的噴淋水池內(nèi)后，用噴淋水泵提升至全自動壓力式過濾器過濾，去除了噴淋水中的脫落生物膜。過濾后的水由壓力式過濾器送至造氣廢水冷卻塔，再用于造氣廢水尾氣的處理。壓力式過濾器排污水送至全廠污水處理裝置進(jìn)行無害化深度處理。
2.5　冷卻塔的計算
　　冷卻塔計算應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)貧庀髼l件確定設(shè)計參數(shù)，本流程工程實例造氣廢水冷卻塔的設(shè)計參數(shù)為：
　　進(jìn)水水溫　t 1＝50～55℃，
　　出水溫度　t 2＝32～35℃，
　　補(bǔ)充水按循環(huán)水量3％～15％考慮。
　　冷卻塔的阻力和熱力計算可參考《給排水設(shè)計手冊》第四冊-工業(yè)給水處理（1986年版）的方法。因手冊是按清水條件計算的，計算的冷卻塔處理要乘以折扣系數(shù)作為冷卻塔的實際處理量，一般可選折扣系數(shù)0.8～0.9。又因風(fēng)機(jī)下部增加了尾氣吸收生物降解。增加了通風(fēng)阻力，使風(fēng)機(jī)的實際風(fēng)量減少，因此風(fēng)機(jī)選型是亦以予以注意[1]。

3　工程實例

　　以下是某化工廠造氣廢水處理的工程實例，其廢水是以焦碳為原料生產(chǎn)水煤氣的工藝過程中產(chǎn)生的造氣廢水。
3.1　廢水來源及水質(zhì)
　　工藝生產(chǎn)及廢水排放流程見圖1。

　　在此造氣過程，到洗滌塔的氣體溫度為160℃，與32℃的洗滌水進(jìn)行直接換熱，以達(dá)到除塵、降溫的工藝要求。煤焦制氣產(chǎn)生的灰份及有害物質(zhì)洗滌至造氣廢水中，初水煤氣從160℃溫降至35℃，洗滌水溫升至45℃。
　　造氣廢水的水質(zhì)，洗滌塔對洗滌水的要求，國家對廢水的排放標(biāo)準(zhǔn)見表1。

3.2　處理水量
　　工程處理水量為200 m³/h。
3.3　造氣廢水處理工藝流程
　　造氣車間洗滌塔排放出的造氣廢水通過明溝重力流至平流式沉淀池，經(jīng)熱水池收集后，由加壓泵加壓送入造氣廢水冷卻塔冷卻，然后由冷水泵加壓，送回造氣車間重復(fù)利用。進(jìn)入洗滌塔的洗滌水的主要作用是對從造氣爐中產(chǎn)生的初水煤氣進(jìn)行降溫及除塵，及降低初水煤氣的溫度及洗去其夾帶的碳粒，對進(jìn)水的水質(zhì)要求并不高，低于環(huán)境排放要求，見表1。因此，造氣廢水只需經(jīng)過沉淀池去除懸浮物，再經(jīng)冷卻塔降溫，即可滿足工藝使用要求，沒有必要將造氣廢水處理至排放標(biāo)準(zhǔn)后，再送至造氣車間重復(fù)使用，這樣可以縮短流程，節(jié)省基建投資，降低處理單耗。
　　為加強(qiáng)沉淀效果，系統(tǒng)在進(jìn)入沉淀池前增設(shè)加藥裝置；為改善循環(huán)水的水質(zhì)，采用5％流量經(jīng)全自動過濾裝置過濾；系統(tǒng)排污、排泥送至全廠污水處理裝置進(jìn)行無害化深度處理。
3.4　處理后的水質(zhì)
　　本工程實例造氣廢水冷卻塔出水水質(zhì)：COD_Cr約為50 mg/L，CN^-為0.03 mg/L，S^2-為0.009 mg/L，揮發(fā)酚為0.16 mg/L，造氣廢水冷卻塔的逸出氣不需處理。

4　結(jié)語

　　本工藝流程較為成熟，流程簡單，操作方便，在煤焦造氣廢水工程實例中取得了較好的處理效果，起到了節(jié)水和保護(hù)環(huán)境的目的。但目前也存在著一些需要進(jìn)一步探討的課題，如對造氣廢水冷卻塔來說，就需在如何提高生物降解段的尾氣降解率，以減小逸出氣的方向多作努力。目前出現(xiàn)了無風(fēng)機(jī)、無填料的噴霧型冷卻塔技術(shù)，是否能用于造氣廢水的處理?這些問題的解決能使造氣廢水處理的效果進(jìn)一步提高。

參考文獻(xiàn)：
　　[1]?方天翰，等.化工環(huán)境保護(hù)設(shè)計手冊[M]?北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1996

作者介紹：
李麗萍（1966-），女，工程師。