山西中煤平朔能源化工有限公司(简称中煤平朔能化)主要生产工业硝酸铵，副产品硫酸铵、LNG等，由1套年产30万吨合成氨、2套年产18万吨硝酸、2套年产20万吨硝酸铵装置组成。该项目年消耗劣质煤(高硫煤、高灰分)99万吨，锅炉燃料煤矸石70.56万吨。主要产品硝酸铵除满足中煤平朔自用外，可辐射周边市场，LNG可作为汽车新型燃料使用。该项目是山西省以劣质煤为基础，延伸产业链，发展循环经济的重点项目。
1、污水来源与特点
生产废水主要包括含酚煤气水、低温甲醇洗废水、甲烷化废水、全厂初期雨水、全厂地面冲洗水、生活化验及其他污水、平安四期工业废水，污水量为168.4m3/h。根据各生产单元装置特点及煤气化废水水质特性，选用预处理+水解+A/O+水解+A/O+混凝沉淀+臭氧脱色杀菌+流砂过滤工艺处理废水，出水水质满足HG/T3923—2007《循环冷却水用再生水水质标准》回用要求。
生产装置综合排水量通常为129m3/h，最大168.4m3/h;污水处理装置设计能力200m3/h，运行时间8000h/a，处理能力按进水118%设计，设计进、出水水质如表1所示。
2、污水处理装置工艺流程
污水处理工艺流程如图1所示。
2.1 预处理工艺流程
管网自流来地面冲洗水经格栅进入地面冲洗水收集池，通过地面冲洗水提升泵送至初沉隔油池。带压含酚煤气水和平安四期排水经管道进入初沉隔油池。除去重油及轻油的初沉隔油池出水经混凝反应池进入混凝射流气浮池。除去乳化油及部分污染物的混凝射流气浮池出水，通过连通管进入酚氨废水调节池。酚氨废水调节池出水进入后续水解及生化系统。初沉隔油池内重油及轻油经油污池进入废油储罐，废油回收处理。混凝射流气浮池上部油渣经刮渣机收集进入气浮含油污泥池，经污泥螺杆泵送入离心脱泥机脱水，含油污泥外运处理，泥水返回系统前端。
2.2 生化处理工艺流程
预处理之后的生产污水经酚氨废水调节池提升泵送入一级水解池，一级水解池出水进入二级水解配水池，出水经配水泵提升送入二级水解池。提高了可生化性的二级水解池出水进入一级生化系统缺氧池，一级生化回流污水与二级水解池出水在一级生化缺氧池中进行反硝化反应，使水中硝态氮转化为气态氮。一级生化缺氧池出水经一级A/O循环水泵提升通过射流器均匀进入一级生化好氧池，废水在一级生化好氧池内进行硝化反应，污染物含量减少的出水经一级好氧出水池进入一级A/O沉淀池。一级A/O沉淀池上清液到三级水解配水池，三级水解配水池出水经泵提升进入三级水解池内，废水在三级水解池中进行缺氧水解酸化。三级水解池出水自流入二级生化缺氧池，二级生化回流污水与三级水解出水在二级生化缺氧池中进行反硝化反应，使水中剩余硝态氮进一步转化为气态氮。二级生化缺氧池出水经二级A/O循环水泵提升通过射流器均匀进入二级生化好氧池，废水在二级生化好氧池内进行硝化反应，去除大部分CODCr、BOD5、NH3—N等污染物的好氧池出水，经二级好氧出水池进入二级A/O沉淀池。低温甲醇洗、生活化验及少量其他废水直接进入一级生化缺氧池为碳源补充。
2.3 深度处理工艺流程
二级沉淀池出水自流进入二级好氧出水回流池，经管道依序进入混凝反应池，反应出水进入混凝沉淀池，废水经泥水分离后进入臭氧氧化池，经脱色、进一步降解CODCr的臭氧氧化池出水进入流砂滤池，流砂滤池的合格产水收集在回用水池，回用水池出水经泵送入厂区回用水管网。
2.4 污泥处理工艺流程
生化及深度处理产生的剩余污泥排入污泥浓缩池，经重力浓缩后采用离心脱泥机进行脱水，污泥外运处置，泥水返回系统前端。3调试情况及72h考核结果装置于2016年3月4日开始进水试漏，4月26日一级A/O生化池B系列投入接种污泥30t，期间间断投加营养开始培菌。5月23日一级A/O生化池B投入接种污泥50t，期间间断投加营养源。5月18—26日一级、二级水解池投放接种污泥各20t。5月30日一级A/O生化池A系列投入接种污泥50t，A/B系列投加营养源。6月27日一级A/O生化池A系列SV3042.5%、污泥浓度2.25g/L，B系列SV3062%、污泥浓度3.38g/L，污泥老化解絮，排泥至污泥浓缩池。7月13日一级A/O生化池A系列SV3012.2%、污泥浓度1.56g/L，B系列SV3019%、污泥浓度2.02g/L，暂停排泥。7月4日酚氨废水进系统40m3/h，8月污水装置流程打通，产出合格出水到气化循环水补水系统。2017年由于工艺主装置开工率不足，污水系统始终保持低负荷运行。2017年8月27日臭氧装置闭路循环水系统充水，9月8日臭氧装置启动正常投运。臭氧的投运标志着污水系统设备全部投入运行。2018年生产趋于正常，污水系统进水量较稳定，3月20—22日进行系统72h考核，结果如表2所示。
由表2可看出，72h系统平均进水量161.7m3/h，接近设计最大值168.4m3/h，除部分污泥回流水量损失，产水在140m3/h，达到正常处理水量129.06m3/h。系统产水NH3—N最大9.47mg/L，最小4.64mg/L，平均7.45mg/L，对NH3—N去除率达94%;产水CODCr最大57.2mg/L，最小40.62mg/L，平均48.5mg/L，对CODCr去除率达97%;出水满足HG/T3923—2007《循环冷却水用再生水水质标准》NH3—N不大于15mg/L、CODCr不大于60mg/L的要求。
4、系统运行经济效益
污水处理装置总投资约7000万元，污水处理的运行费用主要包括电费、药剂费、人工管理费。按平均进水量161.7m3/h计算，用电单价为0.55元/kW，系统正常功率814.65kW/h，电费为2.77元/m3;系统投加药剂有絮凝剂(PAC)、混凝剂(PAM)、脱色剂、除油剂等，药剂费用7.82元/m3;污水岗位共12人，人均月工资4600元，人工管理费0.46元/m3;运行费用总计11.05元/m3。140m3/h污水产水进入回用水系统，按系统70%回收率计算，回用水可生产98m3/h循环水补充水，原水价格为4.02元/m3，年节约补充原水费用315.168万元，经济效益显著。
5、结论及存在问题
采用预处理+水解+A/O+水解+A/O+深度处理工艺处理劣质煤气化废水，操作方便，系统抗CODCr波动能力强，维护工作量小，且处理效果稳定。实践证明中煤平朔能化污水处理装置产水水质，能够满足HG/T3923—2007《循环冷却水用再生水水质标准》要求，该工艺选择合理，对劣质煤气化废水处理有借鉴意义。试车初期系统受脱硫高NH3—N废水冲击，一级A/O污泥膨胀，至大量污泥外溢，经调试后系统正常。
系统存在问题：预处理隔油气浮池刮渣机控制器故障，无法自动运行;生化出水沉淀池污泥沉降效果差;混凝沉淀池出水浊度高，致臭氧氧化池曝气头时有堵塞现象;流砂滤池洗沙器易堵，影响产水浊度;出水色度偏高;操作人员经验少;地面冲洗水NH3—N经常超标等。污水系统需对存在问题不断改进，积累运行经验，及时分析系统数据，调整工艺参数，使系统达到最佳运行状态。(来源：山西中煤平朔能源化工有限公司)