1引言

目前氮肥企業(yè)普遍采用的廢水排放方式是混流式，這不僅增大了污水的排放量，而且造成了大量水資源的嚴(yán)重浪費。已建成的污水處理站投資費用和運行成本居高不下，企業(yè)難以正常運行。因此，根據(jù)廢水水質(zhì)特點，實施“清污分流，分質(zhì)處理，循環(huán)利用”措施是解決氮肥企業(yè)廢水環(huán)境污染的主要出路。

氮肥企業(yè)生產(chǎn)廢水主要有合成氨工藝廢水和尿素工藝廢水。合成氨工藝廢水為各類高濃度含氨廢水，治理方法主要有物化法和生化法。物化法包括折點氯化法、吹脫法（蒸汽吹脫或熱空氣吹脫）、選擇性離子交換法、化學(xué)沉淀法；生化法包括傳統(tǒng)生物脫氮技術(shù)和新型生物脫氮技術(shù)，傳統(tǒng)的生物脫氮技術(shù)如A/O 工藝、A2/O 工藝、UCT 工藝、各種氧化溝以及SBR 的各種改進型工藝，新型生物脫氮技術(shù)如同時硝化反硝化（SND）、亞硝酸型（短程）硝化反硝化、厭氧氨氧化（ANAMMOX）、部分亞硝酸型硝化-厭氧氨氧化。

對于高濃度氨氮廢水的治理，氨吹脫法工藝成熟，吹脫效率高，運行穩(wěn)定，但動力消耗大，塔壁易結(jié)垢，在寒冷季節(jié)效率會降低，而且如果吹脫到大氣中易造成二次污染；化學(xué)沉淀法工藝簡單，效率高，但投加藥劑量大，處理成本高；脫氮新工藝處理高濃度氨氮廢水效率高，但國內(nèi)外實際運行實例較少，工藝條件要求嚴(yán)格，特別是對溶解氧的要求更為嚴(yán)格，在實際應(yīng)用中很難控制。

尿素工藝廢水主要是含尿素的碳銨液，常規(guī)的處理方法是氨水混合后經(jīng)尿素解析系統(tǒng)進行常規(guī)解吸處理，該處理方法存在的問題是：氨水進入尿素系統(tǒng)，造成尿素系統(tǒng)的H₂O/CO₂比偏高，CO₂ 轉(zhuǎn)化率降低；浪費了蒸汽、電及冷卻水；實際上是將合成氨的氨排放損失轉(zhuǎn)移到了尿素進行放空，轉(zhuǎn)移了排放損失的地點；處理后廢水中仍含有0.07%的氨及少量的尿素，對環(huán)境仍造成一定程度的污染。

甘肅某氮肥企業(yè)新建的合成氨、尿素項目，設(shè)計生產(chǎn)能力為合成氨30×10⁴t/a、尿素30×10⁴t/a，合成氨生產(chǎn)原料氣直接選用成品焦?fàn)t煤氣，生產(chǎn)焦?fàn)t煤氣的焦化廠與該氮肥企業(yè)同屬一個工業(yè)園區(qū)，地理位置非?？拷?。針對目前氮肥企業(yè)廢水治理中存在的問題和該企業(yè)廢水特點，研究了一套高效的廢水“清污分流”及“資源化”治理措施，可以使各類廢水得到綜合利用，實現(xiàn)廢水的“零排放”，達到一定的環(huán)境效益和經(jīng)濟效益。
 

2 廢水產(chǎn)生及綜合治理措施分析

由于焦?fàn)t煤氣生產(chǎn)過程中采用了嚴(yán)格的除焦、脫硫等措施，因此合成氨工藝廢水產(chǎn)生量，遠遠小于以煤焦造氣生產(chǎn)合成氨和以油造氣生產(chǎn)合成氨工藝廢水產(chǎn)生量。

2.1 氣柜水封溢流排水治理措施

合成氨原料氣在進入合成工藝前，首先進入緩沖氣柜暫時儲存，采用水封方式防止其泄漏，會有少量溢流廢水產(chǎn)生，主要污染物成分為酚、氰、SS、硫化物等，該廢水污染物成分復(fù)雜，濃度較大，若進入廠區(qū)污水處理系統(tǒng)會增加污水處理的難度。因此，送焦化廠作為煤的噴灑用水，最終混入煤中做燃燒處理。

2.2 脫硫循環(huán)水排水治理措施

主要污染物成分為酚、氰、SS、硫化物等，污染物成分與氣柜水封溢流排水相似，但由于其產(chǎn)生量較大，且污染物濃度較低，最為合理方法是送廠區(qū)污水處理站集中處理。

2.3 甲烷化氣水分離器排水治理措施

原料氣中的 CO、CO₂ 均會引起氨合成反應(yīng)催化劑中毒，因此在進入最終氨合成工序前，采用甲烷化方法將其除去，原理是讓CO、CO₂ 與H₂ 反應(yīng)生成對催化劑毒性較小的CH₄。但在此過程中有水生成，水分也是氨合成催化劑的毒物，經(jīng)氣水分離器分離除去。這部分廢水主要污染物成分為COD、氨氮等，送入廠區(qū)污水處理站集中處理。

2.4 循環(huán)冷卻水排水治理措施

氮肥企業(yè)循環(huán)冷卻系統(tǒng)耗水量極大，為了解決設(shè)備腐蝕、結(jié)垢等問題，有部分濃水需排放，主要包括合成氨循環(huán)水排水、空分循環(huán)水排水、尿素循環(huán)水排水。此類廢水是不與污染物直接接觸的清凈水，僅含有少量的鹽類和懸浮物，可直接排放。

但為了實現(xiàn)水資源的綜合利用，將循環(huán)冷卻系統(tǒng)排水統(tǒng)一收集后，一部分作為場地和設(shè)備的沖洗用水，后回收于污水處理站；另一部分剩余水送焦化廠作為洗煤用水，可以減少洗煤系統(tǒng)新鮮水的用量。

2.5 尿素閃蒸及蒸發(fā)冷凝液治理措施

閃蒸和蒸發(fā)冷凝液中均含有一定量的氨、二氧化碳和尿素，經(jīng)真空大氣推流入氨水槽，氨水槽內(nèi)用隔板分為三個間隔（二小一大），各間隔之間在下部有孔連通，因此，液位相同但不完全相混。大間隔用來貯存工廠排放液或沖洗的工藝液體。閃蒸冷凝液流入第一小間隔，因為含氨和二氧化碳較多，用泵送至低壓甲銨冷凝吸收系統(tǒng)。

蒸發(fā)冷凝液流入第二小間隔后，由解吸塔給料泵經(jīng)解吸塔換熱器加熱到117℃后，送第一解吸塔上部，解吸出氨和二氧化碳。出第一解吸塔的液體，經(jīng)水解塔給料泵加壓到1.7MPa（A），經(jīng)水解塔換熱器換熱后，進入水解塔的上部。水解塔的下部通入1.7MPa（A）以上的蒸汽，使液體中所含的少量尿素水解成氨和二氧化碳，氣相進入第一解吸塔上部，液相經(jīng)水解塔換熱器換熱后溫度為151℃，進入第二解吸塔上部，塔下部通入0.4MPa（A）的蒸汽進行解吸。從液相中解吸出來的氨、二氧化碳和水蒸汽，直接導(dǎo)入第一解吸塔的下部，與第一解吸塔的液體進行質(zhì)熱交換。出第一解吸塔的氣相，含水小于40%，在回流冷凝器中冷凝，冷凝液一部分作為回流液回流到第一解吸塔的頂部，進行質(zhì)熱交換，以減少出塔氣相中水的含量；另一部分送到低壓甲銨冷凝吸收系統(tǒng)。未被冷凝的氣體進入吸收塔，進一步回收氨和二氧化碳后放空。在第二解吸塔解吸后的液體含氨小于3～5PPm，尿素小于3～5PPm，送鍋爐房作為鍋爐補充水。

尿素工藝?yán)淠荷疃人饣厥占夹g(shù)可行，廢水中尿素分解完全，氨回收率高，是一種很徹底的處理方法，該法不僅能回收氨，增產(chǎn)尿素，消除氨氮廢水對環(huán)境的污染，而且可實現(xiàn)尿素工藝?yán)淠旱幕厥绽?，?jié)約水資源，具有較好的環(huán)境效益和經(jīng)濟效益，該方法國外已普遍采用

2.6 設(shè)備地坪沖洗廢水治理措施

合成氨、尿素生產(chǎn)過程中都不可避免地產(chǎn)生一些無組織排放粉塵，沉積后會造成設(shè)備腐蝕和地面粉塵污染等問題，在沖洗的過程中有污水產(chǎn)生，其主要污染物成分為COD、氨氮、SS、石油類等，匯集后送廠區(qū)污水處理站集中處理。

2.7 生活化驗廢水治理措施

主要污染物成分為SS、COD、BOD₅，送廠區(qū)污水處理站集中處理。

2.8 脫鹽水站排水治理措施

主要污染物成分為鹽類，送焦化廠作為洗煤用水，在焦化廠耗水量較小的時候送廠區(qū)廢水深度處理系統(tǒng)處理后綜合利用。
　　
2.9 事故廢水治理措施

為防止事故狀態(tài)下高濃度廢水短時間內(nèi)進入污水處理站，建設(shè)事故緩沖池一座，容積為800m³。在事故狀態(tài)時先將高濃度廢水暫時儲存，待工程正常運行后再逐步加入到污水處理系統(tǒng)。此外，為防止火災(zāi)事故時消防污水隨意排放，建設(shè)消防事故水池，消防水量按150L/s考慮，火災(zāi)延續(xù)時間以3 小時計，則需要設(shè)置2000m³ 事故水池一座，保證在任何情況下含污染物的廢水均不會從廠區(qū)排出。

3 結(jié)論與建議

（1）合成氨工業(yè)廢水成分復(fù)雜，在污水處理設(shè)計中采用“清污分流”措施，在充分回收稀氨水的基礎(chǔ)上，將清潔廢水簡單處理后回用或直接回用，其它廢水進入污水處理站處理，大大降低了廢水處理站的工程投資和運行費用。

（2）廢水“零排放”及“資源化”治理措施，每年可以避免COD 排放5.89t，避免氨氮排放2.55t，環(huán)境效益明顯；可以給公司每年節(jié)約新鮮水消耗量99.2 萬t，處理后廢水送其它企業(yè)綜合利用，還可以為其他企業(yè)節(jié)省新鮮水的投資費用，有一定的經(jīng)濟效益。

（3）在進行廢水終端處理的同時，應(yīng)加強企業(yè)的排水管理，減少跑冒滴漏現(xiàn)象，重視事故排水，盡量避免對微生物系統(tǒng)造成大的沖擊。

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