氮肥企業廢水產生及綜合治理措施分析
1引言
目前氮肥企業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，企業難以正常運行。因此，根據廢水水質特點，實施“清污分流，分質處理，循環利用”措施是解決氮肥企業廢水環境污染的主要出路。
氮肥企業生產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、化學沉淀法；生化法包括傳統生物脫氮技術和新型生物脫氮技術，傳統的生物脫氮技術如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，運行穩定，但動力消耗大，塔壁易結垢，在寒冷季節效率會降低，而且如果吹脫到大氣中易造成二次污染；化學沉淀法工藝簡單，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，但國內外實際運行實例較少，工藝條件要求嚴格，特別是對溶解氧的要求更為嚴格，在實際應用中很難控制。
尿素工藝廢水主要是含尿素的碳銨液，常規的處理方法是氨水混合后經尿素解析系統進行常規解吸處理，該處理方法存在的問題是：氨水進入尿素系統，造成尿素系統的H2O/CO2比偏高，CO2 轉化率降低；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移到了尿素進行放空，轉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，對環境仍造成一定程度的污染。
甘肅某氮肥企業新建的合成氨、尿素項目，設計生產能力為合成氨30×104t/a、尿素30×104t/a，合成氨生產原料氣直接選用成品焦爐煤氣，生產焦爐煤氣的焦化廠與該氮肥企業同屬一個工業園區，地理位置非常靠近。針對目前氮肥企業廢水治理中存在的問題和該企業廢水特點，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，實現廢水的“零排放”，達到一定的環境效益和經濟效益。
2 廢水產生及綜合治理措施分析
由于焦爐煤氣生產過程中采用了嚴格的除焦、脫硫等措施，因此合成氨工藝廢水產生量，遠遠小于以煤焦造氣生產合成氨和以油造氣生產合成氨工藝廢水產生量。
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雜，濃度較大，若進入廠區污水處理系統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，但由于其產生量較大，且污染物濃度較低，最為合理方法是送廠區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，送入廠區污水處理站集中處理。
2.4 循環冷卻水排水治理措施
氮肥企業循環冷卻系統耗水量極大，為了解決設備腐蝕、結垢等問題，有部分濃水需排放，主要包括合成氨循環水排水、空分循環水排水、尿素循環水排水。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。
但為了實現水資源的綜合利用，將循環冷卻系統排水統一收集后，一部分作為場地和設備的沖洗用水，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，可以減少洗煤系統新鮮水的用量。
2.5 尿素閃蒸及蒸發冷凝液治理措施
閃蒸和蒸發冷凝液中均含有一定量的氨、二氧化碳和尿素，經真空大氣推流入氨水槽，氨水槽內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。
蒸發冷凝液流入第二小間隔后，由解吸塔給料泵經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，經水解塔給料泵加壓到1.7MPa（A），經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，直接導入第一解吸塔的下部，與第一解吸塔的液體進行質熱交換。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。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。
尿素工藝冷凝液深度水解回收技術可行，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，增產尿素，消除氨氮廢水對環境的污染，而且可實現尿素工藝冷凝液的回收利用，節約水資源，具有較好的環境效益和經濟效益，該方法國外已普遍采用
2.6 設備地坪沖洗廢水治理措施
合成氨、尿素生產過程中都不可避免地產生一些無組織排放粉塵，沉積后會造成設備腐蝕和地面粉塵污染等問題，在沖洗的過程中有污水產生，其主要污染物成分為COD、氨氮、SS、石油類等，匯集后送廠區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廢水深度處理系統處理后綜合利用。
2.9 事故廢水治理措施
為防止事故狀態下高濃度廢水短時間內進入污水處理站，建設事故緩沖池一座，容積為800m3。在事故狀態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。此外，為防止火災事故時消防污水隨意排放，建設消防事故水池，消防水量按150L/s考慮，火災延續時間以3 小時計，則需要設置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排出。
3 結論與建議
（1）合成氨工業廢水成分復雜，在污水處理設計中采用“清污分流”措施，在充分回收稀氨水的基礎上，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，環境效益明顯；可以給公司每年節約新鮮水消耗量99.2 萬t，處理后廢水送其它企業綜合利用，還可以為其他企業節省新鮮水的投資費用，有一定的經濟效益。
（3）在進行廢水終端處理的同時，應加強企業的排水管理，減少跑冒滴漏現象，重視事故排水，盡量避免對微生物系統造成大的沖擊。
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