氮肥企业废水产生及综合治理措施分析
1引言
目前氮肥企业普遍采用的废水排放方式是混流式，这不仅增大了污水的排放量，而且造成了大量水资源的严重浪费。已建成的污水处理站投资费用和运行成本居高不下，企业难以正常运行。因此，根据废水水质特点，实施“清污分流，分质处理，循环利用”措施是解决氮肥企业废水环境污染的主要出路。
氮肥企业生产废水主要有合成氨工艺废水和尿素工艺废水。合成氨工艺废水为各类高浓度含氨废水，治理方法主要有物化法和生化法。物化法包括折点氯化法、吹脱法（蒸汽吹脱或热空气吹脱）、选择性离子交换法、化学沉淀法；生化法包括传统生物脱氮技术和新型生物脱氮技术，传统的生物脱氮技术如A/O 工艺、A2/O 工艺、UCT 工艺、各种氧化沟以及SBR 的各种改进型工艺，新型生物脱氮技术如同时硝化反硝化（SND）、亚硝酸型（短程）硝化反硝化、厌氧氨氧化（ANAMMOX）、部分亚硝酸型硝化-厌氧氨氧化。
对于高浓度氨氮废水的治理，氨吹脱法工艺成熟，吹脱效率高，运行稳定，但动力消耗大，塔壁易结垢，在寒冷季节效率会降低，而且如果吹脱到大气中易造成二次污染；化学沉淀法工艺简单，效率高，但投加药剂量大，处理成本高；脱氮新工艺处理高浓度氨氮废水效率高，但国内外实际运行实例较少，工艺条件要求严格，特别是对溶解氧的要求更为严格，在实际应用中很难控制。
尿素工艺废水主要是含尿素的碳铵液，常规的处理方法是氨水混合后经尿素解析系统进行常规解吸处理，该处理方法存在的问题是：氨水进入尿素系统，造成尿素系统的H2O/CO2比偏高，CO2 转化率降低；浪费了蒸汽、电及冷却水；实际上是将合成氨的氨排放损失转移到了尿素进行放空，转移了排放损失的地点；处理后废水中仍含有0.07%的氨及少量的尿素，对环境仍造成一定程度的污染。
甘肃某氮肥企业新建的合成氨、尿素项目，设计生产能力为合成氨30×104t/a、尿素30×104t/a，合成氨生产原料气直接选用成品焦炉煤气，生产焦炉煤气的焦化厂与该氮肥企业同属一个工业园区，地理位置非常靠近。针对目前氮肥企业废水治理中存在的问题和该企业废水特点，研究了一套高效的废水“清污分流”及“资源化”治理措施，可以使各类废水得到综合利用，实现废水的“零排放”，达到一定的环境效益和经济效益。
2 废水产生及综合治理措施分析
由于焦炉煤气生产过程中采用了严格的除焦、脱硫等措施，因此合成氨工艺废水产生量，远远小于以煤焦造气生产合成氨和以油造气生产合成氨工艺废水产生量。
2.1 气柜水封溢流排水治理措施
合成氨原料气在进入合成工艺前，首先进入缓冲气柜暂时储存，采用水封方式防止其泄漏，会有少量溢流废水产生，主要污染物成分为酚、氰、SS、硫化物等，该废水污染物成分复杂，浓度较大，若进入厂区污水处理系统会增加污水处理的难度。因此，送焦化厂作为煤的喷洒用水，最终混入煤中做燃烧处理。
2.2 脱硫循环水排水治理措施
主要污染物成分为酚、氰、SS、硫化物等，污染物成分与气柜水封溢流排水相似，但由于其产生量较大，且污染物浓度较低，最为合理方法是送厂区污水处理站集中处理。
2.3 甲烷化气水分离器排水治理措施
原料气中的 CO、CO2 均会引起氨合成反应催化剂中毒，因此在进入最终氨合成工序前，采用甲烷化方法将其除去，原理是让CO、CO2 与H2 反应生成对催化剂毒性较小的CH4。但在此过程中有水生成，水分也是氨合成催化剂的毒物，经气水分离器分离除去。这部分废水主要污染物成分为COD、氨氮等，送入厂区污水处理站集中处理。
2.4 循环冷却水排水治理措施
氮肥企业循环冷却系统耗水量极大，为了解决设备腐蚀、结垢等问题，有部分浓水需排放，主要包括合成氨循环水排水、空分循环水排水、尿素循环水排水。此类废水是不与污染物直接接触的清净水，仅含有少量的盐类和悬浮物，可直接排放。
但为了实现水资源的综合利用，将循环冷却系统排水统一收集后，一部分作为场地和设备的冲洗用水，后回收于污水处理站；另一部分剩余水送焦化厂作为洗煤用水，可以减少洗煤系统新鲜水的用量。
2.5 尿素闪蒸及蒸发冷凝液治理措施
闪蒸和蒸发冷凝液中均含有一定量的氨、二氧化碳和尿素，经真空大气推流入氨水槽，氨水槽内用隔板分为三个间隔（二小一大），各间隔之间在下部有孔连通，因此，液位相同但不完全相混。大间隔用来贮存工厂排放液或冲洗的工艺液体。闪蒸冷凝液流入第一小间隔，因为含氨和二氧化碳较多，用泵送至低压甲铵冷凝吸收系统。
蒸发冷凝液流入第二小间隔后，由解吸塔给料泵经解吸塔换热器加热到117℃后，送第一解吸塔上部，解吸出氨和二氧化碳。出第一解吸塔的液体，经水解塔给料泵加压到1.7MPa（A），经水解塔换热器换热后，进入水解塔的上部。水解塔的下部通入1.7MPa（A）以上的蒸汽，使液体中所含的少量尿素水解成氨和二氧化碳，气相进入第一解吸塔上部，液相经水解塔换热器换热后温度为151℃，进入第二解吸塔上部，塔下部通入0.4MPa（A）的蒸汽进行解吸。从液相中解吸出来的氨、二氧化碳和水蒸汽，直接导入第一解吸塔的下部，与第一解吸塔的液体进行质热交换。出第一解吸塔的气相，含水小于40%，在回流冷凝器中冷凝，冷凝液一部分作为回流液回流到第一解吸塔的顶部，进行质热交换，以减少出塔气相中水的含量；另一部分送到低压甲铵冷凝吸收系统。未被冷凝的气体进入吸收塔，进一步回收氨和二氧化碳后放空。在第二解吸塔解吸后的液体含氨小于3～5PPm，尿素小于3～5PPm，送锅炉房作为锅炉补充水。
尿素工艺冷凝液深度水解回收技术可行，废水中尿素分解完全，氨回收率高，是一种很彻底的处理方法，该法不仅能回收氨，增产尿素，消除氨氮废水对环境的污染，而且可实现尿素工艺冷凝液的回收利用，节约水资源，具有较好的环境效益和经济效益，该方法国外已普遍采用
2.6 设备地坪冲洗废水治理措施
合成氨、尿素生产过程中都不可避免地产生一些无组织排放粉尘，沉积后会造成设备腐蚀和地面粉尘污染等问题，在冲洗的过程中有污水产生，其主要污染物成分为COD、氨氮、SS、石油类等，汇集后送厂区污水处理站集中处理。
2.7 生活化验废水治理措施
主要污染物成分为SS、COD、BOD5，送厂区污水处理站集中处理。
2.8 脱盐水站排水治理措施
主要污染物成分为盐类，送焦化厂作为洗煤用水，在焦化厂耗水量较小的时候送厂区废水深度处理系统处理后综合利用。
2.9 事故废水治理措施
为防止事故状态下高浓度废水短时间内进入污水处理站，建设事故缓冲池一座，容积为800m3。在事故状态时先将高浓度废水暂时储存，待工程正常运行后再逐步加入到污水处理系统。此外，为防止火灾事故时消防污水随意排放，建设消防事故水池，消防水量按150L/s考虑，火灾延续时间以3 小时计，则需要设置2000m3 事故水池一座，保证在任何情况下含污染物的废水均不会从厂区排出。
3 结论与建议
（1）合成氨工业废水成分复杂，在污水处理设计中采用“清污分流”措施，在充分回收稀氨水的基础上，将清洁废水简单处理后回用或直接回用，其它废水进入污水处理站处理，大大降低了废水处理站的工程投资和运行费用。
（2）废水“零排放”及“资源化”治理措施，每年可以避免COD 排放5.89t，避免氨氮排放2.55t，环境效益明显；可以给公司每年节约新鲜水消耗量99.2 万t，处理后废水送其它企业综合利用，还可以为其他企业节省新鲜水的投资费用，有一定的经济效益。
（3）在进行废水终端处理的同时，应加强企业的排水管理，减少跑冒滴漏现象，重视事故排水，尽量避免对微生物系统造成大的冲击。
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