化肥生產(chǎn)污水超低排放項(xiàng)目實(shí)施總結(jié)

顧朝暉，崔增濤(河南心連心化肥有限公司　河南新鄉(xiāng)　453731)

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化肥生產(chǎn)污水超低排放項(xiàng)目實(shí)施總結(jié)

顧朝暉，崔增濤
(河南心連心化肥有限公司河南新鄉(xiāng)453731)

摘要在對(duì)水資源利用情況調(diào)查與分析的基礎(chǔ)上，實(shí)施了化肥生產(chǎn)污水超低排放項(xiàng)目。該項(xiàng)目第一階段實(shí)施完成后，節(jié)水效果明顯，大大提高了水資源綜合利用效率，平均噸氨廢水排放量?jī)H2.5 m3，達(dá)到了預(yù)期效果。

關(guān)鍵詞化肥生產(chǎn)節(jié)水反滲透中水回用

Sum-Up of Implementation of Project of Ultra Low Effluent and Emission for Chemical Fertilizer Production

Gu Zhaohui，Cui Zengtao
(Henan Xinlianxin Fertilizer Co.，Ltd.Henan Xinxiang 453731)

Abstract Based on investigation and analysis of water resource utilization situation，the project of ultra low effluent and emission for chemical fertilizer production is implemented.After carrying out and completion of the first stage of the project，water conservation effect is significant，the water resource comprehensive utilization effect is improved greatly，average effluent volume per ton of ammonia is only 2.5 m3，attaining the desired effect.

Keywords chemical fertilizer production water conservation reverse osmosis reclaimed water reuse

目前，我國(guó)面臨的水資源短缺、水污染嚴(yán)重、水生態(tài)環(huán)境惡化等問題日益突出，已成為制約經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的主要瓶頸。繼國(guó)務(wù)院頒布《關(guān)于實(shí)行最嚴(yán)格水資源管理制度的意見》后，河南省于2013年12月陸續(xù)出臺(tái)了《河南省人民政府關(guān)于實(shí)行最嚴(yán)格水資源管理制度的實(shí)施意見》和《河南省水資源制度考核辦法》。氮肥行業(yè)屬于高能耗、高污染行業(yè)，氮肥生產(chǎn)既是用水大戶，又是排污大戶。面對(duì)國(guó)家不斷加大的節(jié)能減排工作力度，如何采用新技術(shù)、新工藝使噸氨煤耗、電耗、水耗等指標(biāo)不斷下降，污染物排放量得到有效控制，實(shí)現(xiàn)企業(yè)環(huán)保與國(guó)家宏觀政策保持一致，是每個(gè)企業(yè)需要迫切解決的問題。

1　項(xiàng)目背景

河南心連心化肥有限公司(以下簡(jiǎn)稱心連心公司)現(xiàn)有河南新鄉(xiāng)、新疆兩大生產(chǎn)基地，占地面積超過5 000畝，擁有1 200 kt/a合成氨、300 kt/a甲醇、2 100 kt/a尿素、1 000 kt/a復(fù)合肥的生產(chǎn)能力，建有3條固定層氣化工藝尿素生產(chǎn)線、1條水煤漿氣化工藝尿素生產(chǎn)線、6條轉(zhuǎn)鼓造粒工藝復(fù)合肥生產(chǎn)線、1條高塔造粒工藝復(fù)合肥生產(chǎn)線和1條滴灌水溶肥生產(chǎn)線，新疆基地的水煤漿氣化工藝尿素生產(chǎn)線及三聚氰胺生產(chǎn)線正在建設(shè)中。

自2007年起，心連心公司所有環(huán)保指標(biāo)堅(jiān)持符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和地方標(biāo)準(zhǔn)的要求，實(shí)行嚴(yán)格的企業(yè)內(nèi)控指標(biāo)與紅線預(yù)警考核機(jī)制，對(duì)污染物含量和總量指標(biāo)每月實(shí)行“雙控考核”。2013年10月，心連心公司提出了噸氨外排污水≤2.5 m3的目標(biāo)。

2　水資源利用分析

為了解心連心公司水資源利用情況，對(duì)化工園區(qū)二、三和四廠水資源利用情況進(jìn)行了詳細(xì)調(diào)查與分析。二、三和四廠補(bǔ)、排水情況見表1。

表1　二、三和四廠補(bǔ)、排水情況

由表1可知:項(xiàng)目實(shí)施前，采用傳統(tǒng)固定層氣化工藝的二廠和三廠噸氨耗新鮮水分別為8.84 m3和8.45 m3，污水排放量分別為3.88 m3(包括生活區(qū)、澡堂等)和3.07 m3;采用新型水煤漿氣化工藝的四廠噸氨耗新鮮水14.18 m3，污水排放量約為6.80 m3。

經(jīng)分析，化工園區(qū)外排水主要包括清水和污水兩大部分，清水指不經(jīng)終端處理可直接達(dá)標(biāo)排放的水，主要為循環(huán)水置換排污和反滲透濃水;污水指終端處理后外排水。二、三和四廠外排水情況見表2。

表2　二、三和四廠外排水情況

考慮到取水成本的提高、國(guó)家對(duì)企業(yè)污水外排政策愈加嚴(yán)格及外排水具有較大回收價(jià)值，心連心公司自2014年3月開始對(duì)外排污水進(jìn)行回收利用。

3　項(xiàng)目實(shí)施及效果

3.1反滲透濃水再利用

由于化工園區(qū)一次水水質(zhì)差，在實(shí)際運(yùn)行中，濃水反滲透裝置經(jīng)常出現(xiàn)膜堵塞的情況，運(yùn)行效果較差，處于停運(yùn)狀態(tài)。根據(jù)不同分廠的特點(diǎn)，選用2種方案對(duì)濃水進(jìn)行回收利用。

(1)在原反滲透裝置基礎(chǔ)上再增加1段反滲透，目前濃水回收膜運(yùn)行狀況良好，反滲透各段運(yùn)行壓力和水量穩(wěn)定，產(chǎn)水電導(dǎo)率＜500 μS/cm，回收率＞55％，脫鹽率平均為90％。但由于原水中COD含量較高，導(dǎo)致濃水反滲透裝置濃水中的COD含量較高，需處理后才能達(dá)標(biāo)排放。

(2)濃水經(jīng)預(yù)處理后進(jìn)濃水反滲透回收裝置。反滲透濃水經(jīng)預(yù)處理后，水質(zhì)達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，濃水RO膜進(jìn)水污染指數(shù)(SDI)穩(wěn)定在3以下，濃水RO膜的運(yùn)行壓差較之前明顯降低，濃水回收率達(dá)到50％，回收水量約為50 m3/h。預(yù)處理濃水進(jìn)、出水水質(zhì)見表3。

表3　預(yù)處理濃水進(jìn)、出水水質(zhì)

由表3可看出，預(yù)處理對(duì)電導(dǎo)率和Cl－沒有去除效果，而對(duì)濁度、硬度、鈣離子、SiO2的去除效果明顯，保證了反滲透膜長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行。

3.2中水回用

中水回用的預(yù)處理采用“三法凈水”一體化工藝，總處理水量400 m3/h;后處理采用超濾加反滲透的膜法水處理工藝，總處理水量350 m3/h，制水能力240 m3/h。該項(xiàng)目主要對(duì)整個(gè)化工園區(qū)循環(huán)水裝置排污置換水進(jìn)行處理回收利用，同時(shí)根據(jù)中水回用負(fù)荷，對(duì)終端外排口合格污水進(jìn)行部分回收利用，作為化工園區(qū)各循環(huán)水補(bǔ)水。

由于二、三廠部分循環(huán)水中添加的藥劑含有季銨鹽類物質(zhì)，故僅對(duì)四廠循環(huán)水進(jìn)行回收利用，運(yùn)行負(fù)荷相對(duì)較低。從運(yùn)行情況看，中水回用“三法凈水”預(yù)處理與反滲透濃水預(yù)處理效果相同，即對(duì)電導(dǎo)率和Cl－沒有去除效果，而對(duì)SiO2、濁度、硬度、鈣離子、鐵離子的去除效果明顯，因此，“三法凈水”預(yù)處理裝置的長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行保證了中水回用膜的長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行。

3.3循環(huán)水高濃縮倍數(shù)運(yùn)行

因一次水中Cl－含量較高，與堿度、硬度等指標(biāo)不匹配，在堿度、硬度等指標(biāo)偏低的情況下，Cl－含量已接近指標(biāo)上限。為了防止設(shè)備腐蝕，將Cl－質(zhì)量分?jǐn)?shù)控制在400×10－6，該指標(biāo)設(shè)定偏低，與新國(guó)標(biāo)(GB 50050—2007)中的要求(Cl－質(zhì)量分?jǐn)?shù)700×10－6)有較大差距，Cl－含量成為影響循環(huán)水排污的主要瓶頸。為了減少排污、保證循環(huán)水處理效果，通過引入國(guó)際知名公司的先進(jìn)循環(huán)水管理經(jīng)驗(yàn)，采用新型水處理藥劑，在保證處理效果的前提下，使循環(huán)水排污量大大降低。以12 000 m3/h合成循環(huán)水為例，采用先進(jìn)管理方法和新型藥劑后，腐蝕率、黏泥沉積量、垢黏附速率、污垢熱阻等優(yōu)于GB 50050—2007中的要求，Cl－質(zhì)量分?jǐn)?shù)從400×10－6升至800×10－6，循環(huán)水排污量由25 m3/h降至5 m3/h，節(jié)水效果顯著。

3.4氣化灰水系統(tǒng)優(yōu)化

氣化灰水系統(tǒng)補(bǔ)水主要有尿素解吸廢液、變換冷凝液、脫鹽水、泵密封水及液位計(jì)沖洗水，總補(bǔ)水量約90 m3/h。泵密封水和液位計(jì)沖洗水為脫鹽水，用量約30 m3/h，直接補(bǔ)入灰水系統(tǒng)。由于灰水系統(tǒng)中COD、氨氮等指標(biāo)設(shè)定值較低以及泵密封水補(bǔ)入的影響，造成灰水液位、水質(zhì)不穩(wěn)定，波動(dòng)較大。

通過對(duì)密封水和沖洗水改造、優(yōu)化灰水排放指標(biāo)和灰水補(bǔ)充水的梯級(jí)利用，煤氣化廢水外排量大幅減少。通過優(yōu)化，灰水系統(tǒng)外排水量由100 m3/h減少至75 m3/h，同時(shí)也保證了灰水系統(tǒng)水質(zhì)的穩(wěn)定。

3.5尿素解吸廢液回收利用

尿素解吸廢液回收利用分兩期實(shí)施，一期已投運(yùn)，處理能力為40 m3/h。處理后的尿素解吸廢液水質(zhì): COD 30 mg/L，氨氮30 mg/L左右，尿素質(zhì)量分?jǐn)?shù)＜2×10－6。尿素解吸廢液(約90℃)先經(jīng)換熱器換熱降溫至50℃以下，然后經(jīng)螯合樹脂床處理，氨氮質(zhì)量濃度降至2 mg/L以下，樹脂的洗脫率達(dá)90％以上，產(chǎn)水pH在3～4，可用作循環(huán)水補(bǔ)水，有利于提高循環(huán)水的濃縮倍數(shù)，并減少濃硫酸用量。

3.6管理方面

建立分廠生產(chǎn)用水定額考核制度，對(duì)各分廠的用水量進(jìn)行定額限制，用水量直接與全體員工的工資相關(guān)聯(lián)，提高了全員節(jié)水意識(shí)。

改變傳統(tǒng)循環(huán)水處理觀念，引入“水保姆”的概念，由國(guó)際知名水處理公司進(jìn)行循環(huán)水水質(zhì)管理，雙方定期對(duì)處理效果進(jìn)行診斷分析，保證處理效果，減少污水排放量。

生活區(qū)全部改裝節(jié)水型水龍頭，并對(duì)餐廳、澡堂及生活區(qū)各用水點(diǎn)安裝水表進(jìn)行計(jì)量統(tǒng)計(jì)，建立生活用水定額管理考核制度，將污水終端處理達(dá)標(biāo)水作為廁所沖洗水進(jìn)行回用，節(jié)水效果顯著。

3.7項(xiàng)目實(shí)施效果

項(xiàng)目第1階段實(shí)施完成后，節(jié)水效果明顯。水煤漿氣化生產(chǎn)線合成氨廢水排放量已由開車時(shí)的噸氨7.5 m3降至3.5 m3(包括尿素系統(tǒng)和生活排污水)，固定層氣化生產(chǎn)線合成氨廢水排放量由同期的噸氨3.0 m3降至1.9 m3，全公司平均噸氨廢水排放量為2.5 m3。

4　計(jì)劃實(shí)施項(xiàng)目

(1)引用黃河水。心連心公司現(xiàn)一次水采用地下井水，隨著用水量的增大，地下水位逐年下降，水質(zhì)變差，導(dǎo)致循環(huán)水、脫鹽水等系統(tǒng)整體排污量增大。目前，引用黃河水管道已鋪設(shè)完畢，計(jì)劃購(gòu)買廠區(qū)附近的賈太湖作為沉淀池。

(2)污水處理終端優(yōu)化整合。目前，化工園區(qū)外排污水分別由二廠和四廠污水終端處理合格后達(dá)標(biāo)排放。根據(jù)國(guó)家政策及公司發(fā)展規(guī)劃，超低排放項(xiàng)目實(shí)施后，隨著二廠和四廠污水處理終端負(fù)荷的降低，逐步將二廠的污水處理終端進(jìn)水送至四廠污水處理終端集中處理，最終實(shí)現(xiàn)化工園區(qū)污水處理終端整合。根據(jù)國(guó)家政策的調(diào)整，將公司所有污水送至距廠區(qū)8 km左右的市政污水處理廠統(tǒng)一處理，以降低公司運(yùn)行成本;將污水處理廠的排水作為中水回用，供應(yīng)本公司及周邊的企業(yè)。

(3)高濃度有機(jī)廢水處理。借鑒浙江豐登化工股份有限公司的廢水處理經(jīng)驗(yàn)，利用水煤漿氣化爐對(duì)變換冷凝液、精醇?xì)堃杭盁犭姀U油水等高濃度有機(jī)廢水進(jìn)行資源化利用;同時(shí)回收利用周邊造紙廠、制藥廠的高濃度有機(jī)廢水。

(4)高濃度鹽水再利用。反滲透濃水再利用和中水回用實(shí)施后，大量高濃度鹽水因無法處理而外排，造成水資源的浪費(fèi)。目前，雖然多效蒸發(fā)及零排放技術(shù)相對(duì)比較成熟，但投資和運(yùn)行成本相對(duì)較高，影響了該項(xiàng)目的大范圍推廣。煤化工企業(yè)每年有大量的低品位熱源，下一步擬將低品位熱源的開發(fā)利用與高濃度鹽水的回收利用有機(jī)結(jié)合，以降低項(xiàng)目運(yùn)行成本，實(shí)現(xiàn)變廢為寶，提高資源利用率。

5　結(jié)語(yǔ)

超低排放項(xiàng)目的節(jié)水效果顯著，各類污水按照“源頭控制、污污分流、清清分流、分級(jí)利用”的原則，通過整合化工園區(qū)各類水資源，大大提高了水資源綜合利用效率，使噸氨排水量大大降低，但與噸氨排水量＜1.5 m3的目標(biāo)仍有較大差距。

(收稿日期2015-05-11)

中圖分類號(hào):X703

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B

文章編號(hào):1006-7779(2016) 01-0051-03