摘要：合成氨造气废水存在着排放量大、温度高、污水成分复杂的特点，是较难处理的工业废水之一。论文简明介绍了该类废水的来源、特征及其处理技术现状，并结合具体工程案例从混凝、沉淀、澄清、冷却各个环节分析了合成氨工业造气废水的处理工艺。分析表明，选用合适配比和投加量的混凝剂与助凝剂能够经济、有效地提高废水中COD和悬浮物的去除率；适当增大平流沉淀池设计的停留时间并保证沉淀池进出水端配水均匀能够使废水中的大颗粒悬浮物沉淀更加彻底；于平流沉淀池和冷却塔之间增设斜管式微涡流澄清池不仅能够提高废水中小颗粒悬浮物的去除率而且能够提高冷却塔的使用寿命；选用耐高温、片间距较大的、不易阻塞、且支撑刚度较大的冷却塔填料以及耐腐蚀的钢筋混凝土结构的冷却塔是造气废水得到有效处理的保证之一。最后，论文从节能环保的角度对造气废水处理的设计提出几点建议。指出改进造气工艺以减少造气废水排放的污染物含量、加强废水排放与收集的管理、优化创新造气废水处理技术是未来合成氨造气废水治理的发展方向。
关键词：合成氨，造气废水，处理
引言
氨是重要的无机化工产品之一，在国民经济中占有重要地位。除液氨可直接作为肥料外，农业上使用的氮肥，例如尿素、硝酸铵、磷酸铵、氯化铵以及各种含氮复合肥，都是以氨为原料的。合成氨是大宗化工产品之一，世界每年合成氨产量已达到1亿吨以上，其中约有80%的氨用来生产化学肥料，20%作为其它化工产品的原料。我国合成氨工业始建于20世纪60年代，特别在改革开放的进程中，合成氨得到了迅猛的发展，总产量已位居世界之首。然而，合成氨工业即是耗水大户，也是排污大户，主要存在着吨氨废水排放量大、水污染排放点多、污水成分复杂等问题。多年来，水污染问题一直是制约合成氨工业可持续发展的主要因素之一。其中，造气工段排放的废水具有高温、高污染和污染物成分复杂的特点，是较难处理的废水之一。
1合成氨工业造气废水来源及特点
以无烟煤或焦炭生产合成氨的过程中，每生产1t合成氨可排出造气废水50t~80t。其废水来源于洗气箱和洗涤塔对造气气炉产生的半水煤气的喷淋、洗涤和冷却水，其水质特征为高温（水温40~60℃）和高污染，主要污染物为煤粒状悬浮物、氨氮、氰化物、硫化物、COD、酚类等【1】。该类废水的有效治理不仅能节约和合理利用有限的水资源，也是造气工段工艺良好运行的有力保障之一。
2造气废水处理技术现状
上世纪80年代以前，由于人们的节水意识比较淡薄，大量换热设备冷却用水采用直流式或少量二次水回用的供水方式，水的循环利用率仅为20~30%，造成了大量水资源的严重浪费。自80年代后期，原“化学工业部”针对合成氨工业水污染状况，提出了闭路节水、减污技术改造要求，人们做了大量的实验研究和新技术开发应用工作，取得了显著的成就。例如：对造气工段排放的半水煤气洗涤冷却废水，采用“混凝沉淀+冷却降温”等措施后循环使用，即所谓的“浊循环水系统”。
目前，国内普遍采用的造气废水处理工艺流程如图2-1所示：
图2-1 造气废水处理工艺流程图
来自造气工段的洗涤、冷却废水（水温一般为40~50℃）通过排水沟首先自流至平流式混凝沉淀池，通过药剂混凝和重力作用将水中的绝大部分悬浮物沉淀去除，澄清后的废水再由热水泵加压送至防腐型冷却塔中，经冷却降温后流入冷水池，再由冷水泵加压通过密闭管道送回至造气工段各洗气塔循环利用。该部分废水循环利用后，可大大削减全厂废水中悬浮物、氰化物、硫化物、氨氮等污染物的外排量。
3工程实例
本文以河北某合成氨项目中造气循环水处理站设计为例谈谈个人的设计体会。1、主要控制指标（1）水源与水量造气废水主要来源于煤气化工段产生的喷淋、洗涤及冷却用水，废水量为2600m3/h，造气循环水处理站设计能力为3000m3/h。（2）造气废水水质SS：300~950 mg/LCODcr：400~1050 mg/LNH3-N：50~300 mg/LCN-：~12 mg/LS2-：~12 mg/LpH：8~9水温：40~50℃
4处理流程
根据废水水质及造气工艺用水要求，简易流程图如图3-1所示：
图3-1 河北某合成氨企业造气废水处理流程
来自造气工段的喷淋、洗涤、冷却废水经排水沟自流至造气循环水处理站的平流沉淀池，通过重力分离作用将水中的绝大部分悬浮物沉淀去除。平流沉淀池出水排至热水池并由热水泵加压送至斜板式微涡流澄清池进行混合、絮凝、沉淀处理；同时，为了提高微涡流澄清池的处理效率，于热水泵的吸入管路上投加混凝剂。微涡流澄清池出水重力流至冷却塔，进行冷却。处理后的水进入冷水池，由冷水泵送回造气工段循环使用。平流沉淀池和微涡流澄清池排泥排入污泥晾晒池进行澄清和晾晒，上清液送回平流沉淀池，干污泥运至场外处理。
该项目造气循环处理站设计的浓缩倍数为3倍。系统的蒸发损失、风吹损失及系统排污量分别占总水量1.52%、0.1%和0.66%。为了保证浓缩倍数，需要向该循环水系统中补充的水量为总水量的2.28%。系统排污水进厂区污水处理厂处理达标后排放。
5建议
合成氨造气工艺经过几十年来的不断技术革新改造，污水治理工作取得一定的成果，但是由于各企业产品结构、工艺路线和管理水平不尽相同，水污染问题一直未得到有效的控制。本文通过研习资料和工作实践提出以下几条建议：
1）改进造气工艺以减少造气废水的排放量。兖矿峄山化工有限公司通过攻关造气工艺，减少了吨氨耗蒸汽量，从而减少了未分解蒸汽冷凝水量【3】。
2）加强废水排放及收集的管理。多年来，合成氨企业废水排放大多采用混流方式，即各生产工段排放的污水与循环冷却水系统排放的较清洁废水混合后一起排放，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。因此，已建成的污水处理站投资费用和运行费用均居高不下，企业难以正常运行。“清污分流，分质处理，循环利用”应是治理合成氨工业水环境污染重点考虑的问题。
3）优化创新造气废水处理技术。例如为防止废水中的氰化物、酚等有害成分在冷却塔中大量挥发而产生大气环境污染，许多厂家将冷却塔改为填料式生物滤塔，利用微生物的吸附和氧化作用来降解废水中的部分污染物质。为了保持微生物的活性和去除效率，经常需要人工投加适量的生物营养盐类。应用结果表明，该处理装置取得了明显的去除效果。
改进造气工艺以减少造气废水排放的污染物含量、加强废水排放与收集的管理、优化创新造气废水处理技术是未来合成氨造气废水治理的发展方向。
结语
本文通过实际案例，通过分析造气废水处理流程的各个环节表明：选用合适配比和投加量的混凝剂与助凝剂能够经济、有效地提高造气废水中COD和悬浮物的去除率；适当增大平流沉淀池设计的停留时间并保证沉淀池进出水端配水均匀能够使废水中的大颗粒悬浮物沉淀更加彻底；于平流沉淀池和冷却塔之间增设斜管式微涡流澄清池不仅能够提高废水中小颗粒悬浮物的去除率而且能够提高冷却塔的使用寿命；选用耐高温、片间距较大的、不易阻塞、且支撑刚度较大的冷却塔填料以及耐腐蚀的钢筋混凝土结构的冷却塔是造气废水得到有效处理的保证之一。
改进造气工艺、加强废水排放与收集的管理、优化创新造气废水处理技术是未来合成氨造气废水治理的发展方向。
参考文献：
[1]施俊鹏；一体化净水器在合成氨造气废水处理回用中的应用[J]，78~80，《工业用水与废水》，Vol.40 No.4 Aug.，2009
[2]高亚楼，曲江，李生敏；处理造气废水混凝药剂选择的研究[J]，《煤化工》，2010年第2期
[3]翟玉伟，赵玉生；浅议造气废水零排放，46~48.《氮肥技术》，2008年第4期
论文作者:刘晓平
论文发表刊物:《基层建设》2019年第14期
论文发表时间:2019/7/26
标签：废水论文; 合成氨论文; 悬浮物论文; 废水处理论文; 冷却塔论文; 工段论文; 平流论文; 《基层建设》2019年第14期论文;