渭化集團尿素裝置地溝廢水綜合治理

張 慶，何麗蓉，馮 磊

(陜西渭河煤化工集團有限責任公司，陜西 渭南 714000)

黨的十九大提出：建設生態文明是中華民族永續發展的千年大計。必須樹立和踐行綠水青山就是金山銀山的理念，堅持節約資源和保護環境的基本國策，像對待生命一樣對待生態環境，統籌山水林田湖草系統治理，實行最嚴格的生態環境保護制度，形成綠色發展方式和生活方式，堅定走生產發展、生活富裕、生態良好的文明發展道路，建設美麗中國，為人民創造良好生產生活環境，為全球生態安全作出貢獻。陜西渭河煤化工集團有限責任公司為積極響應黨的號召，助力國家生態文明建設，有效改善區域環境質量，不斷苦練內功，在自身減排上下工夫。公司秉持環保管理提升和節能降耗理念，組織對尿素裝置地溝進行技術改造，有效杜絕了泄漏物外流并且對清水進行全面處理回收，實現了環保效益和經濟效益的雙贏。

1 概述

陜西渭河煤化工集團有限責任公司(下稱公司)是陜西省“八五”時期建設的大型煤化工企業，化肥生產裝置年產30萬噸合成氨、52萬噸尿素，醇醚生產裝置年產60萬噸甲醇、10萬噸二甲醚。公司先后榮獲“陜西省綠色文明示范企業”、“全國文明單位”、“陜西省安全生產先進單位”、“國家環境保護百佳工程”等榮譽稱號。2014年4月被國家安監總局授予“安全生產標準化一級企業”稱號，同年7月被國家安監總局授予“2013年度全國安全文化示范企業”稱號。公司一期廢水處理裝置建于1995年4月，全套引進了日本西源環境研究所的高濃度氨氮廢水處理工藝(IC工藝)，采用PLC自動控制，總投資1200萬，日處理能力560m3。二期裝置建于2005年8月，采用國內先進的SBR工藝，控制系統采用DCS集散控制技術，總投資約800萬，日處理能力為1440m3。三期裝置建于2010年3月，采用SBR工藝，總投資約3000萬，日處理能力3600m3。廢水擴能裝置460B建于2016年5月，采用SBR工藝，總投資約6900萬元，日處理能力5000m3。公司四套廢水處理裝置處理達標后通過470總排口排往市政管網，目前實際處理水量約6000m3/d。排放標準嚴格執行DB61 224-2011《黃河流域(陜西段)污水綜合排放標準》(二級標準NH3-N≤25mg/L，COD≤300mg/L)。按照環保部門要求，公司470總排口設有廢水排放在線自動監測裝置，主要監測氨氮、CODCr、pH值、流量等指標，監測數據實時上傳至國家環保部門在線監控平臺,接受監督。目前，公司外排廢水主要控制指標平均為：氨氮：3.52mg/L，COD：68.40mg/L。

2 尿素裝置地溝廢水現狀分析

公司尿素裝置地溝廢水設計上全部外排，在正常運行過程中，這些外排廢水均為清水，其中的氨氮、COD值均較低，造成了很大的水資源浪費；而在裝置發生泄漏時，高氨氮工藝介質又會流入地溝，易導致廢水氨氮超標，嚴重時可能造成環保事故。為此，公司組織技術人員對尿素裝置的排水情況進行了詳細摸底調查，根據不同工況下排水的實際情況組織技術改造。

正常生產過程中，尿素裝置地溝外排廢水主要有機泵軸承冷卻水、機泵填料沖洗水、電導分析儀冷卻器冷卻水、甲銨冷凝器和汽提塔殼側排污、高壓放空筒水封、裝置各就地疏水器排放、蒸發系統備用泵的熱水串水、造粒塔雨水、裝置雨水、汽提塔注水泵槽溢流等，細分為熱水、蒸汽冷凝液、循環水、雨水(如圖1所示)。這些地溝廢水直接排入10號線，最終從公司470總排排出。從外排廢水組成上來看，水質較好，無其他污染物流入，因此，應對該廢水進行循環利用，以節約生產成本。

在裝置發生大量泄漏等異常情況下，可能導致車間地溝廢水氨氮含量嚴重超標，尤其是目前尿素裝置高壓設備趨于使用年限，腐蝕泄漏的可能性將不斷增大。此時，應將受污染的地溝廢水進行收集，盡可能地將污染物控制在尿素裝置范圍內，減輕對公司總排放口的影響。

圖1 正常生產時地溝廢水主要組成

3 地溝廢水綜合治理措施

3.1 地溝清污分流改造[1，2]

由于建廠時間較早,設計和建設時沒有實現尿素生產廢水排放的清污分流,排水系統沒有獨立的管網,來自雨水收集井的雨水直接排入污水管網排放。在改造中，公司對尿素裝置地溝進行清污分流，在尿素裝置區東側新挖一條密閉地溝，聯通原有北側地溝作為清水地溝(北側地溝排放均為清水，且配管難度較大)，尿素裝置區內其它所有地溝全部作為污水地溝，并對清水地溝與污水地溝聯通處進行封堵。

圖2 機泵清水排放接管處現場圖

3.2 設置事故應急回收系統[3-4]

在裝置區內部各清水排放點配置相應的管道，將所有泵的軸承冷卻水、取樣冷卻器冷卻水、汽提塔/甲銨冷凝器殼側排污、高壓放空筒水封等清水排入清水地溝。在配置的清水管道上對應的機泵軸承冷卻水等清水排放處焊接3/4"的管道接頭，利用加鋼絲透明塑料管進行連接，既能夠直觀地觀察到軸承冷卻水的流動，又能起到絕對隔離作用，避免設備泄漏時工藝介質流入清水管道(如圖2)。在改造中的所有新配管線全部埋入地下或放入原有地溝內部，防止對道路造成影響，并要有一定的傾斜度，保證水體流動。

地溝清污分流改造后，在發生設備泄漏等異常情況下，泄漏介質只會流入污水地溝，避免對清水管道和地溝的污染，實現兩地溝地徹底分離。下雨后期的雨水,經過清污分流裝置直接進入污水管網排放,也避免了大量雨水對水處理工段造成的沖擊。同時，防止了裝置在事故狀態下水排放不合格的問題。

為了收集污水地溝的廢液，在污水地溝尾端設置事故應急槽，在槽上部設置液下離心泵，泵的出口配置相應管線至車間碳銨液槽和工藝冷凝液槽，并留有接槽車的接口，在緊急情況滿液時也可用槽車將廢液運走。

在污水地溝處設置進入事故應急槽的閥門①，并在清水地溝與污水地溝匯合處前段設置閥門②，匯合處后段設置閥門③，閥門③可保持常開。在發生設備大量泄漏等異常情況時，工藝介質會流入污水地溝，打開閥門①關閉閥門②，將污水地溝廢水排入事故應急槽，而此時只是將受污染的少量廢水排入槽內，大量清水依然外排，這樣就可以減少在事故狀態下槽內進水量，延長事故應急槽投用時間，更有效的避免環保事故的發生(流程簡圖見圖3)。另外，在極端條件下清水地溝同時受污染時，可將閥門③關閉，閥門①、②打開，將所有廢水排入事故應急槽。

圖3 事故應急槽回收流程簡圖

3.3 設置清水回收裝置

在尿素正常運行過程中，每小時依然有20～30噸廢水外排，而隨著取水以及排水費用的增加，節約用水成為公司的重點工作之一。在地溝清污分流項目實施后，清水地溝里的廢水水質良好，經過水質分析，該外排廢水也符合循環水水質要求，這也為廢水長期回收打好了基礎。因此可在清水地溝旁設置一個清水收集池，通過回收泵將回收的清水送至尿素裝置界區循環水回水總管進行循環利用。在清水收集池入口處設置濾網，末端設有溢流口，一直保持有少量水溢流，以防止將清水收集池抽空(清水回收流程簡圖見圖4)。

圖4 清水回收改造流程

4 運行情況

尿素裝置地溝廢水綜合治理實施后，在正常運行過程中所有污水地溝基本實現無流水，清污分流效果明顯。在2017年的使用過程中，發生過甲銨升壓泵機封突然漏大、工藝冷凝液槽溢流、尿素溶液給料泵出口導淋泄漏等多次異常情況，每次均有大量含氨介質流入污水地溝，最終流入事故應急槽，事故應急槽內只是少量液體排入，而尿素裝置界區廢水排放口均達到了合格排放，避免了環保事故的發生，事后也對事故應急槽內的廢液進行了有效回收利用。另外，在清水回收裝置投用后，實現了很好的節水降耗效果，按每小時回收25噸、每年300個生產日、每噸水綜合費用2.5元計算，每年可回收水18萬噸，可節約水費45萬元，經濟效益明顯。

5 結語

通過不斷技術改造和加強管理，公司實現了對尿素裝置地溝廢水的綜合治理，既能夠很好的避免環保事故的發生，又有一定的經濟效益，在目前國家大力推行的資源節約型、環境友好型企業建設活動中起到了很好的示范作用。