新疆乌鲁木齐市兖矿新疆煤化工有限公司 马军艳 黄强 830000
摘要：目前，我国的经济在迅猛发展，社会在不断进步，合成氨装置污水水量大，水质差，实现污水零排放技术难度大，投资、运行成本高。本文结合合成氨生产装置终端排水水质特点，阐述了浓盐水资源化利用的几种工艺路线，并且对几种污水零排放工艺进行了比较。
关键词：合成氨生产装置；污水零排放；探讨
引言:全球城市化导致工业废水量大幅度增长，随着趋势升级，能提供难处理工业废水问题的零排放和近零排放解决方案，作为可持续发展水资源管理战略，正在引起更大的关注。此外，污染日益严重，水资源短缺促使工业废水排放政策更加严格.部分工业领域或地区采取提高排放标准、或提高排污处理费用等措施来减少排污总量，保护环境不受到污染。
1.合成氨生产的应用背景
合成氨主要的制气方即煤气化法,煤气化法是未来我国乃至全世界更替天然气、石油资源等的重要方式之一，在发展中的影响越发重大。煤气化法是将无烟煤与蒸汽以及空气等物质放置在煤气发生炉内，并采取相应手段后所制成的气体即半水煤气，而这种方法制成的半水煤气中除了含有目的生产的氮气与氢气之外，同时还伴有有毒气体与杂质的产生。过去人们并没有太强的保护意识，大部分工厂都是将这些污水倒入江河之中，导致周遭水体受到了严重的迫害，严重的甚至影响整个流域，对我国大部分水体造成了难以挽回的伤害，使得我国水资源稀缺局势更是“雪上加霜”。早在十几年前我国生产合成氨每年生产的数量已经高达5000万吨左右，氮肥3500万吨左右，尿素的实物量约4600万吨，氮肥与尿素生产量稳居世界第一，我国农业发展也迎来新的发展高潮.与此同时，合成氨工业在化学工业中已经占据用水行业前列，生产造成的水污染风险与现象也正在逐步显现。实现合成氨生产装置污水零排放的责任和目标事关“青山绿水”的保护，任重道远。
2合成氨生产装置的相关内容
2.1机械蒸汽再压缩循环蒸发技术（MVR）
机械蒸汽再压缩循环蒸发技术是利用压缩机的动能，把浓盐水在蒸发器中蒸汽冷凝和冷凝水冷却时释放热能进行再压缩，使其升压升温，回收的热能再用于加热浓盐水，使其蒸发。在运作过程中，没有潜热的流失，不需要外部提供加热蒸汽（启动时有时需要热源辅助），运作过程中所消耗的，仅是驱动蒸发器内废水、蒸汽、冷凝水循环流动的水泵、蒸汽泵和控制系统所消耗的电能。蒸发过程中蒸发器的换热管易发生结垢问题，通过晶种法技术研发的卤水浓缩器，有效解决了这一难题，卤水浓缩器可回收卤水里95%至98%的水份，处理后排放的浓缩废水，TDS含量可高达300,000ppm,含有大量的可溶固体，通常被送往结晶器或干燥器，结晶或干燥成固体。
2.2浓盐水膜浓缩技术
对浓盐水进行膜浓缩提浓处理，可分离出淡水和高盐废水.其淡水回收率可以达到70%以上，浊度＜10NTU，SO42-+Cl-≤2500mg/L,可以达到循环水的进水标准，而高盐废水中TDS可以达到60000mg/L以上。目前常见的浓盐水膜浓缩技术有HERO、DTRO、ED等三种,其技术特点如下。1）高效反渗透-HERO在高效反渗透工艺中，经过预处理后的软化水加氢氧化钠将pH值调至9-10，然后进入反渗透膜装置。HERO工艺的特点如下。（1）反渗透膜的防垢是通过软化预处理达到的，并非普通反渗透的加阻垢剂来实现，更加绿色环保。（2）高pH值运行，硅的溶解度大大增强，不会产生硅垢,产水率可提高至90%以上；高pH值运行，抑制微生物生长，有机物被皂化或溶解，不会发生粘附,减少化学清洗次数,可延长膜的使用寿命.2）碟管式反渗透-DTRODTRO是反渗透的一种，利用较高压力使水分子透过反渗透膜，把污染物包括氨氮等大于1nm的分子截留，其核心技术在于碟管式反渗透膜的独特结构形式,使得反渗透膜直接处理高盐水成为可能，是一种稳定可靠的高盐水处理技术。经过预处理后的软化水通过两级反渗透进行初级浓缩，TDS达到35000mg/L以上，高含盐量的浓水进入DTRO膜组件，出口浓水含盐量可达到70000mg/L以上。DTRO系统特点如下。（1）预处理简单，适应性强.独特的流体力学设计，适合处理高浑浊高含砂系数的废水，进水SDI可以达到20。（2）工艺稳定性强，模块化设计，易于维护检修，其内部各个部件都允许单独更换，易于清洗且占地面积小。（3）膜组件通道宽，流程短，可耐受高压，不易沉降污染物，不易发生污堵现象。（4）操作压力较高，一般为5.0~7.5MPa，特殊情况还可以达到15MPa甚至是20MPa，较高的操作压力使得系统在获得较高浓缩液的同时也相应的带来了较高的能耗。
2.3金属冶炼污水零排放工艺
金属冶炼需要消耗大量的水资源,如在炼铁、炼钢、轧钢等过程中需要大量的冷却水冲浇铸件、轧件，这种类型的污水污染性不大.而除尘和净化烟气等洗涤水中常含大量的污染物,成酸性并且重金属含量较高,需要进行相关处理。以矿铜冶炼为例，金属冶炼过程中产生的污水主要是冶炼烟气产生的污酸、熔炼渣和转炉吹炼渣带有重金属的冷却水，铜阳极板浇筑的冷却水，铜电解液净化处理蒸发浓缩冷却水，化验室洗涤用水等。对这些废水的处理方法主要有化学沉淀法、离子交换处理法及生物处理技术。
2.4如何真正实现合成氨生产污水零排放
“十一五”规划即将迎来胜利的火花，按规划路线，到“十一五”末期，能耗应降低百分之二十，主要污染排放物需缩减到百分之十以内，唯有达成此项约束性指标，才算真正的完成。要想真正实现合成氨生产污水零排放，首先要做的就是对当前企业发展进行实际分析，透彻的了解当下企业应用合成氨生产具体处于什么样的一个阶段，具体位置具体分析，找出排污点并逐一攻克、突破，从源头抓起，水资源用量要重点关注，避免不必要的水资源浪费，冷却水可以循环使用，没有污染或是稍微有污染但简单处理后即可投入使用的水资源一定不可轻易丢弃，要提高水资源的循环利用率；还需要加大清洁生产工艺的覆盖率，从一开始便使用清洁能源实施清洁生产工艺，从源头消除有害物质，确保最终得到的都是有用的、或是排放到自然界不会对周遭环境产生危害的；除此之外，污水处理系统也是必不可少的，引进先进的污水处理系统治理排放的废气、污水、杂质，大幅减少污染、降低排放量，企业要从实际出发，查缺补漏、因地制宜，真正实现工程“零排放”。
结语
综上所述,合成氨生产装置浓盐水零排放总的工艺路线为:软化预处理+高效反渗透（HERO）+纳滤分盐+MVR蒸发结晶或低温多效蒸发结晶（根据地区实际情况而定）。整个工艺处理废水的总费用约为22-25元/t水，远远高于新鲜水价格。合成氨生产装置污水实现零排放，投资大、运行成本高。欲节约成本必须从源头着手，减少各个工段的排水量，同时提高膜浓缩单元的回收率，降低进入蒸发结晶单元的浓盐水水量，进而降低能耗,减少投资。然而，节水成本远低于处理水的成本，一方面应继续加大污水处理技术研发，降低投资和运行费用。另一方面，提高企业节约用水意识，寻求节水新技术，开辟节水新路径，确保合成氨生产装置污水零排放系统效益最佳。
参考文献
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