劉顯波，王國(guó)鑫

（甕福紫金化工股份有限公司，福建龍巖 364200）

甕福紫金化工股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱公司）于2010年成立，以上游20萬(wàn)t/a銅冶煉裝置副產(chǎn)的80 萬(wàn)t/a 硫酸為主要基礎(chǔ)原料，進(jìn)一步衍生出磷化工、氟化工、碘化工和建材產(chǎn)品，形成了相對(duì)完整的產(chǎn)業(yè)鏈，是典型的循環(huán)經(jīng)濟(jì)項(xiàng)目；現(xiàn)裝置規(guī)模為濕法凈化磷酸30萬(wàn)t/a、磷酸30萬(wàn)t/a、磷酸二銨40萬(wàn)t/a，以及配套的紙面石膏板5 000 萬(wàn)m2/a、水泥緩凝劑80萬(wàn)t/a。

1 公司給、排水簡(jiǎn)介

公司主要工業(yè)用水由紫金銅業(yè)有限公司水庫(kù)提供，原水供水能力為1 400 m3/h；位于界區(qū)外的取水泵站將原水通過(guò)輸水管線送至一體化凈水裝置（設(shè)計(jì)能力為1 350 m3/h），經(jīng)凈化處理后由7 500 m3的貯池向生產(chǎn)裝置提供生產(chǎn)、消防用水。

公司排水主要為各生產(chǎn)裝置產(chǎn)生的生產(chǎn)用水、生活污水、初期雨水及事故狀態(tài)下排放的生產(chǎn)污水等。公司自備一個(gè)工業(yè)污水處理站，設(shè)計(jì)最大處理能力為200 m3/h，設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)ρ（F-）≤3 000 mg/L、ρ（P2O5）≤10 000 mg/L，采用石灰二級(jí)處理法對(duì)酸性廢水進(jìn)行酸堿中和反應(yīng)，經(jīng)處理后污水達(dá)到《磷肥工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 15580—2011）大型企業(yè)一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)后回收利用或排放至化工園區(qū)生產(chǎn)污水管網(wǎng)。處理后主要水質(zhì)指標(biāo)：pH 6 ～9、ρ（固）≤30 mg/L、ρ（F）≤10 mg/L、ρ（磷酸鹽）（以P計(jì)）≤20 mg/L、ρ（砷）≤0.5 mg/L（正常情況下不含）。

公司生產(chǎn)污水貯存設(shè)施為7萬(wàn)m3的渣場(chǎng)調(diào)節(jié)水池（回收渣場(chǎng)的導(dǎo)滲水（池水）），以及7 000 m3的事故收集池。

公司原有水平衡設(shè)計(jì)主要依托污水處理達(dá)標(biāo)排放，產(chǎn)品帶水，各冷卻塔蒸發(fā)消耗，以及磷酸、磷酸二銨、熱電各裝置煙囪熱源帶走水分等方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。

2 公司原水平衡治理存在的主要問(wèn)題

公司自投產(chǎn)之初，由于系統(tǒng)設(shè)計(jì)存在缺陷，外加公司在給水及排水管理上缺乏科學(xué)性，在生產(chǎn)管理中手段單一、簡(jiǎn)單粗放，分頭治理，效率低下，特別是對(duì)公司用水未進(jìn)行系統(tǒng)性的規(guī)劃管理，導(dǎo)致給水與排水極不平衡，對(duì)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)影響較大，也給公司帶來(lái)較大的安全環(huán)保隱患。公司原水平衡治理具體存在以下幾個(gè)方面的問(wèn)題。

2.1 原設(shè)計(jì)存在較大缺陷

公司3 個(gè)主體裝置分別由3 家設(shè)計(jì)院進(jìn)行總包設(shè)計(jì)和建造。3家設(shè)計(jì)院僅設(shè)計(jì)了所轄區(qū)域內(nèi)的生產(chǎn)用水、生產(chǎn)廢水，對(duì)公司整個(gè)區(qū)域內(nèi)的初期雨水回收、清污分流、生活污水梯級(jí)利用等并未系統(tǒng)全面考慮。

2.2 生產(chǎn)管理經(jīng)驗(yàn)不足

投產(chǎn)之初，各裝置生產(chǎn)以追求產(chǎn)量為主，并未對(duì)裝置的使用水和產(chǎn)生廢水進(jìn)行精準(zhǔn)、高效管理，尤其是濕法磷酸裝置和凈化磷酸裝置，容易產(chǎn)生含磷、氟酸性廢水的地方較多，比如沖洗水、清洗廢水，粗放式地排往污水處理裝置，導(dǎo)致公用工程裝置廢水處理量較大。

2.3 水平衡治理缺乏系統(tǒng)性

廠區(qū)雨水污染面積大、清污分流效果差，工藝水使用量居高不下，造成大量雨水、清水進(jìn)入生產(chǎn)系統(tǒng)，而生產(chǎn)系統(tǒng)無(wú)法完全回收，大量生產(chǎn)廢水排往污水處理站；而公司污水貯存能力最大不足8萬(wàn)m3，污水貯存調(diào)節(jié)能力嚴(yán)重不足；外加公司所處區(qū)域全年降雨量大（廠區(qū)年降水總量超過(guò)130萬(wàn)m3，平均每月11萬(wàn)m3），渣場(chǎng)調(diào)節(jié)水池長(zhǎng)期處于高液位，存在較大的安全環(huán)保隱患。

針對(duì)廢水產(chǎn)生的源頭、區(qū)域未做深入?yún)^(qū)分研究，對(duì)不同濃度、不同成分的廢水未進(jìn)行分類、循環(huán)以及梯級(jí)利用，水平衡治理缺乏系統(tǒng)性。

2.4 對(duì)環(huán)保監(jiān)管升級(jí)敏銳度不夠

隨著國(guó)家環(huán)境保護(hù)升級(jí)，對(duì)“三廢”治理的監(jiān)管要求越來(lái)越嚴(yán)，公司建廠期間對(duì)環(huán)保管理的升級(jí)重視性不足。在建設(shè)初期，廠區(qū)污水可以處理后達(dá)標(biāo)排放，但環(huán)保管理升級(jí)后，總排口排放水必須達(dá)到國(guó)家地表三類水的排放標(biāo)準(zhǔn)才能排放，也就是指標(biāo)必須滿足pH 6.5 ～8.5、ρ（固）≤20 mg/L、ρ（氟化物）（以F 計(jì)） ≤1 mg/L、ρ（磷酸鹽）（以P計(jì)）≤0.2 mg/L、化學(xué)需氧量（COD）≤20 mg/L、ρ（氨氮）≤0.5 mg/L等要求，公司污水處理達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求，處理后的中水也必須進(jìn)行回收利用。因此，原設(shè)計(jì)主要采用污水處理達(dá)標(biāo)排放實(shí)現(xiàn)水平衡的方式被打破，公司產(chǎn)生的所有污水必須自行消化吸收，才能保證公司水平衡。

3 水平衡治理的整改措施

針對(duì)上述問(wèn)題，公司從2012年開(kāi)始，利用4年時(shí)間，對(duì)所屬各裝置給水與排水進(jìn)行系統(tǒng)梳理與整改，具體整改如下。

3.1 清污分流整改

1） 廠區(qū)雨污分流 公司地處福建省，降雨量豐富且相對(duì)集中，廠區(qū)匯水面積較大，為了減少初期雨水回收量，公司各裝置生產(chǎn)廠房、廠棚增設(shè)雨水收集設(shè)施，將所有儲(chǔ)槽頂部、罐區(qū)增設(shè)雨棚與引水設(shè)施。

2） 磷石膏渣場(chǎng)雨污分流 一是對(duì)堆存的磷石膏表面覆蓋防滲膜，防止雨水進(jìn)入渣場(chǎng)；二是將渣場(chǎng)未堆存區(qū)域增設(shè)截洪溝與擋水面，將雨水引出渣場(chǎng)，最大化地減少雨水降至酸性介質(zhì)區(qū)域，最小量地回收雨水。

3） 廠區(qū)清污分流 加強(qiáng)各裝置的“跑冒滴漏”治理，一是對(duì)易“跑冒滴漏”的設(shè)施與設(shè)備進(jìn)行升級(jí)改造，降低泄漏風(fēng)險(xiǎn)；二是對(duì)易“跑冒滴漏”區(qū)域或管廊架下方進(jìn)行分區(qū)硬化防腐，增設(shè)污水回收設(shè)施，防止污染面擴(kuò)大；三是對(duì)各生產(chǎn)裝置根據(jù)“跑冒滴漏”發(fā)生的概率大小采取分段、分區(qū)域隔離，各區(qū)域增設(shè)圍堰與回收設(shè)施，在降雨及受污染時(shí)可以分區(qū)域獨(dú)立回收。

4） 合格冷凝液全部回用 磷酸車間濃縮換熱器冷凝液、凈化磷酸車間換熱器冷凝液均增加在線電導(dǎo)率檢測(cè)系統(tǒng)。在線電導(dǎo)率檢測(cè)合格的冷凝液全部由脫鹽水車間統(tǒng)一處理回用；不合格的冷凝液按照酸性水回用。

3.2 梯級(jí)利用改造

1） 所有機(jī)泵密封水分裝置循環(huán)利用 對(duì)每個(gè)生產(chǎn)裝置的機(jī)泵密封水、冷卻水、水環(huán)水系統(tǒng)進(jìn)行整改，由以前的單一式、敞開(kāi)式，整改成循環(huán)閉式系統(tǒng)；每個(gè)裝置建立密封水微型循環(huán)、冷卻系統(tǒng)，確保密封水重復(fù)使用。建立起裝置自主管理的機(jī)泵密封水循環(huán)冷卻使用制度。更換所有密封件材質(zhì)，如真空泵、輸送泵、管線、閥門等盡量使用316L材質(zhì)。并對(duì)每個(gè)裝置建立工藝水用水考核獨(dú)立核算制度。

2） 對(duì)酸性循環(huán)水進(jìn)行降磷整改與管理 對(duì)磷酸濃縮、低位閃冷、凈化磷酸預(yù)處理濃縮系統(tǒng)增設(shè)除沫器，降低進(jìn)入酸性循環(huán)水洗滌系統(tǒng)的不凝性氣體液沫中的磷含量，同時(shí)禁止用池水或其他高含磷污水作為酸性循環(huán)水的補(bǔ)水，以控制酸性循環(huán)水中ρ（P）≤500 mg/L、ρ（F）≤3 000 mg/L為目標(biāo)進(jìn)行管理與考核。公司酸性循環(huán)水系統(tǒng)改造前后酸性循環(huán)水中磷、氟含量變化見(jiàn)表1。

表1 公司酸性循環(huán)水系統(tǒng)改造前后磷、氟含量變化

3） 建立梯級(jí)利用管理制度與機(jī)制 以清潔循環(huán)水系統(tǒng)、酸性循環(huán)水系統(tǒng)、渣場(chǎng)調(diào)節(jié)池與污水處理站事故池為調(diào)節(jié)平臺(tái)，對(duì)所有含氟、磷污水進(jìn)行分類管理，梯級(jí)利用。一是將渣場(chǎng)調(diào)節(jié)池、凈化磷酸裝置等含磷、氟高的污水用作磷精礦制漿用水及磷酸二銨裝置尾洗用水；二是將各裝置機(jī)泵密封水、初期雨水、酸性循環(huán)水用作過(guò)濾機(jī)的洗水，并且嚴(yán)禁含磷高的水進(jìn)入過(guò)濾機(jī)洗水；三是所有含磷高的污水嚴(yán)禁進(jìn)入酸性循環(huán)水，酸性循環(huán)水只能用清潔循環(huán)水與雨水管回收水進(jìn)行補(bǔ)充，各類污水嚴(yán)禁相互污染；四是各裝置區(qū)域雨水系統(tǒng)確保合格，降雨時(shí)能及時(shí)排放，不回收雨水。

3.3 其他整改措施

1） 廠區(qū)生活污水設(shè)施升級(jí)改造 通過(guò)技術(shù)整改，增加1套生活污水處理系統(tǒng)，對(duì)廠區(qū)生活污水單獨(dú)回收處理，然后直接補(bǔ)給清潔循環(huán)水系統(tǒng)或制漿系統(tǒng)，全年可減少直接進(jìn)入生產(chǎn)系統(tǒng)的生活污水10萬(wàn)m3。

2） 將年度檢修與降雨豐枯結(jié)合 濕法磷酸生產(chǎn)對(duì)水的需求量很大，為了充分利用福建降雨集中且偏多的特點(diǎn)，公司生產(chǎn)安排與降雨豐枯結(jié)合。降雨集中且偏多期間，濕法磷酸裝置安排大負(fù)荷生產(chǎn)且不安排年度檢修任務(wù)；10—12 月屬于福建龍巖的枯水期，可以安排年度檢修任務(wù)，這樣既解決了降雨期間的廢水使用問(wèn)題，又減少了外購(gòu)水量。

3） 優(yōu)化生產(chǎn)管理模式 一是在每年雨季前將渣場(chǎng)兩調(diào)節(jié)池拉空；二是將各裝置用水與排水按噸P2O5納入績(jī)效考核機(jī)制；三是加強(qiáng)各裝置區(qū)域雨水管網(wǎng)的環(huán)保考核力度；四是對(duì)酸性循環(huán)水磷、氟指標(biāo)進(jìn)行考核。

4 水平衡治理取得的成效

公司經(jīng)過(guò)連續(xù)4年的系統(tǒng)分析治理、整改、再分析治理、再整改，從2016 年開(kāi)始已實(shí)現(xiàn)水平衡為負(fù)，取得的主要效果如下。

1） 污水處理站實(shí)現(xiàn)零運(yùn)行率 2013—2016年公司污水處理站運(yùn)行時(shí)間與污水處理量統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表2。由表2 可知，2015 年，公司污水處理站運(yùn)行率降為0，直接節(jié)省成本約1 800 萬(wàn)元，公司已申請(qǐng)廢水零排放企業(yè)。

表2 2013—2016年污水處理站運(yùn)行時(shí)間與污水處理量統(tǒng)計(jì)

2） 公司磷、氟收率大幅度提升 因?yàn)闆](méi)有污水處理與排放，大大降低了磷、氟的外排總量，系統(tǒng)中磷、氟的收率取得了大幅度提升。2012—2013年公司對(duì)氟回收系統(tǒng)進(jìn)行了重要技改，加之后來(lái)的水平衡治理，公司噸P2O5氟回收量從2012年的46 kg上升到2019年的62 kg（見(jiàn)表3）；2015年以來(lái)共回收水、渣中的磷、氟資源約2 萬(wàn)t，合計(jì)產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益約9 740 萬(wàn)元，產(chǎn)生的環(huán)保效益、社會(huì)效益不可估量；特別是氟的收率達(dá)到行業(yè)較高水平。

表3 歷年來(lái)磷酸產(chǎn)量及氟的收率統(tǒng)計(jì)

3） 公司工藝水取水量大幅度降低 公司2013—2018年外購(gòu)水量及外購(gòu)水率對(duì)比見(jiàn)表4。由表4可知公司從紫金銅業(yè)有限公司外購(gòu)水量從設(shè)計(jì)初始的1 872 000 m3/a，降至2016年的264 237 m3；每年節(jié)約工藝水使用量1 607 763 m3，噸P2O5磷酸外購(gòu)水量從2013年的9.17 m3下降至2016年的4.62 m3，外購(gòu)水率從2013 年的10.63%降至2016 年的0.95%；每年節(jié)約用水產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益超過(guò)321.5萬(wàn)元。

表4 公司2013—2018年外購(gòu)水量以及外購(gòu)水率對(duì)比

5 總結(jié)

甕福紫金化工股份有限公司通過(guò)一系列的管理創(chuàng)新和技術(shù)改造后，從2016 年開(kāi)始已經(jīng)完全實(shí)現(xiàn)了水平衡為負(fù)，生產(chǎn)污水處理站實(shí)現(xiàn)零運(yùn)行率；在水平衡方面通過(guò)幾年的治理，有效地保證了生產(chǎn)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，大大提升了公司在雨季時(shí)的安全、環(huán)保抗風(fēng)險(xiǎn)能力；有效降低了公司外購(gòu)水量，提升了磷與氟等資源的綜合利用效率和回收率，為公司生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)創(chuàng)造了較大的經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會(huì)效益。公司在水平衡方面的管理創(chuàng)新與技改在磷復(fù)肥與磷化工行業(yè)中具有示范作用，值得在行業(yè)中推廣運(yùn)用。