電解裝置廢水回收利用總結

蔡德忠，熊 鵬，馬貴云

（新疆華泰重化工有限責任公司，新疆 烏魯木齊 830019）

新疆華泰重化工有限責任公司電解裝置目前擁有3套裝置4條生產線的高電流密度自然循環離子膜電解裝置，1#裝置為氯工程電解槽，產能11萬t/a折百燒堿，2#裝置、3#裝置A、B系統為北化機電解槽，產能分別為11萬t/a折百燒堿、15.5萬t/a折百燒堿、15.5萬t/a折百燒堿。

各套裝置在原始設計時均未考慮廢水回收利用及零排放問題，所以本著節能減排、廢水充分利用、實現裝置水平衡、具備廢水零排放工藝條件、盡可能做到零排放的原則，分步對各套裝置進行了工藝改造。

1 裝置原始設計狀態及存在缺陷

（1）1#裝置。樹脂塔再生廢水原始設計采用地坑將酸堿廢水中和后回收的方法，但由于酸堿廢水pH值處于動態變化中，監控難度較大，而且樹脂塔每月倍時再生時酸堿性廢水量較大，無法及時充分中和，給回收帶來一定難度；另一方面，原始設計的地坑為鋼襯PVC軟板，當地坑液位過高時，酸堿性廢水進入夾層，造成襯里鼓包，且腐蝕鋼板。電解廠房原始設計地溝廢水直接排入廢水窨井至污水站，未充分考慮回收利用情況。1#裝置氫氣洗滌塔的堿性冷凝水原始設計為排地溝，未考慮回收利用情況。

（2）2#裝置。樹脂塔原始配套設計有再生廢水罐和再生回收鹽水罐，但原始設計沒有地溝廢水回收泵。再生廢水及廢鹽水無法充分中和，機封水、蒸汽冷凝水、電槽洗槽廢水等直接排入廢水窨井至污水站。北化機電槽停車后短時間無法開車時，需排液，整套裝置全停車都排液時，洗槽水排污量約為136.8 m3。

（3）3#裝置。配套設計有再生廢水罐和再生回收鹽水罐，二次鹽水及循環系統廠房設計有廢水回收地坑，同時設計了堿性冷凝水回用裝置。但廢水回收地坑設計于廠房非最低點，如果投用，會造成地溝大量積水，有可能造成廠房地基下陷。電解廠房未設計排液洗槽廢水回收裝置，3#裝置整體停車時的排液洗槽廢水總量為385 m3左右，排污量非常大。堿性冷凝水回用裝置原始設計為堿性冷凝水直接進電解裝置堿性冷凝水罐，通過泵送至機封水及電槽陰極加水，但裝置投運后分析堿性冷凝水未能持續達到高純水指標，投運存在一定風險。

2 裝置改造情況及運行現狀

（1）1#裝置。已在室外分別設計增加了酸性廢水罐、堿性廢水罐及機泵，對樹脂塔管線也相應進行了改造，再生酸性廢水進入室外酸性廢水罐，由泵輸送至氯水系統脫氯塔脫氯后送至一次鹽水化鹽。再生時，堿性廢水及廢鹽水進入室外堿性廢水罐，由泵輸送至脫氯鹽水泵進口，然后送至一次鹽水化鹽。電解廠房的地溝廢水，通過增加地溝水回收泵，地溝水回收泵出口分別配制去往亞硫酸鈉罐和室外廢堿性水罐的管線。目前回收情況為，將機封水和水封溢流水等地溝廢水回收至室外廢堿性水罐，再通過堿性水泵將廢水送往亞硫酸鈉罐配制亞硫酸鈉溶液，水量大時，多余部分送至脫氯鹽水泵進口。電槽排液后的洗槽廢水也通過廢水回收系統至室外堿性廢水罐，最終全部送回一次鹽水化鹽。

該裝置氫氣洗滌塔的堿性冷凝水原始設計為排地溝，經改造，在液位氣動閥后增加了去往室外堿性廢水罐的管線，使這部分水得到了有效回收。

（2）2#裝置。增加了地溝廢水回收泵和停車排液洗槽廢水回收泵。因膜法除硝裝置無法接受再生廢水，目前將再生廢水罐中的廢水打往再生回收鹽水罐先進行中和，再將再生回收鹽水通過機泵送往3#裝置廢水回收系統進行回收。2#裝置的機封水和水封溢流水等通過地溝水回收泵至再生廢水罐。洗槽廢水因短時間流量比較大，單獨增加了1臺廢水回收泵，遇電槽停車排液時，啟動機泵，將廢水打往3#裝置電解廠房廢水回收系統統一回收，最終送往一次鹽水化鹽。為了確保pH值正常，再生回收鹽水罐增加了加堿管線，在樹脂塔倍時再生時，可調節廢水pH值。

（3）3#裝置。增加了電槽排液廢水的回收泵及地溝水回收泵。樹脂塔再生廢水及廢鹽水在再生回收鹽水罐中混合中和，在泵的進口，增加液堿管線調節pH值，在泵的出口增加pH在線分析以實時監控。地溝廢水最終回收至再生回收鹽水罐，送往一次鹽水化鹽。在電槽停車檢修時，排液洗槽的廢水通過電槽排液廢水的回收泵直接送往一次鹽水工序。堿性冷凝水由燒堿車間并入高純水總管網與純水摻混使用。

3 整體回收措施

各廠房酸、堿、鹽水有多處取樣口，取樣桶的廢液如果直接倒入地溝將造成環保污染及排污，且pH值變化幅度較大。要求操作人員將取樣桶內液體分多次倒入廢水地坑中和后回收。

一次鹽水裝置將地溝廢水引入渣池，回收至鹽水系統，實現了廢水的完全回收利用。

車間為了創造廢水零排放的條件，在廢水管網進明渠流量計之前，設計了廢水回收池，增加廢水回收泵，將各廠房進入廢水管網的少量廢水，通過機泵回收至一次鹽水化鹽。操作人員在巡檢過程中監控廢水pH值及含游離氯情況，如果遇到廢水偶爾含游離氯情況，及時添加亞硫酸鈉脫氯后回收，避免對裝置運行安全產生影響。

圖1 廢水處理流程示意圖

廢水處理流程見圖1。

燒堿車間的堿性冷凝水初期回收方案為送至電解廠房代替高純水作為機泵機封水及電解陰極加水，從而節約了純水消耗。但畢竟機封水及陰極用水用量有限，無法完全消耗堿性冷凝水，而如果直接替代高純水進電槽陰極室進行電解反應，堿性冷凝水的雜質含量偶爾有超出高純水雜質含量指標的情況，且溫度及pH值、電導率均明顯高于高純水。經綜合考慮，將堿性冷凝水并入純水管網，與高純水摻混使用，從而徹底解決了堿性冷凝水回收問題。在使用過程暴露出的問題是，堿性冷凝水pH值偏高，摻混后pH值達到10.0～11.0，對于電槽加酸及總管加酸需純水稀釋的工藝，導致了一定程度的中和作用，造成酸耗相應上升；對于樹脂塔酸再生，因純水摻混堿性冷凝水后pH值上升，與高純酸混合后造成實際進入樹脂塔的高純酸總量減少，酸濃度下降，相應酸當量下降。采取的措施為，車間嚴密監控酸當量分析結果并聯系調度及時調整堿性冷凝水摻混比例，確保不影響裝置安全運行；于樹脂塔酸當量分析結果偶爾出現超標的情況，及時對樹脂塔進行倍時再生，確保精鹽水質量合格；對于凝水與高純水總管壓力存在沖突，通過調整總管壓力，確保堿性冷凝水能順利并入管網。在堿性冷凝水使用過程中，出現過因管網壓力過低，造成用水設備的補水閥打開時，不但不能將純水及時輸送至設備中，反而將設備內的液體壓至高純水總管的情況，車間在進水管線上增加了止逆閥，同時在電解裝置DCS上增加了純水總管壓力遠傳和報警，使各用水工序及時獲悉總管壓力變化情況。

氯乙烯車間純水站工序的陰陽床再生酸性廢水，原始設計為酸性水與堿性水中和后排放至污水系統，目前，改造為設置酸性水地坑，通過機泵送至離子膜室外新增的酸性廢水罐，最終回收至一次鹽水化鹽。由于離子膜的酸性廢水罐接受的樹脂塔再生廢水具有周期性，酸再生時廢水罐液位上升較快，需合理調節純水站送來的酸性廢水流量，并錯開再生時間，酸性廢水罐液位提前打低，以確保樹脂塔再生順利進行。為了實時監控酸性廢水罐液位，車間增加了遠傳液位計并設置了液位報警。

氯乙烯車間純水站工序的陰陽床再生堿性廢水的改造回收方案為增加機泵，送往離子膜工序次鈉裝置，與工業水管線連接，代替工業水配罐使用。配罐為間歇性操作，所以，要啟泵停泵操作。考慮到原配罐的工業水閥門如果內漏，將有可能造成堿性廢水串入工業水管線，對使用工業水的洗眼器威脅到員工人身安全，現已對原工業水管線上的閥門進行盲斷處理。

電解裝置的水平衡測算情況及流量來源分別見表 1、表 2。

表1 電解裝置水平衡測算情況

表2 水平衡流量來源

由表1、表2可知，滿負荷狀態下，從各裝置鹽水進出電槽流量差的角度計算，理論上，所有裝置合計共可接受153.6 m3/h的各類回收水。

目前，各套裝置樹脂塔再生廢水、機泵機封水、電槽加酸及配水、脫氯加酸加堿加亞硫酸鈉溶液、氯酸鹽分解槽加酸、各換熱器蒸汽冷凝水、回收自其他車間的廢水，等共計約152.7 m3/h，滿負荷狀態下可以實現水平衡。

4 改造效果

通過上述改造，電解裝置從工藝設計層面達到了零排放的條件，在正常生產過程中，不但能完全回收本裝置產生的廢水，實現零排放，還能回收其他車間產生的部分廢水，并節約本車間水耗，降低成本，在實現環保效益的同時，也產生了經濟效益。