氯堿企業含鹽廢水處理及綜合利用研究

慕 毅，袁麗華，師學文，徐生智，高世軍

（陜西北元化工集團股份有限公司，陜西 榆林 719319）

氯堿企業含鹽廢水處理及綜合利用研究

慕 毅，袁麗華，師學文，徐生智，高世軍

（陜西北元化工集團股份有限公司，陜西 榆林 719319）

針對氯堿化工企業含鹽廢水的性質及特點，總結了生產過程中的各類含鹽廢水分質分級利用的方法和措施，為氯堿企業水資源綜合利用提供借鑒，并提出了廢水“零排放”思路，進而實現節約水資源，達到保護環境的目的。

氯堿工業；含鹽廢水；“零排放”

1 氯堿企業含鹽廢水來源及特點

氯堿化工是基礎化工產業之一，氯堿工業生產廢水主要有螯合樹脂塔再生酸堿廢水、陰陽床再生酸堿廢水、蒸發堿性冷凝水、循環水排污水、含汞廢水、聚合母液水、反滲透濃水等。氯堿工業廢水除具有化工廢水的基本特點外還具有其本身的特點，如水量大、水質變化大、含鹽量高、氯離子含量高、水質成分復雜、污染物多樣等[1，2]。

2 廢水綜合利用措施

2.1 乙炔裝置區

電石法乙炔工藝生產過程中，主要是乙炔發生用水和循環水站補水消耗大量的工業水，并產生8%～12%固含量的電石渣漿液和循環水排污水兩種廢水。乙炔裝置區各類廢水綜合利用工藝流程示意圖見圖1。

圖1 乙炔裝置區各類廢水綜合利用工藝流程

從圖1可知，電石渣漿液經濃縮池濃縮后，上清液經涼水塔冷卻回用于乙炔發生，濃縮池底部濃度較高的渣漿送至壓濾裝置，經板框壓濾機壓濾后，壓濾液回用于乙炔發生，濕電石渣（含水32%～34%）送往水泥裝置生產水泥。循環水站排污水回用與乙炔發生。乙炔發生用水水質要求較低，用水量大，裝置區內已實現廢水“零排放”，同時又可以消化氯堿其他裝置區多種廢水，但要求廢水中不含磷和余氯，氯離子含量小于8 000 mg/L。

2.2 采鹵裝置區

氯化鈉是氯堿企業生產的主要原料，大多數企業將外購的固體原鹽加入化鹽池內，保持化鹽池內巖層厚度2～4 m，溫度控制在55～65℃，鹽水停留時間30 min后，獲得所需濃度的合格粗鹽水。陜西北元化工集團股份有限公司結合陜北地區鹽業資源情況，實現了全鹵制堿，即將電解后的淡鹽水、各類含鹽廢水和工業水注入地下鹽礦層，將鹽礦層中的鹽類礦物質溶解，轉變成流動態的溶液—鹵水，然后集中輸送到一次鹽水工序精制獲得合格的粗鹽水，供電解裝置使用，實現循環產業鏈。

采鹵注井用水要求廢水中不能含有游離氯，pH值7.0～8.0，TOC 含量小于 7 mg/L。

2.3 氯堿裝置區

該公司氯堿裝置區主要包括二次鹽水電解裝置，氯氫處理裝置和蒸發固堿裝置。生產過程中主要廢水有螯合樹脂塔再生酸堿廢水，鹽水板換冷凝水，各類機泵機封水，蒸發堿性冷凝液和循環水排污水等。氯堿、采鹵裝置區各類廢水綜合利用工藝流程示意圖見圖2。

圖2 氯堿、采鹵裝置區各類廢水綜合利用工藝流程

氯堿裝置區廢水主要為酸堿廢水，水質成份簡單，只需進行簡單處理后即可回收利用。蒸發固堿裝置堿性冷凝液回用至電解陰極補水和合成爐補水，三效蒸發器冷凝水回用電廠鍋爐補水，循環水站排污水送至生產廢水處理裝置。合成爐副產蒸汽換熱后產生的冷凝水回用至一次鹽水碳酸鈉和亞硫酸鈉配置；螯合樹脂塔再生酸堿廢水、各類機泵機封水及裝置區內其他廢水集中送至電解中和水池，將pH值調節為7.0～8.0，送至采鹵裝置區用于采鹽。

2.4 PVC裝置區

北元集團聚合裝置區包括VCM合成、VCM精餾、供料回收、聚合和公用工程等裝置區。生產過程中主要廢水用精餾廢水、含汞廢水、聚合母液水、循化水站排污水等。聚合裝置區各類廢水綜合利用工藝流程示意圖見圖3。

圖3 聚合裝置區各類廢水綜合利用工藝流程

含汞廢水處理裝置采用預處理+化學處理+樹脂吸附深度處理技術。VCM合成所有廢水送至含汞廢水處理裝置，加入硫化鈉和絮凝劑，將含汞廢水中的懸浮物和大量的汞除去，此時廢水中汞含量低于100×10-9。隨后，采用超濾膜裝置+樹脂吸附深度處理裝置將廢水中汞含量降至3×10-9以下，達到國家環保標準要求。聚合母液水和廢水汽提后的廢水送至母液水處理裝置，經生化處理后，廢水中COD降至30×10-9，回用至乙炔發生、電廠脫硫裝置和動檢循環水站補水。聚合裝置區內循環水站排污水送至生產廢水處理裝置集中處理。

2.5 動檢裝置區

動檢裝置區主要廢水包括循環水站排污水、冷凍水站排污水和溴化鋰機組蒸汽冷凝水。其中循環水站排污水和冷凍水站排污水送至生產廢水處理裝置集中處理，溴化鋰機組蒸汽冷凝水一部分用于一次鹽水碳酸鈉配置，一部分用于電廠鍋爐補水。

2.6 生活污水處理裝置

生活污水處理采用AO一體化處理工藝。工藝路線為：生活污水進入生活污水調節池，經廢水提升泵送至AO一體化處理裝置，經厭氧、好氧生化處理后，再經斜板沉淀池沉降后，水質指標達到生活污水排放標準和綠地灌溉水質標準。目前，處理后的生活污水回用有兩種方式，一是夏季用于廠區內綠化灌溉用水，二是送至中水回用裝置，經超濾、反滲透處理后，回用至循環水站補水。

2.7 生產廢水處理裝置

生產廢水處理裝置包括廢水處理和中水回用兩個裝置，主要工藝流程示意圖見圖4。

圖4 生產廢水處理裝置工藝流程

目前，各裝置區排到生產廢水處理裝置的主要為循化水站的排污水，該類廢水經生產廢水處理裝置處理后，COD、氨氮、SS等指標達到《黃河流域（陜西段）污水綜合排放標準-DB61/224-2011》。此時，為進一步提高水資源利用率，采用中水回用裝置將廢水處理后回用。中水回用裝置工藝為多介質過濾器+超濾+反滲透處理，廢水回收率為70%。反滲透淡水用于循環水站補水或制水車間用水，反滲透濃水滿足《黃河流域（陜西段）污水綜合排放標準-DB61/224-2011》，排至工業園區污水處理裝置。

3 廢水回收利用存在問題及“零排放”思路

3.1 存在問題

（1）現階段，北元集團排往污水處理裝置的廢水主要為循環水站排污水和生活污水。經處理后，實現部分回收利用，利用率還不高。

（2）中水回用裝置采用超濾+反滲透膜處理技術，該工藝將大部分離子全部截留，產水水質優于工業水，其替代工業水用于循環水補水和制水車間用水過于浪費，且運行成本較高，經濟效益欠佳。

3.2 廢水“零排放”思路

（1）氯堿企業要實現廢水“零”排放，首先要根據企業內部各裝置區廢水特點和用水要求，對企業內部水平衡進行分析研究，優化廢水分質分級利用方案，減少最終廢水總量。

（2）氯化鈉屬于氯堿企業生產的原料，因此，設計含鹽廢水回收方案時，可將廢水中的鈉離子和氯離子作為有效成分進行回收，進一步提高廢水回收利用經濟效益。

（3）氯堿企業生產過程中，一次鹽水處理裝置主要用于去除Ca2+，Mg2+，膜脫硝裝置用于去除SO2-4離子，因此，設計含鹽廢水回收方案時Ca2+、Mg2+、SO2-43種離子的去除率可不必要求過高，但對有機物、重金屬離子需有較好的去除率。

3.3 超濾+納濾膜處理技術

納濾膜（NF）是介于反滲透和超濾膜之間的一種壓力驅動膜，該類膜對多價離子和分子量在200以上的有機物的截留率較高，截留率在50%～90%，而對單價離子的截留率較低，為10%～80%。水處理裝置處理后廢水進行納濾膜處理實驗，工藝流程示意圖見圖5。

圖5 超濾+納濾膜處理工藝流程

超濾、砂濾的反洗水可返回生產廢水處理裝置進行再次沉降、生化處理，納濾膜所產濃水回用于乙炔發生、電廠脫硫用水和煤場灑水。實驗采用NF-270納濾膜，取生產廢水處理裝置處理后的廢水進行納濾膜處理實驗，處理后水質情況見表1。

表1 納濾處理后水質情況

從表1中可以看出，NF-270納濾膜對氯離子去除率約50%，TOC去除率55%～65%，Si元素去除率不到30%，二價金屬離子去除率80%以上。其中，Si元素去除率不到30%，這是因為Si元素在廢水中主要以SiO2的形式存在，分子量較小，屬于中性物質，納濾膜對其去除效果較差。

3.4 經濟效益分析

該公司現中水回用裝置為超濾+反滲透裝置，待現超濾、反滲透膜使用壽命到期后，將對其進行優化升級改造，超濾膜更換新膜，反滲透膜更換為納濾膜，并對相應工藝控制進行優化。超濾+納濾膜處理技術投資費用和運行費用見表2。

表2 超濾+納濾膜處理技術投資費用和運行費用

按現生產污水800～1000m3/天，生產廢水2000～2 400 m3/天，工業水價格4.5元/t，廢水回收率80%計算，每回收一噸廢水可節約生產成本為3.15元/t，每天可節約生產成本為7 560元，則年減排廢水約80萬t，節約生產成本為251萬元。

4 結論

綜上所述，對于氯堿企業來說，實現廢水“零排放”需充分結合氯堿工業自身生產特點，同時，在最終污水處理設施設計時，充分考慮企業內部用水要求，采用合適的廢水處理技術使處理后廢水滿足生產要求，最大化的提高水資源利用率，降低生產成本，最終達到保護環境的目的。

［1］劉海蓉，劉國軍．氯堿水平衡及水資源綜合利用．中國氯堿，2017，1（1）．

［2］郭瑞卿，徐延培．氯堿廢水分質處理及回用技術的應用．中國給水排水，2015，2（31）．

Study on the treatment and comprehensive utilization of saline wastewater in chlor-alkali enterprises

MU Yi，YUAN Li-hua，SHI Xue-wen，XU Sheng-zhi，GAO Shi-jun

（Shaanxi Beiyuan Chemical Group Co.,Ltd.,Yulin 719319,China）

According to the properties and characteristics of saline wastewater in chlor-alkali enterprises.This paper summarized the methods and measures for the quality classification and utilization of all kinds of saline wastewater in the process of production.It provided a reference for the comprehensive utilization of water resources in chlor-alkali enterprises.And thequot;Zero dischargequot;of waste water were proposed，then achieved the purpose of saving water resources and protecting the environment.

chlor-alkali industry；saline wastewater；quot;Zero dischargequot;

TQ085

B

1009－1785(2017)11-0036-03

2017-09-10