氯堿廠廢水處理經(jīng)驗(yàn)

郭新忠

(東營華泰化工集團(tuán)有限公司，山東 東營 257091)

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【環(huán)保與安全】

氯堿廠廢水處理經(jīng)驗(yàn)

郭新忠*

(東營華泰化工集團(tuán)有限公司，山東 東營 257091)

氯堿廠；廢水；處理工藝

論述了氯堿裝置中廢水的產(chǎn)生及其處理工藝，提出了減少廢水排放的辦法和氯堿裝置實(shí)現(xiàn)污水零排放的思路。

1 氯堿裝置中廢水的產(chǎn)生

東營華泰化工集團(tuán)有限公司(以下簡稱“東營華泰”)是國家大型企業(yè)，從事氯堿生產(chǎn)，主要產(chǎn)品有燒堿、鹽酸、液氯等。純水由熱力公司提供，集團(tuán)公司統(tǒng)一建有污水處理裝置。廢水處理的最好方法是減少廢水甚至杜絕廢水的產(chǎn)生，計算廢水的產(chǎn)生量就涉及到系統(tǒng)水平衡的問題[1]。生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的水如果大于生產(chǎn)過程中消耗的水，就會產(chǎn)生廢水。氯堿廠生產(chǎn)中可以析出的水主要包括：蒸汽冷凝水，泵冷卻水，氯氣、氫氣冷凝產(chǎn)生的冷凝水，循環(huán)水冷卻塔排污產(chǎn)生的廢水，氫氣柜液封補(bǔ)充水的溢出水，堿液濃縮產(chǎn)生的冷凝水，廢氣吸收產(chǎn)生的廢水，開停車時裝置置換產(chǎn)生的水，設(shè)備檢維修時的沖洗水，職工生活用的污水等。而產(chǎn)生廢水的量為生產(chǎn)所需用水量與生產(chǎn)中可以析出水量的差值，理想情況為生產(chǎn)用水量和析出水量相等。如此，就沒有廢水產(chǎn)生了[2]。直流電解食鹽水的化學(xué)方程式為：

由此可以進(jìn)行如下計算。

(1)氯化鈉的理論需求量，再根據(jù)原鹽中氯化鈉的含量計算出原鹽需求量。

(2)原鹽中鈣、鎂、硫酸根的帶入量。

(3)原鹽中水不溶物的帶入量。

(4)根據(jù)純堿過堿量、氫氧化鈉過堿量以及鈣、鎂離子的帶入量計算出精制劑純堿、32%燒堿的需求量。

(5)根據(jù)原鹽中水不溶物帶入量、生成的碳酸鈣、氫氧化鎂量計算出固廢產(chǎn)生量。

(6)根據(jù)固廢含水量計算出固廢帶走的水量。

(7)氫氣、氯氣中的水分計算可以這樣處理，因氯氣中的水在鈦冷之前均能回收到系統(tǒng)，故氯氣帶走的水為鈦冷后氯中含的水(此部分水可以忽略不計)；氫氣帶走的水分為陰極系統(tǒng)，不在陽極加水范圍之內(nèi)，但氫氣冷凝水收集后回收至化鹽系統(tǒng)，應(yīng)視為帶入的水。

氫氣的含水量可以在氯堿理化常數(shù)手冊[3]中查得，根據(jù)道爾頓分壓定律計算出回收的冷凝水量。一般情況下，以洗滌塔出口溫度為計算依據(jù)，因?yàn)橹蟮乃粫皇占谩?/p>

(8)蒸汽冷凝水因使用的設(shè)備不同而比較難于統(tǒng)一計算，有氯氣液化裝置的冷凝水要多一些，使用溴化鋰制冷機(jī)組的蒸汽冷凝水也要多一些。

(9)根據(jù)燒堿濃縮裝置的生產(chǎn)能力計算出蒸汽冷凝水的產(chǎn)生量以及32%堿濃縮產(chǎn)生的冷凝水量。

(10)循環(huán)水系統(tǒng)冷卻降溫蒸發(fā)的水量及濃縮后排污的排污水量(這項(xiàng)也有較大差別，和液化工藝以及使用的制冷機(jī)有較大關(guān)系，可以用實(shí)際消耗量計算)。

(11)電解樹脂塔再生產(chǎn)生的廢水量。

(12)鹽水除硫酸根帶走的水量(芒硝帶走的水不能忽略不計)。

(13)配制鹽水精制劑帶入的水量。

(14)泵冷卻產(chǎn)生水量。

(15)鹽水酸洗過濾器產(chǎn)生的廢水。

(16)維修設(shè)備、職工生活產(chǎn)生的廢水。

2 廢水處理措施

廢水的產(chǎn)生量一般在裝置的籌建階段就可以確定了。籌建時如果考慮到廢水回收是否方便、是否有效益等，則廢水的產(chǎn)生量會比較少。電解精鹽水需求的水量隨著產(chǎn)能的增大須補(bǔ)充的自來水量越多，外排污水的量越少。但有些水因其品質(zhì)較差是無法回收至系統(tǒng)的，為盡最大可能減少廢水量，可采取以下措施。

2.1 減少自來水的用量

在配制鹽水精制劑時避免使用自來水，優(yōu)先使用蒸汽冷凝水、膜除硝工藝的過濾清液等。

(1)配制三氯化鐵時，使用溴化鋰制冷機(jī)組產(chǎn)生的蒸汽冷凝水及膜除硝流程中納濾膜分離的清液(優(yōu)點(diǎn)是雜質(zhì)少、不呈堿性，精制劑溶液產(chǎn)生的沉淀少)。

(2)配制純堿、亞硫酸鈉溶液時，使用蒸發(fā)產(chǎn)生的蒸汽冷凝水和堿濃縮產(chǎn)生冷凝水(優(yōu)點(diǎn)是雜質(zhì)少，不會形成沉淀，即使略呈堿性也不會影響精制劑質(zhì)量)。

2.2 改造氫氣氣柜液封補(bǔ)充水

收集溢流的液封水，用泵打回流，隨時保持氣柜液封液位；液封水經(jīng)蒸發(fā)后，液位降低，可將經(jīng)過濾器過濾固體不溶物后的循環(huán)排污水、泵冷卻或沖洗設(shè)備的廢水、電解樹脂塔再生廢水等送往氣柜，作為補(bǔ)充水。

2.3 改造罐區(qū)水吸收系統(tǒng)

罐區(qū)鹽酸罐、漂液罐等在設(shè)計時使用了正負(fù)壓水封消除物料逸散的氯化氫、氯氣等氣體，須使用大量水進(jìn)行吸收，造成污水量大。按照就近的原則對此進(jìn)行改造：將罐頂放空口統(tǒng)一匯接到統(tǒng)一總管，然后接到氯氣事故處理塔進(jìn)口；總管安裝止回閥，壓力自動調(diào)節(jié)閥，控制抽空總管的壓力；總管另外接出一平衡管，其上安裝閥門；閥門平時處于關(guān)閉狀態(tài)，物料外售或輸出時，為防止罐內(nèi)形成負(fù)壓而將閥門打開。

2.4 使用再生廢水配制事故處理系統(tǒng)吸收用堿液

使用涼水塔排污水、樹脂塔再生廢水配制事故處理系統(tǒng)吸收用堿液。

通過檢驗(yàn)或計算可以得出這樣的結(jié)論：樹脂塔部分再生廢水中鈣、鎂離子含量小于自來水中的鈣、鎂離子含量，但氯離子含量超自來水約100倍。為避免事故塔結(jié)鹽，可以采取控制事故塔堿液循環(huán)溫度在45 ℃的措施，并將配成的堿液質(zhì)量分?jǐn)?shù)控制在16%。再生廢水呈酸性，質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為0.7%，加堿中和至中性大約需32%的燒堿12 m3(建議將此水加入氯酸鹽分解系統(tǒng))。

2.5 改造電解槽停車時洗槽水的排放系統(tǒng)

可在現(xiàn)場建一集水池，將陽極洗槽水一路接至電解樹脂塔回收鹽水罐，另一路接至集水池；陰極洗槽水一路接至回收陰極液罐，另一路接至集水池。

將第一遍洗槽水排至回收鹽水罐或回收陽極液罐，第二遍洗槽水排向集水池。

回收鹽水罐內(nèi)物料排向鹽水配水罐。

回收陰極液罐內(nèi)物料排向氯氣事故處理塔配堿罐或者鹽水配水罐，并根據(jù)配水罐內(nèi)水的pH值確定陰極液使用量。

根據(jù)實(shí)際需求情況將集水池內(nèi)物料排向氯氣事故處理塔配堿罐或鹽水配水罐。

2.6 延長電解樹脂塔在線時間

電解樹脂塔在線時間延長后，減少了樹脂塔再生產(chǎn)生的廢水量。

2.7 無法回收水(及廢油)的處理

對于檢修設(shè)備時的沖洗用水，因一般會有油污，回收至系統(tǒng)沒有意義，但可以收集至氫氣柜作水封補(bǔ)充水。

設(shè)備檢維修時，對于廢油的收集處理非常重要。一般收集后按危廢處理。生活用水污水、設(shè)備檢維修用水及鹽水過濾器酸洗產(chǎn)生的廢水是無法回收的，只有通過廢水處理的方式處理至符合排放標(biāo)準(zhǔn)后排放。

2.8 采用生物處理+活性炭過濾處理的模式[4]

污水處理采用生物處理+活性炭過濾處理的模式。污水首先經(jīng)集水井混合，初調(diào)pH值，再進(jìn)入設(shè)有潛水?dāng)嚢杵鞯乃馑峄?，使各股廢水與厭氧微生物充分混合，出水進(jìn)入斜管沉淀池；利用回流泵將沉淀的污泥打回水解酸化池，防止活性污泥流失；斜管池出水進(jìn)入二段生物接觸氧化池，池內(nèi)由羅茨鼓風(fēng)機(jī)提供氧氣；在一段、二段生物接觸氧化池中間設(shè)有中間沉淀池，池內(nèi)沉淀物由回流泵排至污泥濃縮池或水解酸化池；氧化出水進(jìn)入平流沉淀池，池內(nèi)設(shè)刮泥機(jī)收集污泥至集泥井，由回流泵排至污泥濃縮池；出水自流到泵，再由池靠泵外排；終端設(shè)有活性炭吸附罐，保持水質(zhì)達(dá)標(biāo)排放；各處產(chǎn)生的污泥在污泥濃縮池混合，利用泵打至壓濾機(jī)壓成泥餅集中處理；污水處理時，進(jìn)水中不能含有游離氯，所以使用耐氯離子高的活性污泥；水解酸化池、氧化池等，在冬季一定要注意保溫，以保持微生物的活性。進(jìn)水時生活污水混合效果較好，可以供養(yǎng)微生物。

3 實(shí)現(xiàn)廢水零排放的設(shè)想

氯堿企業(yè)經(jīng)過努力可以實(shí)現(xiàn)廢水的零排放。對此，東營華泰主要有以下3個設(shè)想。

(1)收集泵冷卻水，利用高位循環(huán)槽，進(jìn)一步減少廢水量。

(2)分析試驗(yàn)樹脂塔再生廢水(酸性水)送往氯酸鹽分解的可行性。

(3)將污水處理廠處理后的外排水用于園區(qū)樹木綠化或鹽水化鹽，將部分蒸汽冷凝水按就近原則回收至熱電工序或回收至循環(huán)水系統(tǒng)。

如果以上計劃能夠?qū)崿F(xiàn)，氯堿企業(yè)就可以實(shí)現(xiàn)污水的零排放。

[1] 中國氯堿工業(yè)協(xié)會.主要氯堿產(chǎn)品技術(shù)經(jīng)濟(jì)核算規(guī)程(培訓(xùn)教材)[M].天津：中國氯堿工業(yè)協(xié)會 ,2011：4-5，8.

[2] 方度，蔣蘭蓀，吳正德.氯堿工藝學(xué)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1990：175-179.

[3] 北京石油化工工程有限公司.氯堿工業(yè)理化常數(shù)手冊(修訂版)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1988：636-638.

[4] 劉長青，張亞雷，趙建夫，等.AmOn一體化污水生物處理新工藝試驗(yàn)[J].環(huán)境工程，2006，24(4)：7-9.

[編輯：費(fèi)紅麗]

天冶化工通過氯堿產(chǎn)品生產(chǎn)許可證

實(shí)地核查

2017年4月26日，氯堿產(chǎn)品生產(chǎn)許可證實(shí)地核查組到云南能投化工有限責(zé)任公司云南天冶化工有限公司開展實(shí)地核查工作。天冶化工對天冶化工整體情況、工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)許可證申辦情況、質(zhì)量管理工作進(jìn)行了詳細(xì)報告。實(shí)地核查組對生產(chǎn)現(xiàn)場、質(zhì)量檢驗(yàn)分析室等地進(jìn)行檢查，對申報的相關(guān)產(chǎn)品單元進(jìn)行抽樣；并對工藝流程圖、生產(chǎn)設(shè)備設(shè)施表和質(zhì)量檢驗(yàn)(原料、中間控制、產(chǎn)品分析)記錄、人員持證情況、培訓(xùn)考核記錄、質(zhì)控設(shè)備儀器檢定記錄、技術(shù)文件、質(zhì)量管理相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、過程監(jiān)控等相關(guān)資料進(jìn)行逐項(xiàng)核查，通過細(xì)致、縝密的核查后，宣布天冶化工順利通過核查。

方大化工安全更換氯化氫合成爐空冷壁管

保障正常生產(chǎn)

2017年4月19日，方大錦化化工科技股份有限公司樹脂廠氯乙烯車間克服管線縱橫交錯、環(huán)境溫度高等重重困難，順利完成3#、4#氯化氫合成爐空冷壁管更換工作，為確保二季度氯乙烯大通量生產(chǎn)的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供了保障。

2017年一季度中國石油和化工行業(yè)

效益顯著好轉(zhuǎn)

中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會2017年5月3日發(fā)布2017年一季度石油和化工行業(yè)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行報告。報告顯示：全行業(yè)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行總體良好，效益顯著好轉(zhuǎn)。

一季度，全行業(yè)主營業(yè)務(wù)收入3.44萬億元，同比增長20.3%，增速比1—2月回落0.3%，增勢平穩(wěn)快速，占全國規(guī)模工業(yè)主營收入的12.4%。報告指出：全國油氣和主要化學(xué)品生產(chǎn)保持基本正常，市場供需平穩(wěn)，價格總水平漲幅較大，上游投資快速增長，全行業(yè)效益顯著好轉(zhuǎn)。但也存在市場波動較大，成本上升較快，化工行業(yè)投資低迷，進(jìn)出口壓力增大等問題。一季度，主要化學(xué)品市場波動較大，但價格總水平漲幅較高，價格指數(shù)顯示：2017年3月，化學(xué)原料和化學(xué)品制造業(yè)漲幅11.5%，回落0.4%；2017年1—3月，化學(xué)原料和化學(xué)品制造業(yè)上漲10.9%。

預(yù)計：2017年上半年化學(xué)工業(yè)主營收入約4.94萬億元，增長14.5%；化學(xué)工業(yè)利潤總額約2 940億元，增幅約26%。

Wastewater treatment experience in chlor-alkali plant

GUOXinzhong

(Dongying Huatai Chemical Industry Group Co., Ltd., Dongying 257091, China)

chlor-alkali plant; wastewater; treatment technology

The production of wastewater in chlor-alkali plant and its treatment technology are discussed. The method of reducing wastewater discharge and the idea of realizing zero discharge of sewage in a chlor-alkali plant are proposed.

郭新忠 (1969—)，男，1991年畢業(yè)于中國石油大學(xué)(華東)，一直從事氯堿生產(chǎn)至今。

2017-01-14

X781.2

B

1008-133X(2017)05-0038-03