氯堿行業(yè)離心母液水的處理方法

梁多奇

（中鹽吉蘭泰鹽化集團(tuán)有限公司，內(nèi)蒙古阿拉善750336）

中鹽吉蘭泰樹脂廠PVC母液水回收裝置原工藝為“超濾+反滲透”運(yùn)行工藝，2010年試車運(yùn)行至今，出現(xiàn)的問(wèn)題較多，“超濾+反滲透”工藝?yán)碚撁擕}率達(dá)95%以上，既能去除有機(jī)污染物又可降低無(wú)機(jī)污染物；但通過(guò)實(shí)際運(yùn)行，發(fā)現(xiàn)由于母液水中的PVA成分非常難溶解，長(zhǎng)期運(yùn)行，濃縮液在濃度達(dá)到一定量后，將形成膠體懸浮物，粘附在UF、RO膜體表面，降低膜的通水量，且使用常規(guī)方法進(jìn)行化洗再生，很難完全去除，隨著生產(chǎn)運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng)，膜的過(guò)濾效果會(huì)持續(xù)下降，只能頻繁進(jìn)行化洗，如此正常情況下膜組的使用壽命應(yīng)為3～5年，但根據(jù)樹脂幾年實(shí)際的使用情況來(lái)看，從開車調(diào)試到穩(wěn)定運(yùn)行，不到半年便已經(jīng)頻繁出現(xiàn)UF膜組膜絲斷裂及RO膜氧化失效的現(xiàn)象。膜處理工藝初期效果好，但無(wú)法持久，后續(xù)維護(hù)保養(yǎng)非常困難，成本較高，且無(wú)法保證出水水質(zhì)，必須尋找一種新的處理母液水方法，保證出水指標(biāo)穩(wěn)定控制在要求范圍內(nèi)。

1 技術(shù)改造方案

1．1 母液水處理現(xiàn)狀及工藝流程

經(jīng)調(diào)研，目前國(guó)內(nèi)處理母液水主要工藝為生化處理，生化出口COD＜30 mg/L，作為循環(huán)水補(bǔ)水，節(jié)約一次水用量，節(jié)水減排效果明顯，運(yùn)行成本低于1 元/m3，節(jié)約制水費(fèi)用。 但是單單滿足回用循環(huán)水，沒(méi)有發(fā)揮母液水的最大效益，可以將生化后的母液水通過(guò)+臭氧+活性炭吸附+離子交換+回用聚合釜為主工藝的處理方法。

生化、沉淀后的母液水，先經(jīng)過(guò)多介質(zhì)過(guò)濾器過(guò)濾，然后使用臭氧反應(yīng)器進(jìn)一步氧化分解廢水中的高分子有機(jī)物，之后經(jīng)活性炭系統(tǒng)吸附后送至離子交換系統(tǒng)去除離子，降低電導(dǎo)率，檢驗(yàn)合格的純水循環(huán)回聚合釜使用；過(guò)濾器反洗水進(jìn)入反洗水收集系統(tǒng)，反洗水污泥進(jìn)入壓濾機(jī)，干濾餅收集，清液部分與濾液回到生化系統(tǒng)前端，保證滿足有機(jī)廢水無(wú)外排的工藝要求。PVC 母液廢水處理工藝流程示意圖見(jiàn)圖1。

圖1 PVC母液廢水處理工藝流程示意圖

1．2 工藝流程簡(jiǎn)述

（1）初沉池

母液廢水首先進(jìn)入初沉池，通過(guò)自然沉降去除原水中殘留的PVC 顆粒及容易沉淀的膠體等雜質(zhì)，減輕后續(xù)處理單元的運(yùn)行負(fù)荷， 為了增強(qiáng)沉淀效果，初沉池采用平流沉淀形式，沉淀的PVC 顆粒及粉末沉淀到池底，通過(guò)刮泥機(jī)至污泥斗中，然后通過(guò)提升泵至污泥池。

（2）預(yù)曝氣調(diào)節(jié)池

由于PVC 母液水含有的污染物成分比較復(fù)雜，而且在各個(gè)時(shí)段的水質(zhì)及水量有所波動(dòng)，因此設(shè)置調(diào)節(jié)池，對(duì)原水水質(zhì)及水量進(jìn)行調(diào)節(jié)，以保證此處理裝置進(jìn)水水質(zhì)水量的均衡性，原水通過(guò)調(diào)節(jié)池提升泵至水解酸化池進(jìn)行生化預(yù)處理。

（3）冷卻塔

由于原水的溫度較高，因此要對(duì)其進(jìn)行降溫，以滿足后續(xù)生化處理單元要求，PVC 母液水通過(guò)壓力流進(jìn)入冷卻塔，采用高溫型圓形逆流式，將原水溫度從75 ℃降低到35 ℃，然后自流進(jìn)入水解酸化池。

（4）水解酸化池

原水在水解酸化池中，通過(guò)水解酸化菌作用下將水中大分子難降解的污染物質(zhì)降解為小分子的污染物物質(zhì)。提高廢水的可生化性，以便在后續(xù)的好氧處理中進(jìn)行降解。在水解酸化池中安裝有生物組合填料，增加水解酸化池中污泥濃度，從而提高處理效果。根據(jù)生化單元的運(yùn)行情況，必要時(shí)投加適量的NP 營(yíng)養(yǎng)鹽。以保證微生物正常的新陳代謝。

（5）生物接觸氧化池

生物接觸氧化處理技術(shù)的實(shí)質(zhì)之一是在池內(nèi)充填填料，已經(jīng)充氧的污水浸沒(méi)全部填料，并以一定的流速流經(jīng)填料。在填料上布滿生物膜，污水與生物膜廣泛接觸，在生物膜上微生物的新陳代謝功能的作用下，污水中的有機(jī)污染物得到去除，污水得到凈化，因此生物接觸氧化處理技術(shù)，又稱為“淹沒(méi)式生物濾池”。另一實(shí)質(zhì)是采用與曝氣池相同的曝氣方法，向微生物提供其所需要的氧，并起到攪拌與混合作用，這種技術(shù)又相當(dāng)于在曝氣池內(nèi)充填微生物棲息的填料，因此又稱為“接觸曝氣法”。生物接觸氧化法的主要特征是，采用浸沒(méi)在水中高孔隙率、大比表面積的填料，在其表面為微生物附著生長(zhǎng)提供好氧生物膜。因其表面積大，可附著的生物量大，同時(shí)因其孔隙率大，基質(zhì)的進(jìn)入和代謝產(chǎn)物的移出，以及生物膜的自身更新脫落，均較為通暢，使得生物膜能保持高得活性和較高得生化反應(yīng)速率。由于接觸氧化法需要像活性污泥那樣不斷向水中曝氣供氧，一部分污泥處于漂浮狀態(tài)，并且，在氧化池得流態(tài)及反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方面，接觸氧化池與完全混合得活性污泥法相同，因而兼有活性污泥法的特點(diǎn)。綜上所述，生物接觸氧化是一種介于活性污泥法與生物濾池兩者之間的生物處理技術(shù)。

在生物接觸氧化池中通過(guò)好氧微生物的新陳代謝，對(duì)原水中的污染物質(zhì)進(jìn)行充分降解。然后自流進(jìn)入二沉池。

（6）二沉池

經(jīng)生化反應(yīng)后廢水中溶解的有機(jī)物質(zhì)被充分消耗作為微生物自身營(yíng)養(yǎng)，微生物經(jīng)老化后在廢水中形成活性污泥，在二沉池中進(jìn)行泥水分離，污泥沉淀到池體，剩余污泥進(jìn)入集泥井，然后通過(guò)提升泵進(jìn)入脫水處理工段進(jìn)行污泥壓濾，上清液及濾液進(jìn)入調(diào)節(jié)池。

（7）中間水池

原水在中間水池中暫時(shí)儲(chǔ)存后，通過(guò)提升泵至多介質(zhì)過(guò)濾池進(jìn)行深度處理。

（8）石英砂過(guò)濾池

原水通過(guò)生物接觸氧化處理后出水仍不能達(dá)到回用要求，因此采用石英砂過(guò)濾池進(jìn)行深度處理，原水在石英砂過(guò)濾池中去除其中細(xì)小的懸浮物質(zhì)、降低濁度，去除部分的在生化段未降解的COD、BOD 等污染物質(zhì)。石英砂過(guò)濾池運(yùn)行一段時(shí)間后進(jìn)行反沖洗，反沖洗水排至調(diào)節(jié)池。濾池出水自流進(jìn)入回用水池。

（9）多介質(zhì)過(guò)濾器

母液廢水經(jīng)過(guò)生化沉淀后，來(lái)自生化處理出口的母液水經(jīng)纖維過(guò)濾，去除水中懸浮物及大顆粒的膠體后進(jìn)入物化深度處理系統(tǒng)。

（10）臭氧氧化和活性炭吸附

物化深度處理系統(tǒng)包括臭氧氧化和活性炭吸附2 個(gè)重要階段。臭氧發(fā)生器產(chǎn)生O3，之后進(jìn)入含有廢水的反應(yīng)器中，對(duì)剩余COD 繼續(xù)分解氧化，然后由泵送到活性炭過(guò)濾器中進(jìn)行剩余有機(jī)物和雜質(zhì)吸附，此時(shí)COD 降低到10 mg/L 以下，儲(chǔ)存于清水池中（做一次水用）。

（11）離子交換

純水制造系統(tǒng)采用羅門哈斯離子交換技術(shù)，出水指標(biāo)控制COD 小于3 mg/L，電導(dǎo)率小于1 μs/cm，達(dá)到聚合用水要求。

2 該項(xiàng)目技術(shù)難點(diǎn)及創(chuàng)新點(diǎn)

2.1 該項(xiàng)目主要解決的技術(shù)難點(diǎn)

母液水中含有PVA及各種殘留的助劑，其中一些助劑為多元酚或雜環(huán)化合物（例如涂壁劑等），廢水組成復(fù)雜，生化氧化難度大，且因?yàn)镻VA粘性大，一般的水處理工藝不適用。所以該項(xiàng)目的難點(diǎn)集中于如何在不引起電導(dǎo)率較大變化的基礎(chǔ)上，降低COD，去除廢水的粘性，保證出水水質(zhì)滿足聚合生產(chǎn)工藝要求。

2．2 技術(shù)創(chuàng)新

母液廢水的處理工藝采用的是預(yù)處理+水解酸化+生物接觸氧化+多介質(zhì)+臭氧+活性炭+離子交換+回用工藝主流程，此技術(shù)的創(chuàng)新點(diǎn)為：（1）在不同階段輔以特殊的物化方法，將困擾同行業(yè)的涂壁類廢水第一次真正實(shí)現(xiàn)全部回用；（2）廢水中PVC收集裝置， 在廢水處理流程前段全部回收成品PVC，不但提高后續(xù)處理效率，而且降低了生產(chǎn)成本；（3）通過(guò)有效控制，使生化處理工程中污泥產(chǎn)生量相比減少1/3；（4）該系統(tǒng)可以在線監(jiān)測(cè)和自動(dòng)化控制，以保證污水處理達(dá)到最佳效果，所有反洗水全部回收到生化系統(tǒng)前段循環(huán)處理， 回收率大于96%，外排廢水量與傳統(tǒng)工藝相比減少15%；（5）運(yùn)行成本較低、操作簡(jiǎn)單，無(wú)需人員值守；該項(xiàng)目采用生化和臭氧分解有機(jī)物，年減排COD 224 t；（6）產(chǎn)水水質(zhì)全部回用聚合，滿足聚合生產(chǎn)需要。

3 處理前后水質(zhì)指標(biāo)

處理前后水質(zhì)指標(biāo)見(jiàn)表1。

通過(guò)比較，可以看出，所有指標(biāo)全部能過(guò)滿足設(shè)計(jì)要求，目前處理完的水全部回用聚合釜。

表1 處理前后水質(zhì)指標(biāo)

4 經(jīng)濟(jì)、社會(huì)及環(huán)境效益

2015 年新環(huán)保法執(zhí)行力度加大，建設(shè)該項(xiàng)目是落實(shí)國(guó)家節(jié)能減排政策和新的環(huán)保法的需要，也是推動(dòng)企業(yè)節(jié)能減排的需要。

該項(xiàng)目實(shí)施后不但進(jìn)一步加強(qiáng)了企業(yè)的環(huán)保治理工作，同時(shí)具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益、良好的社會(huì)和環(huán)境效益。

目前生產(chǎn)1 t 純水需要16.14 元，母液生化水深度處理制純水價(jià)格為4 元，因此產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益為16.14 元-4 元-2 元=12.14（元）（即1 t 水產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益）。12.14 元×145 t（母液生化水制純水的回收率為96%）×8 000 h=1 437（萬(wàn)元/a），預(yù)計(jì)2 年可收回成本，經(jīng)濟(jì)效益可觀。每年減排COD 約224 t。因母液水溫度較高，從而節(jié)約了冷季制純水加熱一次水所消耗的蒸汽量。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)此次技術(shù)改造，母液水出水水質(zhì)符合聚合釜補(bǔ)水水質(zhì)要求，處理完的水全部回用聚合釜，節(jié)約了大量制純水成本，從而發(fā)揮了母液水的最大經(jīng)濟(jì)效益，具有很強(qiáng)的對(duì)外推廣價(jià)值。