聚氯乙烯生產(chǎn)過程廢水回用的技改

許鵬飛

摘要：近年來，隨著國家實行的用水定額監(jiān)督管理政策的實施和當?shù)卣P(guān)于地下水取用企業(yè)節(jié)水提效行動方案，節(jié)水減排工作成為公司的重中之重，通過不斷推廣節(jié)水技改技措和優(yōu)化廢水回用工藝流程來提高用水效率，實現(xiàn)水資源的循環(huán)利用。

關(guān)鍵詞：廢水回收;母液水回用;節(jié)能減排

引言

無典型的成熟案例，無法直接進行工藝復制。循環(huán)冷卻水主要是作為冷卻介質(zhì)用于汽輪機的凝汽器，如果冷卻水水質(zhì)不好，會引起凝汽器銅管腐蝕，甚至穿孔泄漏，使凝結(jié)水品質(zhì)劣化，污染鍋爐水，直接影響電廠的安全運行。因此，將廢水回用于循環(huán)冷卻水，首先要保證回用水的水質(zhì)，其次要保證設(shè)備的穩(wěn)定運行。本文通過試驗得出的相關(guān)數(shù)據(jù)，為系統(tǒng)設(shè)計、設(shè)備選型、投產(chǎn)后的運行控制提供了依據(jù)。本試驗采用浸沒式超濾（MCR）+兩級反滲透對造紙廢水進行回收利用，經(jīng)過處理的回用水達到造紙廠循環(huán)冷卻水的用水標準后可進行回用。

1懸浮法聚氯乙烯工藝生產(chǎn)原理及流程簡介

該公司聚氯乙烯生產(chǎn)裝置采用的是懸浮法聚合生產(chǎn)工藝。在懸浮生產(chǎn)工藝中，水油比通常控制在1.1∶1～1.6∶1，被分散劑包裹的VCM單體小液滴穩(wěn)定分散在水相中，聚合反應(yīng)由溶解在單體中的引發(fā)劑引發(fā)，經(jīng)過不同溫度下的聚合生成不同型號的PVC聚合物。隨之，聚合生成的中間產(chǎn)物再經(jīng)過汽提脫除、離心干燥和包裝工序包裝成成品入庫待售。其中離心干燥產(chǎn)生的母液水則被回收利用至不同工序。

2離心母液水處理工藝的發(fā)展進程

聚氯乙烯生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的離心母液有機廢水，其水量大、溫度高、有機物含量高（含有難降解的PVA），處理難度大，回用困難，一直是困擾氯堿行業(yè)的難題。2008年左右，大多數(shù)氯堿企業(yè)采用“超濾+反滲透”的處理工藝，在運行過程中，有機物（PVA、纖維素）粘附在UF、RO膜體表面，降低膜的通水量，且使用常規(guī)清洗方法很難完全去除，只能頻繁進行化學清洗，正常情況下膜組的使用壽命應(yīng)為3a～5a，處理離心母液水半年，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，但無法持久，后續(xù)維護保養(yǎng)非常困難，成本較高，且無法保證出水水質(zhì)。

3離心母液水在乙炔工序的回用

乙炔發(fā)生工序電石與水反應(yīng)生成粗乙炔氣的同時會產(chǎn)生大量電石渣漿，而絕大部分渣漿由發(fā)生器底部排出再由渣漿泵送至乙炔汽提工序，經(jīng)過汽提塔脫除乙炔氣后的電石渣漿被送至濃縮池，渣漿在濃縮池內(nèi)與生產(chǎn)水中和，最終形成指標合格的渣漿由管道輸送用于外售。上述維持渣漿指標的過程中需要向濃縮池內(nèi)補充大量的生產(chǎn)水，經(jīng)過反復論證，通過管線利舊進行技術(shù)改造，決定將聚合工序剩余的離心母液水經(jīng)過換熱和一級過濾除去雜質(zhì)后送至濃縮池替代生產(chǎn)水。

4微懸浮法專用樹脂生產(chǎn)過程中的節(jié)水減排

4.1焦化廢水深度處理工藝

焦化廢水無論是做回用還是做濃鹽水的濃縮減量和資源化，深度處理是關(guān)鍵，深度處理如將COD和F降至合適的濃度，會為后續(xù)系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠運行提供保障。焦化廢水深度處理針對COD的去除通常采用的工藝為混凝沉淀法、活性炭吸附法、芬頓氧化法、臭氧催化氧化法。考慮到處理效果、工藝簡潔及易操作程度、運行成本、污泥產(chǎn)量及污泥處置等問題，推薦采用混凝沉淀、臭氧催化氧化、生化聯(lián)用的主工藝做為焦化廢水的深度處理工藝。焦化廢水中的COD分子量通常較大，易與混凝劑形成絮凝體去除，采用專用的混凝劑可將焦化廢水生化出水的COD降至100～150mg/L，同時可在混凝沉淀段用專用除氟藥劑將氟降至10mg/L以下，以防止后續(xù)工藝中氟化鈣結(jié)垢及氟離子腐蝕，同時可純化后續(xù)資源化段產(chǎn)品純度。經(jīng)過混凝沉淀將生化出水COD降至100～150mg/L后，再經(jīng)過臭氧催化氧化工藝可將COD降至60～80mg/L。由于臭氧催化氧化可將大分子有機物降解為小分子有機物，可提高廢水的可生化性，進一步經(jīng)生化可將COD降至40～70mg/L。生化可采用曝氣生物濾池或MBR等工藝，MBR工藝出水水質(zhì)更穩(wěn)定可靠。

4.2螺旋板換熱器定期清理

為保證螺旋板換熱器的高效運行，保證兩側(cè)封頭死角處無集料，根據(jù)聚合釜實際運行情況及樹脂質(zhì)量不斷摸索，最終將螺旋板換熱器清理周期定為6個月一次，在后期檢修時發(fā)現(xiàn)螺旋板換熱器死角處集料已明顯減少，達到了預期效果。

4.3生化單元

從干燥離心機脫出的水（離心母液）經(jīng)母液水泵送至生化單元，生化單元主要由沉淀、降溫、水解酸化、生物接觸氧化、沉淀和過濾組成，通過生物菌去除有機物的，生化產(chǎn)水要求COD<30mg/L。在運行過程中要重點關(guān)注以下方面。（1）離心母液進水溫度較高，必須將溫度降到40℃以下，滿足生物菌新陳代謝要求，冷卻塔必須采用無填料冷卻塔（因母液水中含有PVC顆粒和聚乙烯醇（PVA），如果采用填料塔會經(jīng)常堵塞填料，增加清理涼水塔成本）。（2）保證生物接觸氧化池的停留時間在25h以上，可以有效降解COD。保證水中C、N、P濃度比例為100∶5∶1，如出現(xiàn)異常情況，要適當添加N、P營養(yǎng)液進行調(diào)整。（3）根據(jù)水解酸化池、生物接觸氧化池的污泥濃度做好定期排泥、壓濾，防止污泥膨脹，造成出水水質(zhì)指標波動。

4.4汽提塔噴淋水改造

為避免塔頂冷凝器凝液用于汽提塔噴淋導致雜質(zhì)數(shù)偏高的風險，經(jīng)過實際核對，在保證降本增效的情況下將聚合釜沖洗水（母液水）進行重新配管至塔頂噴淋水泵出口用于塔頂噴淋，在降溫的同時保證噴淋水水質(zhì)的要求，達到預期效果。

4.5干燥加熱器蒸汽冷凝水的回用

微懸浮聚合反應(yīng)生成的中間產(chǎn)物，需經(jīng)過干燥、粉碎和包裝，最終形成袋裝成品儲存待售。干燥不僅是一個脫水干燥的過程，更重要的是次級粒子的造粒過程，次級粒子的表面狀態(tài)和粒徑的大小及分布將影響到產(chǎn)品的糊粘度，流變性能，凝膠特性和糊穩(wěn)定性等一系列加工性能。一般對于具有次級粒子結(jié)構(gòu)的專用樹脂，其增塑糊的性能不僅取決于初級粒子的粒徑分布，還受次級粒子結(jié)構(gòu)的影響。次級粒子的產(chǎn)生是由初級粒子在干燥器里受熱處理的過程中聚集形成的，其大小及形態(tài)主要受膠乳的霧化程度和干燥溫度的影響。為達到以上效果必須保證噴霧干燥塔有充足的熱風供給，這個過程中就會導致干燥蒸汽加熱器產(chǎn)生幾乎等量的蒸汽冷凝水排出加熱系統(tǒng)。

結(jié)束語

針對城市合流制排水系統(tǒng)水量的設(shè)計與評估，除考慮生活污水、工業(yè)廢水與雨水外，還應(yīng)重點分析排水系統(tǒng)中地下水與其他外來水在旱季與雨季的入流與入滲量。發(fā)達國家已將城市排水系統(tǒng)可允許的外水入流與入滲量（I/IAllowance）作為一項重要的設(shè)計參數(shù)，我國當前城市排水相關(guān)的設(shè)計手冊與規(guī)范標準中尚未明確合流制排水系統(tǒng)中地下水與外水入流入滲量的計算與設(shè)計要求，大量城市的合流制排水系統(tǒng)截流管網(wǎng)在設(shè)計與改造時并未充分考慮地下水與外水入流入滲的影響，導致建成后實際運行過程中往往無法實現(xiàn)設(shè)計截流倍數(shù)的目標。

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