高鹽廢水處理過程中蒸汽冷凝水的回收

邢娟娟

(焦作煤業(集團)開元化工有限責任公司，河南 焦作 454191)

焦作煤業(集團)開元化工有限責任公司(以下簡稱“開元化工”)為延伸產業鏈，增加企業抗風險能力，建設了3萬t/a甘油法環氧氯丙烷和2萬t/a環氧樹脂項目，其生產中產生的高鹽有機廢水含鹽量高、COD含量高，污染嚴重，因此開元化工采用生物處理的方法處理廢水。但由于廢水中鹽濃度過高，會對微生物的生長產生抑制作用，因此，高含鹽有機廢水在生物處理前，先將廢水中的鹽除去。除鹽技術是：采用三效蒸發析鹽工藝得到工業級鹽，變廢為寶；同時，將處理過程中產生的大量蒸汽冷凝水及余熱回收利用，節約用水和用汽，最終達到節能減排，降低生產成本的目的。

1 高鹽廢水的處理及存在的問題

1.1 高鹽廢水的處理

高鹽廢水處理裝置主要包括預處理、三效蒸發和精制3個工序,工藝流程如圖1所示。

圖1 高鹽廢水處理工藝流程圖Fig.1 Process flow of high-salt wastewater treatment

1.2 存在的問題

三效蒸發器處理高含鹽廢水需要大量的蒸汽，由于原設計沒有回收系統，這些蒸汽冷凝后形成的大量冷凝水通過排水溝全部排出，造成大量的熱能以及水資源浪費。

2 優化措施

2.1 優化方案

為節約水資源, 利用蒸汽廢熱，降低生產成本，開元化工對高鹽廢水處理過程中產生的冷凝水進行了全面回收，方案如下(工藝流程如圖2所示)。

圖2 蒸汽冷凝水回收工藝流程簡圖Fig.2 Process flow of steam condensate recycling

(1)增加1個60 m3的臥式冷凝水罐，將三效蒸發器及換熱器的蒸汽冷凝水收集起來，通過熱水泵送到純水站和皂化界區的Ⅰ、Ⅱ熱水罐。

(2)由Ⅰ熱水罐原僅負責供應皂化界區的沖洗熱水，改造為增加供應環氧樹脂、回收鹽和三效蒸發等界區的沖洗熱水，代替原設計的一次水沖洗。

(3)Ⅱ熱水罐按原設計負責供應1#～4#皂化反應器的反應補水。

(4)在生產區域的空余地方增加2個60 m3的臥式熱水罐，連接至去純水站的冷凝水管路中，對外出售民用熱水。

通過增加3個熱水罐和2臺熱水泵，與原有的皂化界區的Ⅰ、Ⅱ熱水罐，通過管道連接成一套蒸汽冷凝水回收閉環裝置，將廢水三效蒸發裝置產生的蒸汽冷凝水全部回收，達到節能減排、廢熱利用、節約一次水資源的目的。

2.2 蒸汽冷凝水的回用

2.2.1 蒸汽冷凝水回用到高鹽廢水處理工序

為了將生產中的高鹽有機廢水中的鹽分離出來，保證污水生化處理的正常運行，采用2臺HR500-NB雙活塞推料離心機連續將三效蒸發濃縮后的鹽漿冷卻后通過離心機將鹽分離出來，使高鹽有機廢水達到污水處理的要求。但由于母液含鹽量高，在鹽處理過程中存在以下問題：①在管道內壁受冷結晶，堵塞管道；②在離心機轉鼓內壁受冷結晶，黏附在轉鼓和篩網上，造成離心機轉鼓出現偏重現象，需人力清除內壁附著的鹽塊，導致離心機不能長期穩定運行而影響生產進度；③高鹽廢水中含有少量的環氧樹脂，由于環氧樹脂黏性較強，在輸送過程中黏附在離心泵的葉輪上，影響高鹽廢水輸送效率。

原設計采用一次水對管道設備進行沖洗，用水量大、清洗時間長、效果差?，F利用冷凝水(溫度在60 ℃左右)替代一次水作沖洗水對鹽漿管道及離心機轉鼓、濾網進行清洗。由于熱水可快速溶解結晶鹽，將設備管道沖洗干凈，因此有效避免鹽漿管道中鹽結晶堵塞管道的事故，提高離心機設備分離效率，確保離心機正常運行。

2.2.2 蒸汽冷凝水回用到皂化工序[1]

皂化工序2臺60 m3熱水罐，原設計利用低壓蒸汽將一次水溫度提高到80 ℃，以滿足工藝和設備、管道沖洗熱水的需要。將廢水三效蒸發裝置的蒸汽冷凝水收集到冷凝水罐中，利用冷凝水泵將冷凝水送到皂化工序的Ⅰ、Ⅱ熱水罐，替代原80 ℃熱水，滿足生產工藝需求的同時，減少了一次水和蒸汽的使用。

2.2.3 蒸汽冷凝水回用到循環冷卻水系統

原設計運轉設備循環水為一次水，由于當地一次水中Ca2+、Mg2+含量偏高，在使用過程中容易結垢，堵塞設備本身自帶冷卻管件及機械密封，導致機械密封缺水而燒毀或因水垢進入密封面造成密封面磨損漏液，嚴重影響生產的正常進行。開元化工將收集的冷凝水部分冷卻(降至20 ℃左右)后，用作運轉設備循環冷卻水；利用閉式循環泵及循環管路，通過液位控制系統自動補水。改造后不但避免了設備事故，降低了設備維修費用，同時降低了一次水的消耗。循環水工藝流程簡圖如圖3所示。

圖3 循環水工藝流程簡圖Fig.3 Process flow of circulating water

2.2.4 蒸汽冷凝水回用到純水系統或外賣民用

隨著生產系統穩定性逐漸提升，環氧氯丙烷、環氧樹脂裝置的運行負荷越來越高，廢水三效蒸發裝置蒸汽冷凝水量越來越大，除生產回用，仍有富余。開元化工一方面通過管道送到氫氣鍋爐作為鍋爐供水，另一方面外賣民用，有效利用了富余蒸汽冷凝水及余熱。

此項目的改造投用實現了蒸汽冷凝水的零排放，為公司帶來較大的經濟效益。

3 經濟效益

3.1 冷凝水回收量

廢水三效蒸發裝置用汽為低壓飽和蒸汽，壓力為0.4 MPa，平均用汽量為26.11 t/h;年運行時間按8 000 h計，每年耗費蒸汽20.88萬t，可產生約20萬t蒸汽冷凝水。

3.2 經濟效益核算

按純水12元/t、回收率95%計算,回收純水的費用為：20×12×95%=228(萬元)。

因此，不計熱能和污水治理費用，僅純水一項就節約228萬元。

4 結語

高鹽廢水處理過程中的蒸汽冷凝水回收利用裝置運行穩定，完全實現了冷凝水零排放及余熱再利用。此項目不但能夠節約一次蒸汽和水資源，減少污水排放及治理費用，而且確保了生產的正常運行，提高了設備工作效率，降低了維修強度，因此，該改造項目具有良好的經濟效益和社會效益。