氯碱废水压滤机处理工艺

2022/08/20 分类:技术文献 291

引言

在氯碱生产中，离心母液废水属较难处理的有机废水，次氯酸钠废水、含汞废水属较难处理的无机废水，各类含盐废水虽然处理工艺简单，但是由于其盐分含量高，废水的回收利用存在一定的局限性。河南永银化工实业有限公司主要以生产烧碱和聚氯乙烯（PVC）为主，其生产装置设计生产能力为10万t ／ a离子膜烧碱、12万t ／ a电石法PVC；同时，还配套2 000 t／d的水泥熟料生产线。针对以上几类废水，该公司在项目建设初期对其处理工艺及回用措施的选择，在同行业内进行了实地考察，并结合本公司整个化工生产工艺，确定了最终的处理方案及回用措施。通过实际运行，收到了较好的节能减排及环保效果。

1离心母液废水

1．1离心母液废水特性在PVC树脂生产过程中，产生大量的离心母液废水，其水量为65 m3／ h左右。水质特征为：水量大，硬度、含盐量低，浊度高。主要污染因子为PVC聚合过程中添加的单体、分散剂、引发剂、终止剂、消泡剂、防粘釜剂等的残存物，属于具有较高生物毒性、难以生物降解的有机废水。由于这部分水回用价值非常高，对其处理后出水的CODCr要求较严格，因此处理方案的选择非常关键，其设计进、出水水质如表1所示。

1．2工艺选择及回用措施目前国内常用的处理方法主要有生化法和双膜法。在确定该股废水核心处理工艺的前期阶段，对使用此2种工艺的国内氯碱生产企业进行了考察，了解了各自的运行状况并分别做了比较与分析。

1．2．1膜法处理膜法处理核心工艺为“预处理-超滤-反渗透”。该方法只是对废水进行了简单的机械过滤，离心母液废水中的有机物并没有有效去除，而是被转移至反渗透浓水中进一步浓缩，对水体的污染依然存在，还需进一步做环保处理。采用超滤及反渗透对母液废水进行处理，运行初期效果较好，出水水质可达到回用水标准的要求。但运行一段时间后，由于母液中残留的各种助剂对膜有极强的污染作用，很快会对超滤膜、反渗透膜造成不可逆污染，无法反洗再生，需重新更换超滤或反渗透膜。经过对使用该工艺的企业进行考察，了解到该工艺运行不稳定、出水水质波动较大，虽然设置了预处理设施，但是反渗透膜及超滤膜堵塞的情况经常发生，且运行成本较高，在环保上也不能完全达标。

1．2．2生化法处理生化法的核心工艺主要采用“水解酸化-接触氧化”，该方法处理效果好，运行费用低、水回收率高、环保上能够完全达标。通过对内蒙古某化工有限公司、天津某公司等氯碱生产企业离心母液废水处理情况的考察，并结合永银化工实际情况，最终确定选用生化法对其进行处理。其工艺流程如图1所示。

生产过程中PVC装置排出的离心母液废水经冷却塔由65 °C降温至30 °C，通过重力自流入初沉池和两级生化池。两级生化反应池包括水解池和好氧池2个部分，采用弹性立体填料，水解池出水进入好氧池，好氧池为并联4组池体。两级生化池总水力停留时间为35 h，水解池停留时间为15 h，好氧池停留时间为20 h，溶解氧质量浓度维持在2． 5~3．5mg ／ L，运行期间每小时向池内投加质量分数为10％的磷酸氢二铵溶液5．83 L；出水经三角堰收集进入混凝反应池，每小时投加质量分数为10 ％的PAC 2．5 kg、0． 5％的PAM 0．07 kg后，进入沉淀池进一步去除生化后的SS，沉淀池出水经中间水池泵入无阀过滤器，然后进入回用池，经泵输送至循环水塔下水池，作为循环水系统的补充水。无阀过滤器的反冲洗水自流进入反冲洗废水池，由泵提升进入生化池进行再次处理。离心母液废水处理工艺的监测结果如表2所示。

从表2可知，出水CODCr浓度低于设计标准值，去除率达86．7％，出水满足GB ／ T19923—2005《城市污水再生利用工业用水水质》中的要求。电导率升高主要是由处理过程中加入的营养盐及水处理药剂引起的，但对回用于循环水系统影响不大。该处理装置运行出水达标后，年减少CODCr排放量99．2t；节约水资源32万m3；若一次水费用按1．3元／ m3计算，使用该装置年节约水资源费用41．6万元。

2次氯酸钠废水

2．1水质特性次氯酸钠废水是清净配置工序产生的废水，由于电石内有杂质，产生的粗乙炔气常含有硫化氢、磷化氢等杂质气体，杂质的去除采用次氯酸钠溶液清净工艺，利用次氯酸钠的强氧化性质，除去硫化氢、磷化氢等杂质，因此产生的废水中磷化物、硫化物、SS、氯化物浓度较高，且含有约0．01％的次氯酸钠，使废水具有一定的氧化性，其设计进、出水水质如表3所示。

2．2工艺选择及回用措施一般氯碱企业将此部分水排入电石渣浆中进行再次循环利用，永银化工为了发展循环经济，消耗PVC生产过程中产生的电石渣，配套建有水泥熟料生产线。电石渣制水泥要求电石渣中Cl-的质量分数小于0．02％，而原有乙炔清净工艺中产生的次氯酸钠废水进入发生器后使电石渣中的Cl-的质量分数达到2．0％以上，如果这部分水进入电石渣中，其中的Cl－将影响水泥熟料的质量，若直接排放对环境危害较大，不符合环保要求，为此该公司决定将此部分废水进行单独处理。由于废水具有一定的氧化性，不利于微生物的生长繁殖，不适合采用生化法处理，最终确定采用物理化学方法进行处理。其处理工艺流程如图2所示。

该装置主要采用“氧化处理-沉淀-过滤”工艺。次氯酸钠废水通过气提塔的分离作用去除废水中的主要有机物乙炔气；出水经冷却塔降到常温后自流入pH值调节池1，并投加质量分数分别为15％与10％的HCl、NaOH溶液，将原水pH值调节至5 ～6；pH值调节池1出水流入氧化池，氧化池中投加质量分数为30％的H2O2溶液，投加量为12．5～ 33．3L／ h，经搅拌与废水充分混合、反应，将废水中低价态的磷酸盐氧化成高价态的正磷酸盐；氧化池出水进入pH值调节池2，通过投加酸碱将pH值调节至6 ～9后进入除磷池，与质量分数为20％的FeSO4溶液反应（投加量为12．5～ 33．3 L ／ h），将水中的正磷酸根转化为沉淀物，进而在沉淀池中除去；沉淀池出水进入中和池，在其中将pH值调节至6 ～9，并自流进入中间水池；通过二级提升泵将中间水池中的废水提升进入活性炭过滤罐，去除多余的氧化剂及部分剩余沉淀物，过滤后的出水排入清水池；清水池出水经管廊输送至厂区淡盐水返井槽。次氯酸钠废水处理工艺的水质监测结果如表4所示。

从表4可知，出水指标满足GB 8978—1996《综合污水排放标准》中的二类一级标准要求。该处理装置设计处理水量25 m3／ h，正常15 m3／ h，按满负荷年运行8 000h，采卤用一次水价格1． 3元／ m3，回用至淡盐水槽返井采卤后，可减少CODCr排放量约12t／a；减少废水排放量12万m3／a，节省水资源费用15． 6万元／a。

3含盐废水

3．1含盐废水的来源含盐废水主要包含循环排污水、反渗透浓水、螯合树脂塔再生废液、脱盐水站混床酸碱再生废水、一次盐水膜过滤反洗水等。

3．2各类含盐废水的处理及回用措施

3．2．1循环排污水循环排污水属清净废水，排水中SS、浊度、碱度较高，含盐量是天然水的3~4倍，同时还含有水质稳定剂，不适合用来进行绿化。此部分废水经处理后可进行回用，但该公司考虑到直接进行处理增加投资费用，通过结合整个PVC生产工艺，将该部分废水直接回用于乙炔发生，不仅合理利用了水资源而且减少了建设费用。

3．2．2反渗透浓水脱盐水装置反渗透浓水侧产生的浓水主要特点为盐分、钙镁离子浓度高，其它污染因子含量非常少，水量约53 m3／ h。根据乙炔发生装置及采卤用水对水质的要求，该公司将此部分水回用至淡盐水系统返井回灌盐层进行采卤，同时还可回用于乙炔发生装置，用于制取乙炔气。

3．2．3综合废水螯合树脂塔再生废液、脱盐水站混床酸碱再生废水、一次盐水膜反洗水含盐量均较高，这几股水通过排水管道输送至厂区污水处理站综合废水处理单元进行综合处理，经调节、酸碱中和，加PAC、PAM混凝反应、沉淀、过滤处理合格后回用于淡盐水系统，做为采卤用水。其工艺流程如图3所示。

3．3产生的效益循环水系统正常排污量为74 m3／ h，处理合格后的离心母液废水回用于循环水系统后可将排污量降至40 m3／ h，直接用于乙炔发生可节约一次水量32万m3／a，按1．3元／ m3计算，可节约水资源费41．6万元／a。反渗透浓水回用后可减少废水排放量42．4万m3／a，节约水资源费55．12万元／a。综合废水设计处理量为80 m3／ h，正常45 m3／h，此部分水也回用于淡盐水系统返回淡盐水槽进行采卤，按装置每年满负荷运行8 000h，采卤用一次水价格1．3元／ m3，则可回收利用水资源36万m3／a，节约水资源费用46．8万元／a。4生活污水处理工艺及回用措施厂区生活污水经管道收集后进入污水处理装置生活污水单元，经预处理后由提升泵提升进入一体化AO设备；一体化AO设备的主要作用是去除污水中的CODCr、BOD5，并进行脱氮除磷。绝大部分CODCr、BOD5在此进行降解，N、P也在此得到去除。通过鼓风机向一体化AO设备的二级罐和三级罐中通入压缩空气，进行搅拌和供氧；在一体化AO设备的三级罐中设置硝化液回流泵，强化脱氮效果；一体化AO设备出水自流进入沉淀池，沉淀池上清液进入消毒池；在消毒池中投加次氯酸钠消毒剂进行消毒，处理后的出水中ρ（CODCr)≤60mg ／ L，并用泵输送至离心母液废水处理单元进行深度处理。生活污水处理工艺流程如图4所示。生活污水设计水量为20 m3／ h，来水中CODCr的质量浓度约为350 mg／L，按装置每年满负荷运行8 000h，则减少CODCr排放量约70t／a。

5含汞废水的处理VCM转化过程中产生的含汞废水主要为真空抽触媒废水及碱洗塔废水，此部分废水水量小，但污染性极强，结合生产工艺特点，采用以下措施分别对两股含汞废水进行了处理。

5．1抽触媒含汞废水的处理将抽触媒废水集中排入废水沉降池，并加入一郭瑞卿：氯碱废水处理工艺选择及回用途径定量明矾溶液助沉并在沉降池内停留一段时间，用泵将沉降处理后的废水输送至废水高位槽，一部分水回到废水沉降池，另一部分经高位槽进入锯末过滤器除去碳粉和大部分汞，锯末过滤器出水（出口流量为2．6m3／ h，水质透明度＞ 85％）再经过活性炭过滤器吸附达标（ρ（汞）≤0．05 mg ／L）后排入清水池，清水池内的水返回到抽触媒真空泵循环使用，含汞锯末集中送到专业汞处理公司进行处理，实现了含汞废水不外排。其处理流程如图5所示。