氯堿生產廢水綜合利用工藝

　　安徽華塑股份有限公司(以下簡稱“安徽華塑”)一期工程42萬t/a聚氯乙烯、56萬t/a電石、32萬t/a離子膜燒堿、115萬t/a電石渣水泥、60萬t/a真空制鹽等裝置已全面建成投產。安徽華塑業(yè)務范圍橫跨電力、冶金、水泥和化工行業(yè)，在水資源供應緊張、環(huán)保管控日益加強的情況下，對水資源的合理調配利用，特別是氯堿產業(yè)廢水能否得到最大限度的回用，對于公司經濟效益和地方環(huán)境保護都有較大影響。安徽華塑在氯堿生產中積極采取措施，基本做到了工藝廢水零排放。

　　1、PVC離心母液回收利用

　　1.1 廢水來源

　　離心母液廢水。懸浮聚合以去離子水為介質，加入分散劑并在機械攪拌下將單體氯乙烯聚合成聚氯乙烯。聚合反應結束后，漿料中70%的水被分離出來，稱為離心母液。

　　廢水汽提塔排水。PVC裝置回收工序、漿料汽提工序及VCM貯存工序產生的含VCM(VCM質量分數(shù)約0.1%)的工藝廢水，首先送入廢水收集槽，然后泵入廢水汽提塔，在真空條件下，用蒸汽將其中所含的VCM進行脫除。汽提出來的VCM，被送至VCM回收工序進行回收，脫除VCM之后的廢水(VCM質量分數(shù)<10^-6)從汽提塔底排出，與PVC離心母液一起送母液回收處理系統(tǒng)。

　　1.2 離心母液的處理

　　離心母液廢水經冷卻塔降溫處理后，采用生化處理工藝，使水達到回用標準后，分別送至循環(huán)水、干法乙炔、電石廠回用。

　　1.2.1 生化法處理工藝

　　離心母液廢水經冷卻塔降溫處理后，在沉淀池中進行初次沉淀。去除污水中較大的顆粒物以及有機、無機性懸浮物和膠體混凝物后，進入混合生化池除去大部分COD。再流入混凝池，去除水中的懸浮物和膠體物質。經二沉池中分離污泥，去除剩余的大部分懸浮物后由泵送入臭氧消毒池中消毒，去除水中的細菌和少量難降解的物質。出水流入活性炭過濾器，在其中進行深度處理，去除水中殘余的少量懸浮物?；钚蕴窟^濾器出水流入清水池，用泵送用戶回用。生化法離心母液廢水處理工藝流程如圖1所示。

　　1.2.2 處理后水質

　　PVC離心母液回用系統(tǒng)設計處理能力為150m3/h。由于聚合工藝采用的水是經過處理后的去離子軟化水，離子含量不高，因此，PVC離心母液和廢水汽提塔排水經系統(tǒng)處理后，水質完全達到生產用水的要求(檢測數(shù)據如表1所示)。

　　1.3 離心母液回收利用

　　1.3.1 作為乙炔發(fā)生器用水

　　根據乙炔裝置發(fā)生需要的水量和質量進行了分析，1t電石水解所需的水量為1189.2kg。乙炔發(fā)生用水對氯離子濃度有較嚴格的要求，水中氯離子由電石渣帶到水泥生產中后，影響水泥生產設備和品質。離心母液回用水中氯離子濃度較低，完全可以滿足乙炔發(fā)生用水的要求。

　　1.3.2 電石廠回用

　　電石廠電石爐氣經降溫、干法除塵后需進一步洗滌，才能作為石灰窯燃料使用。處理合格的離心母液水送至電石廠電石爐氣洗滌塔作為噴淋水和密閉循環(huán)冷卻水的補充水。這兩部分水均要求為脫鹽水，處理后離心母液完全可以滿足使用，既可以提高濃縮倍數(shù)，又能減少循環(huán)水排污量。

　　1.3.3 作為循環(huán)水補充水

　　氯堿循環(huán)水站是綜合性循環(huán)水站，循環(huán)給水正常流量為21000m3/h，最大流量為24000m3/h。供水壓力為0.54MPa，分別向燒堿裝置、聚氯乙烯裝置、氯乙烯裝置提供循環(huán)冷卻水。處理后的離心母液補充至循環(huán)水系統(tǒng)后，水質情況如表2所示。

　　由表2可以看出：處理后的離心母液補充至循環(huán)水系統(tǒng)后，水質完全符合要求。

　　2、VCM含汞廢水處理回用

　　2.1 含汞廢水來源

　　含汞裝置區(qū)收集的設備及地面沖洗水、初期雨水以及轉化器更換廢催化劑產生的廢水，主要污染物汞質量濃度為0.3mg/L。

　　2.2 處理工藝

　　含汞廢水處理設計采用硫氫化鈉脫汞、絮凝沉淀、活性炭過濾吸附工藝，處理后廢水中汞質量濃度小于0.003mg/L，出水儲存于界區(qū)儲罐中，用于乙炔裝置或去鹽礦采鹵。

　　含汞廢水處理工藝流程如圖2所示。含汞污水進入汞處理槽后，首先進行酸堿中和，使pH值達到7～10。然后向廢水中加入硫氫化鈉，使之與廢水中的汞反應生成不溶性的硫化汞。反應式為：HgCl2+2NaHS→HgS↓+H2S↑+2NaCl。

　　在完成反應的同時，配制好助濾劑漿料，通過汞過濾器進料泵打入，使助濾劑在板框壓濾機的濾布上形成過濾層。含有硫化汞的污水經過由汞處理槽、汞過濾器進料泵、壓濾機組成的閉合循環(huán)回路進行循環(huán)。污水通過壓濾機內由助濾劑形成的濾層時，硫化汞被留在過濾層上。往復循環(huán)至污水汞含量取樣合格(汞質量分數(shù)≤1×10-9)后，切換閥門，將水送至纖維過濾器和精過濾器。從精過濾器出來進廢水加熱器和廢水汽提塔，進一步汽提和回收廢水中的VCM，同時將廢水冷卻器進出口蝶閥打開，向廢水冷卻器通入冷卻循環(huán)水，啟動廢水輸送泵。經廢水輸送泵將廢水輸送到蓄水槽B中，當蓄水槽B液位達到30%以上時，啟動蓄水槽泵將水送至活性炭過濾器。從活性炭過濾器出來后進入螯合樹脂塔，最后進入蓄水槽A，分析合格后，啟動廢水外送泵送至乙炔裝置。

　　回收的VCM酸洗后須再進行堿洗，以中和殘余的HCl氣體。堿洗的廢堿液主要組分為Na2CO3和NaOH，含汞質量分數(shù)小于2×10^-9。由于廢水呈堿性，在乙炔發(fā)生過程中，對減少乙炔中的硫化氫有利。廢堿液經中和、除汞、汽提后送乙炔裝置。

　　2.3 廢水回用

　　跟蹤3個月的含汞廢水處理數(shù)據發(fā)現(xiàn)，處理后的廢水中汞質量濃度均小于0.001mg/L(控制指標≤0.003mg/L)。將處理合格的廢水送至乙炔裝置使用，完全符合生產要求。

　　3、工藝廢水分質回用

　　3.1 真空制鹽冷凝水

　　真空制鹽過程中產生的蒸汽冷凝液部分作為燒堿裝置化鹽用水，部分送至廠區(qū)脫鹽水站處理后回用。

　　3.2 真空制鹽含鹽廢水

　　真空制鹽產生的含鹽廢水，主要含鹽和鈣鎂離子，通過中和沉淀除鈣鎂離子后返回鹽礦采鹵。

　　3.3 螯合樹脂塔酸性再生廢水

　　鹽水處理工序螯合樹脂再生產生的酸性廢水，間斷排放，每天2次，為酸性含鹽廢水。該酸性廢水經中和處理后返回化鹽工序，或送含鹽尾水緩沖池送鹽礦采鹵。

　　3.4 脫氯淡鹽水

　　離子膜電解槽陽極室產生的含氯淡鹽水，NaCl質量濃度210g/L，Cl2約1700mg/L，采用真空+化學法脫氯后送真空制鹽裝置脫硝，脫出的氯氣送氯氣系統(tǒng)。

　　3.5 蒸發(fā)工序工藝冷凝水

　　蒸發(fā)工序采用三效降膜蒸發(fā)濃縮工藝將32%液堿濃縮至50%，產生的工藝冷凝水，送公輔裝置脫鹽水補水或化鹽工序，不外排。

　　4、結論

　　通過對安徽華塑工業(yè)園區(qū)各生產裝置大量現(xiàn)場調查、運行數(shù)據采集和分析，從技術可行性及水平衡角度綜合來看，生產性廢水得到梯級分質利用，氯堿裝置基本實現(xiàn)工藝廢水零排放。對照燒堿和聚氯乙烯行業(yè)清潔生產標準，園區(qū)僅燒堿和聚氯乙烯裝置就可減少污水排放[1.5t/(t?燒堿)+5.5t/(t?PVC)]670萬t/a。

　　安徽華塑廢水分級分質利用的思路和深度處理的方案對于含有電石法PVC工藝裝置的循環(huán)經濟產業(yè)園區(qū)及跨行業(yè)的產業(yè)集群工業(yè)園區(qū)的水資源利用具借鑒意義。(來源：安徽華塑股份有限公司)