氯碱化工废水综合利用

薛卫东，井金旺

（陕西金泰氯碱化工有限公司，陕西米脂718100）

氯碱化工废水综合利用

薛卫东，井金旺

（陕西金泰氯碱化工有限公司，陕西米脂718100）

介绍了氯碱生产各装置区废水及蒸汽冷凝液的综合利用情况。通过优化工艺设计最大程度实现了水资源综合利用。

氯碱化工；废水；综合利用

陕西金泰氯碱化工公司生产装置由10万t/a离子膜烧碱、10万t/a电石法PVC、配套25 MW×2自备电厂等装置构成。烧碱装置采用全卤制碱工艺，PVC装置中乙炔发生采用湿法工艺。为了提高水资源的综合利用率，努力实现清洁生产，该公司采取了以下措施，使废水利用率得到了极大的提高，达标外排水量有效减少。

（1）实行雨污分离，保证外排雨水不受污染。

（2）施行有机、无机污水独立处理的工艺，确保中水回用。

（3）建立离心母液独立处理装置，提高纯水利用率。

（4）各界区的酸碱废水分别中和处理，然后送入无机废水装置集中处理。

（5）全公司蒸汽冷凝液集中回收、重复使用。

1 水资源使用情况

1.1 用水概况

该公司用水采取廊道取水方式打井取水，共有水源井4口，日取水能力2万m3。生产运行方式采取由水源井抽水，集中到综合水池，然后再分别供各生产装置使用。用水网络图见图1。

1.2 用水种类

该公司用水分3类，即一次水、循环水和纯水。

一次水是基础水源，在生产中作为生产纯水、循环水、消防水、生活用水及各种助剂配置用水的水源。

循环水作为生产中各装置的主要冷却介质，大量应用在各种换热设备中，可循环使用。

纯水是一次水通过化水装置精制得到的去离子水，主要用于电站锅炉装置、离子膜电解装置、氯化氢合成装置及聚合装置等生产运行中。

1.3 生产中产生的废水种类

根据废水所含成分种类的不同，废水可归纳为3类，无机废水、有机废水和生活废水。根据生产工艺的不同，对上述废水又可细分如下几种：

（1）无机废水，包括机封冷却水、蒸汽冷凝水、二次汽冷凝水、含碱废水、含酸废水、含高盐废水、氯水、设备洗洁水、循环水和排污水等。

（2）有机废水，包括PVC离心母液和废水汽提排污水。

（3）生活污水，包括生产厂区（含卫生间、餐厅等）的生活污水。

图1 用水网络图

2 各装置区废水综合利用情况

为了充分利用水资源，在工程最初设计、施工中非常注重水的综合利用。在装置开车后，又根据生产实际进行技术改造，使各类废水合理重复使用，提高了废水利用率；通过废水分类处理，提高了中水回用率，极大地减少了废水排放。

2.1 烧碱装置区

烧碱装置区水源使用一次水、循环水和纯水，分别用于盐水工序的采卤、精制剂配制、机泵机封冷却、换热器冷却、离子膜电解槽阴极系统加水、树脂塔再生用水、合成炉冷却用水及盐酸吸收用水等。该系统中产生的废水属无机废水，含前述除循环水、排污水外的各部分废水，通过集中合理利用，实现了全部废水综合利用。在烧碱装置中，采用全卤制碱技术，使废水全部得到综合利用。

2.1.1 机泵冷却水的回收利用

烧碱装置机泵冷却水有2类，一是采卤、盐水工序机泵采用的一次水；二是电解工序到固碱工序机泵采用的纯水。

（1）采卤工序的机泵冷却水采用有压回水的形式送入白水池作为采卤用水。盐水工序机泵冷却水通过地沟流入滤液池，再通过滤液泵送白水池作为采卤用水。采卤工序机泵冷却水利用示意图见图2。

图2 采卤工序机泵冷却水利用示意图

（2）电解工序机泵冷却水使用的是纯水，水质较好，这部分水是通过铺设在地沟中的管线回收到回收水集中池，然后通过泵送入循环水回水管线，部分送盐水工序化精制剂。

（3）氯氢、固碱工序机泵冷却水通过地沟流入盐水工序的滤液池，再通过滤液泵送白水池作为采卤用水。

采用这些措施实现了机泵轴封水的全部回收利用。

2.1.2 蒸汽冷凝液、二次汽冷凝水的回收利用

烧碱装置蒸汽冷凝液产生于盐水工序粗盐水预热器、电解工序盐水加热器、固碱工序蒸发器、各工序采暖器等。

（1）盐水、电解工序的蒸汽冷凝液是通过铺设在地沟中的管线回收到回收水集中池，然后通过泵送入循环水回水管线或送盐水工序化精制剂盐水、电解工序机泵冷却水利用示意图见图3。

（2）其他工序采暖蒸汽冷凝液通过地沟流入滤液池，再通过滤液泵送白水池，作为采卤用水的补充水。

（3）固碱工序一次蒸汽冷凝液换热回收热量后送电厂除氧器再利用，事故状态下送循环水池，补充循环水或送盐酸工序用作合成炉冷却水。

图3 盐水、电解工序机泵冷却水利用示意图

图4 蒸汽冷凝液利用示意图

（4）二次蒸汽冷凝水换热冷却后，一部分用作固碱机泵冷却水，一部分到循环水池，补充循环水。蒸气冷凝液利用示意图见图4。机泵机封冷却水通过地沟到盐水工序滤液池，加以回收利用。烧碱装置的蒸汽冷凝液全部实现了回收利用。

2.1.3 含碱废水、含酸废水的回收利用

烧碱装置含碱废水、含酸废水产生于电解工序树脂塔再生过程及电解槽停车水洗或固碱蒸发装置停车水洗过程中。树脂塔酸碱再生产生的废水通过自身的压力流到再生废水集中槽，通过自身循环中和后，用泵送白水池用作采卤补充水。其他方式产生的碱性水，通过地沟流入滤液池，由滤液泵送白水池作为采卤用水。

2.1.4 含高盐废水的回收利用

在烧碱装置中，含高盐废水包括：电解正常生产中产生的含氯淡盐水、电槽停车时排放的阳极液及树脂塔第一步水洗产生的高盐废水。阳极液和含氯淡盐水脱氯后，通过脱氯淡盐水泵送白水池采卤。树脂塔第一步水洗和反洗产生的含盐废水和反洗废水，通过自身压力流入盐水收集槽，然后由泵送白水池作为采卤用水。

2.1.5 氯水的回收利用

烧碱装置氯水的产生包括：电解工序氯气冷却器、脱氯塔冷凝器、真空泵气液分离器产生的氯水及氯处理工序氯气洗涤塔、氯气I段冷却器、氯气II段冷却器、氯气水雾分离器等产生的氯水。电解工段产生的氯水通过自流汇集到氯水集中槽；氯处理工序的氯水通过氯水循环泵送到氯水集中槽，经氯水泵送真空脱氯装置和淡盐水一并脱氯回用。此种传统方法增加了真空脱氯的负荷，浪费了氯资源。该公司二期拟采用通过氯水泵送到乙炔站清净岗位，配制次氯酸钠溶液，或送循环水加氯和送废气处理工序配置吸收液。氯水利用示意图见图5。

此种工艺充分利用了氯水，在一定程度上减少了氯气、水和亚硫酸钠的消耗。

图5 氯水利用示意图

2.2 PVC装置区

PVC装置是用水大户，为了提高水的综合利用率，PVC装置主要采用了乙炔站渣浆上清液回用、聚合离心母液处理、污水处理站中水回用等技术，界区内设有3个废水集中池，废水经界区内综合处理，再重复利用，使水的综合利用率大幅度提升。

2.2.1 乙炔发生装置水的综合利用

该公司采用湿法乙炔工艺，乙炔清净剂采用次氯酸钠。乙炔发生反应用水主要是渣场回送的上清液，不足的部分由一次水补充；清净塔次氯酸钠配制用的是工业污水处理站生产的中水和一次水；泵的机（轴）封用水采用的是一次水；发生器冲洗用水用上清液；发生器浓缩池冲洗用水用界区内废水池的各种废水；水洗塔用水是用废次氯酸钠代替一次水，不足时补充废水池废水。此处设有废水池，集中回收界区内各种废水，废水池废水不足时由上清液补充，如废水池中有多余的废水，则送入渣池进行再利用。

乙炔生产中大量的水在系统中循环使用，在夏季，由于蒸发量大，系统水略有不足，需少量补入一次水。乙炔发生用水情况见图6。 2.2.2聚合装置水的综合利用

图6 乙炔发生用水示意图

聚合装置用纯水40 m3/h左右，其中30 m3来自化水装置的纯水，10 m3来自母液回收水。采用离心母液工艺，提高了废水利用率，减少了废水排放。废水汽提产生的少量废水和离心母液处理后的废水都送入有机污水处理站处理。离心母液的处理再利用见图7-1、图7-2。

图7-1 离心母液的回收

图7-2 PVC聚合用水

2.2.3 PVC装置含汞废水的处理

在更换触媒工序中，用水循环真空泵抽触媒时，少量触媒进入水中，须进行处理。生产中，经锯末过滤器和活性炭两级吸附后，达标水进入电石渣库与上清液混合重新再利用。含汞废水处理工艺示意图

见图8-1、图8-2。

图8-1 含汞废水处理示意图

图8-2 含汞废水处理示意图

经过处理，含汞废水中汞的质量分数由200×10-6降至50×10-9~60×10-9。

2.3 动力分厂用水情况

动力分厂耗水主要是化工用循环水和溴化锂制冷机组。

2.3.1 循环水装置

循环水装置平均耗水60 m3/h，其中补充一次水20 m3/h，回用污水处理站生产的中水40 m3/h。循环水装置蒸发和风损量大，在运行中约占5%，达到20 m3/h。同时，为了控制循环水硬度，向污水处理站外排循环水40 m3/h。

2.3.2 溴化锂制冷

采用溴化锂制冷技术的5℃水机组供PVC生产使用。采用高压蒸汽作为加热源，产生的蒸汽冷凝液集中回收，送往热电分厂除氧器重复利用，减少了纯水使用量。

2.3.3 无机废水处理站

无机废水处理采用膜渗透处理工艺，处理能力为350 t/h。全公司所有的未处理完的无机废水（包括化工和热电的循环水排污水、制纯水产生的高含盐废水、热电分厂捞渣机排出的废水）集中在此处理。经反渗透处理后，回收的水达到中水标准，返回系统作为循环水补充水，产生的浓水送往电石渣库进行沉降处理。无机废水处理工艺流程见图9。

图9 无机废水站工艺示意图

2.3.4 有机污水处理站

PVC离心母液产生的废水、废水汽提产生的少量废水、全公司生活污水及少量的冲洗水在有机污水处理站进行生化处理。经处理后产生的达标中水作为循环水的补充水，沉降下的污泥经板框压虑后集中堆放。有机废水处理工艺流程见图10。

图10 有机污水站工艺示意图

2.4 自备热电厂用水情况

自备热电厂耗水，主要为全公司提供纯水和蒸汽以及为自身提供循环水。

2.4.1 化水装置用水情况

化水装置耗水200 m3/h，其中蒸汽冷凝液回用约8 m3/h；回用污水处理站生产的中水30 m3/h；补充一次水162 m3/h；化水装置生产纯水150 m3/h；向污水处理站排放含盐重水50 m3/h。

2.4.2 发电装置

发电装置耗水100 m3/h，其中锅炉耗纯水70 m3/h；电厂循环水补充一次水20 m3/h；回用污水处理站生产的中水10 m3/h。电厂循环水在运行中的蒸发和风损也很大，达到30 m3/h。

3 蒸汽冷凝液的回收

全公司蒸汽有高压蒸汽和低压蒸汽，主管线长1 km，沿途设有若干蒸汽疏水点，采用管道输送的方式，利用疏水产生的压力集中回收，统一送至无机废水处理站，作为无机废水生产中的加热热源，使蒸汽疏水全部得到利用。

通过上述技术措施，使生产中一次水使用量大幅下降，目前，生产用水为8 000 m3/d，废水综合利用率达到80%左右，达标外排水量有效减少。

Comprehensive utilization of chlor-alkali waste water

XUE Wei-dong,JING Jin-wang
(Shanxi Jintai Chlor-alkali Chemical and Industry Co.,Ltd.,Mizhi 718100,China)

The comprehensive utilization of waste water of chlor-alkali production device and steam condensate liquid was introduced.The maximum utilization of water resources was realized.

chlor-alkali chemical;waste water;comprehensive utilization

TQ085

B

1009－1785(2010)10－0033-05

2010-04-20