树脂塔再生废水的分阶段回收利用

刘彩红

（唐山三友氯碱有限责任公司，河北 唐山063305）

唐山三友氯碱有限责任公司烧碱装置生产能力达到53万t/a，电解工序全部采用零极距电解槽，低耗能且自动化程度较高。

三友氯碱多年来不断改造各项废水回用流程，针对树脂塔再生废水环节，根据水质不同，考虑其经济效益，实现废水的分级回收，提高回用效率。

1 工艺简介

烧碱系统的主要原材料为原盐，首先进行化盐处理，粗盐水通过陶瓷膜过滤技术除去其中的各种杂质，处理合格的一次盐水经泵输送至电解工序，经过预热后通过螯合树脂塔进行二次精制，合格的二次盐水送入电解槽进行电解反应。

电解工序产生的烧碱经过降温处理后送至罐区进行外售，同时产生的氯气、氢气经过除杂、加压后，一部分氯气制成液氯、次氯酸钠作为副产品进行外售。大部分气体送至氯化氢合成工序，在合成炉内燃烧生成氯化氢气体，一部分气体通过纯水吸收形成高纯盐酸，作为产品外售。其余氯化氢气体由管道输送至下游工序与乙炔反应生成氯乙烯，进一步聚合生成聚氯乙烯树脂。

2 再生废水

离子膜法制碱工艺对于进槽盐水质量要求较高，钙、镁以及其他金属离子过高时会造成膜孔堵塞，进而造成槽电压升高。通过一次盐水精制，大部分多价金属杂质离子可通过化学沉淀法被除去，但多价金属离子残余浓度仍不能满足离子膜电解工艺对盐水中多价金属离子的浓度要求，这就需要对一次盐水进行二次精制。依靠离子螯合交换树脂捕集一次盐水中多价金属离子，使多价金属离子浓度降到“ppb”（十亿分之一）水平，从而为离子膜电解槽提供优质合格的精制盐水。

树脂不断吸附金属离子后，钠型树脂逐步转化为钙型树脂，同时树脂螯合能力丧失，这时需对螯合树脂进行再生。

2.1 废水产生过程

传统工艺中螯合树脂塔的再生周期为1次/24 h，再生步骤包括水洗一、反洗、酸再生、水洗二、碱再生、水洗三、等待一、盐水填充、等待二等9个步骤，各阶段耗时及其废水产生量见表1。

表1 鳌合树脂塔再生工序废水产生量

上述各步骤中，水洗一、反洗及盐水填充3个步骤的废水收集后经泵输送至一次盐水工序，作为化盐水使用。

酸再生、水洗二及碱再生过程中产生的废水，因pH值不稳定，无法达到化盐水标准，原有工况下将其输送至乙炔车间，与生产水共同作为电石反应用水。

2.2 废水水质

通过对酸再生、水洗二及碱再生3个过程的pH值及杂质含量进行取样分析，查找其水质变化规律：

（1）酸再生过程中树脂由钙型转化为氢型，废水pH值由碱性逐步降至酸性，金属离子含量逐渐增加。

（2）水洗二将树脂塔中过量的氢进行置换，废水呈酸性，pH值逐步上升，金属离子含量逐步降低。

（3）碱再生过程氢型树脂再次转换回钠型，废水呈酸性逐步上涨，金属离子含量呈下降趋势。

2.3 存在问题

再生过程所产生的废水pH值不稳定，集中向电石反应用水中输送时，对其用水水质造成一定影响，因此必须通过改造实现水质稳定或者寻找新的回用途径。

3 工艺改造

通过取样分析，总结废水水质变化规律，将螯合树脂塔酸再生、水洗二、碱再生步骤产生废水进行酸性与碱性的区分，并分阶段进行回收利用。

结合已有设备与流程，在废水管道上安装pH计与自动阀，通过远程监控与操作，使酸性废水进入阳极液排放罐，经泵输送至脱氯后淡盐水管线，代替盐酸用于调节盐水的pH值。碱性废水进入阴极液排放罐，代替烧碱用于次氯酸钠的制备。改造后工艺流程示意图见图1。

图1 改造后盐水二次精制工序流程示意图

4 总结

通过上述工艺流程改造，改变传统的树脂塔再生废水回收方式，对比原有单一的代替生产水模式，改为废水中盐酸与烧碱的同步高效利用。同时可以避免废水品质波动影响下游生产运行，保障了生产的稳定性。