電石法PVC企業(yè)污水的處理及循環(huán)利用

李永定

（北京中科百旺環(huán)保工程有限公司，北京100080）

電石法PVC企業(yè)污水的處理及循環(huán)利用

李永定

（北京中科百旺環(huán)保工程有限公司，北京100080）

介紹了PVC企業(yè)污水的主要來源、處理方法及回收利用的關(guān)鍵技術(shù)。

PVC企業(yè)；污水處理；回用技術(shù)

2.2.3 次鈉廢水的處理及循環(huán)使用

次鈉廢水在傳統(tǒng)工藝中是不排放的，它被全部送乙炔發(fā)生器，通過電石上清液排放達(dá)到水平衡。近年，由于電石渣制水泥與新建PVC廠的配套建設(shè)，國家水泥標(biāo)準(zhǔn)對水泥中氯根含量的限制，使得廢次鈉液不能全部進(jìn)乙炔發(fā)生器，部分廢次鈉液排放形成次鈉廢水。某廠次鈉廢水的水質(zhì)見表3。

次鈉廢水中影響回用的主要污染因子是磷酸鹽、總?cè)芙夤腆w和COD?？?cè)芙夤腆w是加入的次氯酸鈉，一次使用后的次鈉液中氯化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于0.3%，循環(huán)10次后僅為3%，這個濃度仍不會影響到配置新鮮次鈉液的循環(huán)使用。溶解的乙炔氣是導(dǎo)致COD高的主要原因，水溶液中乙炔含量與溫度的關(guān)系如下圖5所示。

通常次鈉廢水的排水溫度約為40~50℃，乙炔溶解度的體積比（水∶乙炔）為1.0∶0.5，這樣高濃度的乙炔溶液不可以直接與氯氣直接配置新鮮次鈉溶液，有可能發(fā)生爆炸，需要改變次鈉溶液的配制工藝。

表3 某廠次鈉廢水水質(zhì)表mg/L

磷酸鹽和硫的化合物在循環(huán)中積累對系統(tǒng)循環(huán)是有害的，在污水循環(huán)利用的過程中應(yīng)設(shè)法除掉磷、硫及其化合物?，F(xiàn)在新建項目使用的處理工藝見圖6。

次鈉廢水送冷卻塔降溫，通過冷卻塔的汽提作用，廢水中的主要有機(jī)物——乙炔氣基本得到去除，從冷卻塔儲水池出來的廢水經(jīng)中和混凝池，分離磷酸鹽和其他絮凝產(chǎn)物，沉淀池上清液部分回用至次鈉配置單元，部分排入綜合處理單元進(jìn)一步處理，沉淀池的污泥送污泥處理系統(tǒng)。通過上述工藝配制和處理，次鈉廢水減排量大于80%。

該工藝的缺點是犧牲了水中溶解的乙炔氣，目前已有項目采用汽提回收乙炔替代前段冷卻的方式，可實現(xiàn)更加經(jīng)濟(jì)的循環(huán)。

2.2.4 離心母液利用及深度處理

現(xiàn)階段采用的離心母液的處理回用技術(shù)主要有生化處理、膜處理、物化處理和化學(xué)處理。

母液回用大致有以下幾個去處：循環(huán)水系統(tǒng)、一次水系統(tǒng)、消防水系統(tǒng)、次鈉配置系統(tǒng)、純水系統(tǒng)等。某PVC企業(yè)聚合干燥裝置連續(xù)排放的離心母液的水質(zhì)指標(biāo)見表4。

表4 某PVC企業(yè)離心母液水質(zhì)表mg/L

從表4數(shù)據(jù)可以看到，PVC母液水量大，COD含量不高，電導(dǎo)率很低，但由于懸浮物、COD、氨氮等指標(biāo)的影響，用途受到限制。企業(yè)大多選擇以下3種方式利用母液。

（1）直接補(bǔ)充循環(huán)水系統(tǒng)。母液經(jīng)簡單過濾后，直接用于循環(huán)水的補(bǔ)充水。因為其電導(dǎo)率很低，在循環(huán)水系統(tǒng)內(nèi)不會形成鈣鎂鹽的結(jié)垢，這樣的利用在短時間內(nèi)是可行的。但是由于母液沒有經(jīng)過去除有機(jī)物的特殊處理，進(jìn)入循環(huán)水系統(tǒng)后，經(jīng)一段時期的運行，循環(huán)水系統(tǒng)中的水分不斷蒸發(fā)，系統(tǒng)中有機(jī)污染物的濃縮倍數(shù)不斷提高，當(dāng)其中的有機(jī)污染物達(dá)到一定濃度后會形成自聚物，在管道和熱交換器中形成粘泥狀的物質(zhì)，影響生產(chǎn)裝置的換熱和裝置的產(chǎn)能。采用這種方式利用母液的企業(yè)已經(jīng)出現(xiàn)聚合釜熱交換能力下降現(xiàn)象。

由于配方的差異及母液中銨離子的影響，直接回用于循環(huán)水會出現(xiàn)較嚴(yán)重的鐵被腐蝕的現(xiàn)象。

（2）用于配制次鈉液。在電石法聚氯乙烯生產(chǎn)工藝過程中，母液的產(chǎn)生量與乙炔清凈使用的次氯酸鈉溶液量相近。生產(chǎn)上對配制次氯酸鈉溶液所需水源沒有嚴(yán)格要求，通常希望使用硬度較低或懸浮物較少的水源，從表面上看，按照上述的標(biāo)準(zhǔn)母液降溫后即可利用。在供水水源硬度高的地區(qū)，采用這種方法較多。這種方法的問題是清凈塔的填料發(fā)生堵塞。造成這一現(xiàn)象的原因是使用者忽略了使用過程中次氯酸鈉的強(qiáng)氧化性，導(dǎo)致母液中所含的有機(jī)物加速自聚，在清凈塔的填料上形成自聚物，影響清凈效果。

這種方式不能有效減少污水的排放，排水仍需進(jìn)一步處理。

（3）深度處理，用于工業(yè)水補(bǔ)水。將母液深度處理，可以拓展母液回用的范圍，充分利用水資源。目前，深度處理2大主流工藝，一種是以膜技術(shù)為代表的深度處理回收工藝，母液經(jīng)過預(yù)處理、過濾、超濾（簡稱UF）和反滲透（簡稱RO）膜后獲得純水，水的回收率為40%～70%；一種是以生化處理技術(shù)為代表的處理工藝，母液經(jīng)生化處理后全部回用于一次水的補(bǔ)充水，其母液回用制得的純水占純水使用量的80%。

從應(yīng)用情況看，母液回用是完全可以做到的，要獲得較好的回用水質(zhì)，通常采用組合工藝才能夠?qū)崿F(xiàn)。

選擇處理技術(shù)的前提是考慮回用水的用途。

2.2.5 洗釜水的利用

在PVC生產(chǎn)中所占洗釜水排水量比重很小，其排量約為母液量的1/6，其COD總量大約與母液COD量相當(dāng)，其中污染物是雙酚A為主的涂釜劑，COD濃度為1 500～1 600 mg/L，處理難度大，目前尚無經(jīng)濟(jì)的處理方法。

從經(jīng)濟(jì)的角度考慮，將這股廢水補(bǔ)充乙炔發(fā)生器是最好的方法。洗釜水回乙炔發(fā)生器之前，建議增加一級沉淀裝置回收次品料。

2.3 其他排水處理及回用技術(shù)

其他排水包括循環(huán)排污水、生活污水、衛(wèi)生排水、生產(chǎn)其他排水和事故排水等。

氯堿企業(yè)上述排水大多按照“清污分流”原則設(shè)計和建設(shè)，各股排水自成體系，獨立管網(wǎng)很容易實現(xiàn)獨立處理或并網(wǎng)處理。

（1）循環(huán)排污水處理回用的技術(shù)已十分成熟，通常采用混凝沉淀、軟化、超濾反滲透工藝，得到較好的水質(zhì)回用循環(huán)水或一次水補(bǔ)充水。

（2）生活污水和衛(wèi)生排水可以共用排水管網(wǎng)，采用獨立生化處理裝置或并入母液處理系統(tǒng)一并處理回用循環(huán)水系統(tǒng)。

（3）事故排水要區(qū)別對待，可以將有機(jī)污染廢水排入生化處理裝置處理，無機(jī)污染事故排水可以通過酸堿中和預(yù)處理裝置處理排放。

電廠的循環(huán)排污水和其他生產(chǎn)單元的循環(huán)排污水可以混合后統(tǒng)一處理。主要污染物有總磷、殺菌劑、滅藻劑、硅化合物、鹽份等，可以采用物化法除去水中相關(guān)的污染物和部分鹽再回用于循環(huán)水。

3 經(jīng)濟(jì)分析

從污水分類和采用的處理技術(shù)分析，處理有機(jī)物和無機(jī)物需要采用不同的分離原理和處理工藝，上述簡單的分類和選擇的處理回用方法可適用于生產(chǎn)PVC的氯堿企業(yè)。有些企業(yè)有下游產(chǎn)品，情況要復(fù)雜一些。20萬t/a電石法PVC企業(yè)處理污水的投資和運行成本見表5?？紤]資源回收、資源費、排污費等因素，企業(yè)的收益見表6。

表5 污水處理的投資和運行成本

表6 污水處理收益

通過表5和表6所列數(shù)據(jù)可以判斷，PVC工廠污水達(dá)標(biāo)排放和污水回收利用所需的投資基本相當(dāng)，而污水回用的綜合經(jīng)濟(jì)效益明顯優(yōu)于污水排放。采取上述回用和治理措施，20萬t/a電石法PVC企業(yè)在污水達(dá)標(biāo)的條件下，可以控制排放量減少到40 t/h以下，這樣，“零排放”設(shè)想就會變成現(xiàn)實。

Wastewater treatment and recycling of calcium carbide process PVC enterprises

LI Yong-ding
(Beijing Zhongke Baiwang Environmental protection engineering Co.,Ltd.,Beijing 100080,China)

The key technology of wastewater source,treatment and recycling in PVC enterprises were introduced.

PVC enterprises;wastewater treatment;recycling technology

X781.2

B

1009－1785(2011)01-0040-03

2009－09－09