洗滌劑生產(chǎn)企業(yè)通用節(jié)水技術(shù)

王利民

（山東麗波日化股份有限公司，山東濰坊，261031）

洗滌劑生產(chǎn)企業(yè)通用節(jié)水技術(shù)

王利民

（山東麗波日化股份有限公司，山東濰坊，261031）

主要對洗滌劑生產(chǎn)企業(yè)通用的節(jié)水技術(shù)進(jìn)行了綜述，闡明了該行業(yè)節(jié)約用水的若干技術(shù)措施和使用場所，指出了節(jié)水技術(shù)具有推廣應(yīng)用的價(jià)值。

洗滌劑；生產(chǎn)；節(jié)水技術(shù)；推廣應(yīng)用

水資源短缺已成為我國經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展的制約因素。我國是一個(gè)水資源貧乏的國家，人均水資源量僅為1785立方米，約為世界人均水平的四分之一，逼近聯(lián)合國可持續(xù)發(fā)展委員會確定的1750立方米用水緊張線。我國水資源分布不均衡，與人口、土地和經(jīng)濟(jì)布局不相匹配。近年來我國極端氣候頻發(fā)，地區(qū)間水資源分布不均的矛盾加劇。夏季南方洪澇成災(zāi)，北方干旱少雨，水資源短缺問題日趨突出，特別是在北方很多地區(qū)已對生產(chǎn)生活的正常進(jìn)行產(chǎn)生不利影響。目前，我國工業(yè)取水量占總?cè)∷康乃姆种蛔笥遥渲懈哂盟袠I(yè)取水量占工業(yè)總?cè)∷康?0%左右。隨著工業(yè)化、城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，工業(yè)用水量還將繼續(xù)增長，水資源供需矛盾將更加突出[1]。因此，工業(yè)節(jié)水潛力巨大，切實(shí)加強(qiáng)工業(yè)節(jié)水工作，對加快轉(zhuǎn)變工業(yè)發(fā)展方式，建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會，增強(qiáng)可持續(xù)發(fā)展能力具有十分重要的意義。本文將重點(diǎn)從技術(shù)措施角度，闡述洗滌用品工業(yè)在產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的通用節(jié)水技術(shù)，這些技術(shù)的推廣應(yīng)用，將會有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

1 磺化車間的節(jié)水

目前生產(chǎn)洗滌劑（粉狀、液狀和膏狀等）產(chǎn)品的常用原料LAS、AES、AOS、MES等都是通過三氧化硫磺化工藝制取的，磺化反應(yīng)過程控制溫度需要大量的循環(huán)冷卻水，制冷機(jī)和工藝空氣干燥工序也需要循環(huán)冷卻水，因此，磺化車間的主要用水環(huán)節(jié)是循環(huán)冷卻水，其次是尾氣處理用水。該車間的常用節(jié)水技術(shù)有以下幾種。

1.1 提高循環(huán)冷卻水的濃縮倍數(shù)

在工業(yè)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的運(yùn)行管理中，濃縮倍數(shù)是判定冷卻水循環(huán)利用率的一個(gè)重要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。提高循環(huán)冷卻水的濃縮倍數(shù)可以大幅度減少補(bǔ)充新水量和系統(tǒng)排水量，節(jié)水效果十分明顯，因此，采用高濃縮倍數(shù)循環(huán)冷卻水處理技術(shù)是工業(yè)領(lǐng)域主要的節(jié)水方法之一，洗滌劑行業(yè)的磺化車間生產(chǎn)也不例外。比較早的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，設(shè)計(jì)的濃縮倍數(shù)大都在2.5-3，如果改變循環(huán)水處理運(yùn)行條件，把濃縮倍數(shù)提高到5，平均節(jié)水率可達(dá)20%左右[2]。因此，實(shí)現(xiàn)高濃縮倍數(shù)運(yùn)行是循環(huán)冷卻水處理的發(fā)展方向。

1.2 循環(huán)系統(tǒng)出口熱水改為余壓直回冷卻塔

早期的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)設(shè)計(jì)，一般是有冷熱水兩個(gè)蓄水池，經(jīng)生產(chǎn)裝置換熱后的熱水先流進(jìn)熱水池，由熱水泵二級提水上冷卻塔，經(jīng)冷卻后流入冷水池，再由循環(huán)水泵抽冷卻水進(jìn)入生產(chǎn)裝置使用。設(shè)置冷熱兩個(gè)蓄水池的工藝既不節(jié)水又不節(jié)電，還增加投資。如果改為換熱后的熱水利用余壓直接進(jìn)冷卻塔冷卻，那么就可以省去熱水池和熱水泵，做到節(jié)水、節(jié)電、節(jié)省投資。

1.3 有填料的機(jī)械通風(fēng)式冷卻塔改造為無填料的噴霧式冷卻塔

現(xiàn)在洗滌劑行業(yè)磺化車間的冷卻水系統(tǒng)大部分是敞開式的，冷卻塔一般也是有填料的機(jī)械通風(fēng)式冷卻塔，使用時(shí)間一長，存在填料塌陷、冷卻效果變差、補(bǔ)水量增多等問題。如果把它改為無填料的噴霧式冷卻塔，那么換熱過程中，通過填料層間隙的空氣，由原來的與較大水珠、水柱、水面的接觸變成了與水霧滴的接觸，同樣情況下大幅度增加了傳熱面，減少了冷卻塔的損失，因而能夠大大提高冷卻效果，減少系統(tǒng)的補(bǔ)水量，并且由于沒有了填料的阻力，還可以減小風(fēng)扇電機(jī)的功率，做到既節(jié)水又節(jié)電，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益。

1.4 尾氣堿洗塔用水由新鮮水改為中水或循環(huán)水的排水

目前洗滌劑行業(yè)磺化車間的尾氣處理一般采用的是“靜電除霧+堿洗噴淋”工藝，但高濃度的堿液在使用時(shí)應(yīng)加水稀釋成低濃度的堿液，如果把稀釋用水由新鮮水改為中水或者循環(huán)水系統(tǒng)的排水，則可以大大減少新鮮水的用量。

1.5 對換熱系統(tǒng)進(jìn)行清洗除垢

換熱效率高低，影響著循環(huán)水用量的多少，磺化車間的換熱設(shè)備如果結(jié)垢嚴(yán)重，那么換熱效果會變差，要傳遞相同的熱量，就需要更多的循環(huán)冷卻水，循環(huán)水的總用量增加會導(dǎo)致系統(tǒng)補(bǔ)充新鮮水的量也會增加。因此，每2-3年對換熱系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行清洗除垢，會達(dá)到節(jié)約用水的目的。

2 洗衣粉生產(chǎn)車間的節(jié)水

2.1 合理提高料漿總固體含量

對洗衣粉的噴霧干燥工藝而言，在一定限度內(nèi)，合理提高料漿濃度，可以減少配料工序的用水量。如果料漿總固體濃度由65%提高到70%，則配料工序可節(jié)約用水18%-20%。

2.2 合理增加后配原料量

目前，國內(nèi)上規(guī)模的洗衣粉生產(chǎn)廠大都采用了“前配+后配”的工藝路線，在不影響產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，減少前配噴霧干燥的量，適當(dāng)提高后配的量，可以減少洗衣粉整個(gè)生產(chǎn)過程的用水量。

2.3 對噴粉車間的廢水進(jìn)行合理回收利用

噴粉車間內(nèi)部產(chǎn)生的廢水主要是來自低壓泵、均質(zhì)泵、高壓泵的冷卻水和更換品種或停產(chǎn)時(shí)沖洗設(shè)備管道的廢水，以及用濕式除塵器處理塔頂尾氣的噴淋洗滌水，這些廢水經(jīng)收集后均可用于配制料漿，全部內(nèi)部使用，不用外排[3]。這樣會大大減少新鮮水的用量。

2.4 塔頂尾氣濕式除塵用水采用中水

很多洗衣粉廠的生產(chǎn)車間，塔頂尾氣處理采用了二級水噴淋除塵系統(tǒng)，如果把新鮮水噴淋改為中水噴淋，則可以節(jié)約新鮮水的用量。

2.5 洗衣粉的濃縮化

目前市面上常見的洗衣粉仍以普通的、比重較輕的產(chǎn)品為主，盡管國家和行業(yè)協(xié)會采取了一些措施鼓勵(lì)生產(chǎn)、銷售和使用濃縮化產(chǎn)品，但由于多方面因素的影響，濃縮粉的市場占有率仍不高。如果普通洗衣粉有相當(dāng)一部分改為濃縮粉，特別是采用附聚成型或流化造粒工藝生產(chǎn)濃縮粉，不僅能夠節(jié)約生產(chǎn)過程中配料、冷卻和沖洗用水，還可以節(jié)約生產(chǎn)用電，從而大幅度降低企業(yè)生產(chǎn)成本和運(yùn)輸成本，對企業(yè)、對社會均有長遠(yuǎn)益處，因此，從長遠(yuǎn)來看，隨著國家節(jié)能減排政策的執(zhí)行，洗衣粉的濃縮化在我國仍然是洗滌劑行業(yè)的發(fā)展趨勢。

3 液體洗滌劑生產(chǎn)車間的節(jié)水

3.1 液體洗滌劑產(chǎn)品的濃縮化

現(xiàn)在大部分液體洗滌劑產(chǎn)品是以水為溶劑的液體產(chǎn)品，其生產(chǎn)過程中使用大量的軟化水作為配料用水，作為符合國家標(biāo)準(zhǔn)的《手洗餐具用洗滌劑》和《衣料用液體洗滌劑》而言，普通產(chǎn)品的活性物含量不低于15%，濃縮型的衣料用液體洗滌劑活性物不低于25%。由此可見，該類產(chǎn)品中不論是普通型的，還是濃縮型的，內(nèi)容物絕大部分還是水。相比而言，濃縮型的比普通型的產(chǎn)品節(jié)水，因此，國家和行業(yè)大力推廣濃縮型的產(chǎn)品。現(xiàn)在常見的該類產(chǎn)品基本上都是水基型的，如果把該類產(chǎn)品變成非水基型的，就可大大節(jié)約生產(chǎn)過程的用水和產(chǎn)品本身的用水。發(fā)明專利[4]中所述的產(chǎn)品活性物含量高（大于60%）、有效濃度也高，多種表面活性劑發(fā)揮協(xié)同效應(yīng)，用量少、去污力強(qiáng)，生產(chǎn)過程不用水，目前是最節(jié)水的超濃縮液洗產(chǎn)品。

3.2 軟化水處理系統(tǒng)的優(yōu)化

常見的液體洗滌劑，在生產(chǎn)過程中均使用軟化水，而現(xiàn)在多數(shù)企業(yè)一般是采用“反滲透+混床”工藝制取，較早的企業(yè)可能仍使用“陰床+陽床離子交換”工藝或者“離子交換+電滲析”工藝制取。反滲透技術(shù)由于分離過程能耗低、無環(huán)境二次污染、工藝設(shè)備相對簡單、自控水平高、運(yùn)行費(fèi)用低、維修方便，因此，目前已廣泛用于各個(gè)行業(yè)，既可提供化工、醫(yī)藥、電子、輕工和食品等工業(yè)用水，又能用于苦咸水淡化或海水淡化制取生活用水。但該設(shè)備的額定產(chǎn)水量是在原水水溫為25℃的情況下設(shè)定的，實(shí)際的產(chǎn)水量隨原水溫度降低而下降。一般情況下，原水溫度每降低1℃，軟水產(chǎn)水量將下降3%。因此，特別是北方地區(qū)的企業(yè)，使用該裝置制取軟化水時(shí)，到了冬季應(yīng)利用企業(yè)其他工序的余熱對原水進(jìn)行預(yù)熱，以提高裝置的出水率，減少新鮮水的消耗。需要說明的是，企業(yè)無論采取上述哪種制水工藝，都有濃水排出，所以應(yīng)對這部分濃水進(jìn)行合理回收利用，例如：收集后可用于洗衣粉配料工序，也可用于塔頂尾氣或磺化尾氣的水噴淋工序，從而，減少這些工序新鮮水的用量。

3.3 凈化灌裝間的中央空調(diào)機(jī)組由水冷卻改為空氣冷卻

根據(jù)餐具洗滌劑辦理生產(chǎn)許可證的要求，餐洗的灌裝間必須使用凈化廠房，且對溫度和環(huán)境潔凈度有較高的要求，為此，中央空調(diào)的配置是必不可少的。以前中央空調(diào)與外界的換熱一般是通過循環(huán)水來進(jìn)行的，而現(xiàn)在可以用空氣取代循環(huán)水進(jìn)行換熱?？諝饫鋮s替代水冷卻是節(jié)約冷卻水的重要措施，間接的空氣冷卻可以節(jié)水90%，直接的空氣冷卻可不用水。當(dāng)前，國家在缺水以及氣候條件適宜的地區(qū)推廣空氣冷卻技術(shù)，并鼓勵(lì)研究開發(fā)運(yùn)行高效、經(jīng)濟(jì)合理的空氣冷卻技術(shù)和設(shè)備。

4 肥（香）皂生產(chǎn)車間的節(jié)水

肥皂根據(jù)生產(chǎn)工藝的不同分為冷制皂和熱制皂。工業(yè)制皂的一般過程是：先將油脂進(jìn)行處理，經(jīng)過皂化后進(jìn)行干燥，再添加香料、抗氧化劑等添加物，經(jīng)過拌料、研磨和壓條等工序制成不同規(guī)格形狀的香皂或洗衣皂。如果肥（香）皂是直接用皂粒來生產(chǎn)，則比用油脂來生產(chǎn)會節(jié)省大量的生產(chǎn)用水。單就皂基制備工序而言，從熱煮皂法到連續(xù)皂化法，再到連續(xù)水解蒸餾中和法，工藝的改進(jìn)提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，同時(shí)減少了廢水產(chǎn)生量，節(jié)約了生產(chǎn)用水。更有些油脂化學(xué)家和工藝設(shè)計(jì)師對皂基制備工藝提出了新的改進(jìn)思路——由油水體系變?yōu)橛痛俭w系[5]，從而大大減少生產(chǎn)用水量。此外，根據(jù)各工序用水的水質(zhì)情況，對生產(chǎn)過程用水進(jìn)行循環(huán)利用或?qū)Τ檎婵障到y(tǒng)的蒸汽進(jìn)行冷凝使用，均可減少新鮮水的用量。

5 蒸汽冷凝水的回收與利用節(jié)水

蒸汽冷凝水的回收與利用問題，幾乎在所有使用蒸汽的工業(yè)企業(yè)中都能遇到，洗滌劑生產(chǎn)企業(yè)，無論是磺化、洗衣粉、液洗車間，還是制皂車間，甚至是北方廠區(qū)冬季集中采暖系統(tǒng)都要用到蒸汽加熱，排放冷凝水是不可避免的，如果不對這部分冷凝水進(jìn)行回收和利用，則會存在熱能和軟化水的巨大浪費(fèi)。北方廠的采暖系統(tǒng)可采用汽水直接混合的方式，使用熱水供暖，既節(jié)能又節(jié)水。而采用間壁換熱的生產(chǎn)系統(tǒng)，則均應(yīng)配套設(shè)置冷凝水回收裝置，回收用汽系統(tǒng)排出的高溫冷凝水，這不僅能最大限度地利用熱量，還能節(jié)約用水、節(jié)約燃料，對工廠的節(jié)能降耗，提高經(jīng)濟(jì)效益有顯著的作用。

常用的冷凝水回收系統(tǒng)大致可分為開式回收系統(tǒng)和閉式回收系統(tǒng)兩種。

5.1 開式回收系統(tǒng)

蒸汽經(jīng)過用汽設(shè)備或裝置后，由疏水閥排出，冷凝水靠系統(tǒng)壓力流到常壓的儲水罐中，即冷凝水的儲水罐敞開于大氣。當(dāng)飽和溫度下的冷凝水通過疏水閥后面的管道進(jìn)入儲水罐時(shí)，因壓力變低會產(chǎn)生部分二次蒸汽排空，造成浪費(fèi)。而當(dāng)冷凝水的壓力較低，靠其自壓不能達(dá)到再利用的場所時(shí)，則需利用高溫水泵對冷凝水進(jìn)行壓送。這種系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡單、操作方便、初始投資??；缺點(diǎn)是系統(tǒng)占地面積大、排放二次汽對環(huán)境污染較大，熱能有浪費(fèi)，且由于冷凝水直接與大氣接觸，其中的溶氧濃度提高，易產(chǎn)生設(shè)備腐蝕。這種系統(tǒng)適用于小型蒸汽供應(yīng)系統(tǒng)，即冷凝水量較小、二次蒸汽量也較少的系統(tǒng)。

5.2 閉式回收系統(tǒng)

冷凝水通過疏水閥排出進(jìn)入儲水罐以及所有管路都處于恒定的正壓下，整個(gè)系統(tǒng)是封閉的，冷凝水所具有的能量大部分通過一定的回收設(shè)備直接回收送到使用場所。冷凝水的回收溫度僅喪失在管網(wǎng)降溫部分，由于系統(tǒng)封閉，水質(zhì)有保證，減少了回收后水處理的費(fèi)用。其優(yōu)點(diǎn)是冷凝水回收的經(jīng)濟(jì)效益好、既節(jié)水又節(jié)能、設(shè)備工作壽命長、自動(dòng)化程度高、可無人值守，缺點(diǎn)是系統(tǒng)的初始投資較大。

在節(jié)能減排的要求日益提高的當(dāng)下，本文推薦企業(yè)使用蒸汽冷凝水的密閉回收技術(shù)。該技術(shù)已非常成熟，且有較多的成套設(shè)備供應(yīng)商，盡管一次性投資多，但效益非常明顯。密閉回收的蒸汽冷凝水，根據(jù)各企業(yè)的實(shí)際情況可按照下述的先后順序用于相應(yīng)的生產(chǎn)系統(tǒng)：鍋爐給水、低溫加熱與伴熱、液洗配料、制皂過程中的油脂處理或水解或煮皂、循環(huán)水補(bǔ)水等。

6 污水與雨水的回收處理與利用節(jié)水

洗滌劑行業(yè)的生產(chǎn)和生活污水，以及生產(chǎn)廠處于缺水地區(qū)的部分雨水，完全可以進(jìn)行收集處理并回用，達(dá)到零排放。18年前，山東麗波日化股份有限公司在國內(nèi)同行業(yè)率先實(shí)現(xiàn)合成洗滌劑工業(yè)廢水零排放[6]，并通過了省級鑒定，這對同行業(yè)其他生產(chǎn)性的企業(yè)具有借鑒意義。從目前國內(nèi)污水處理的技術(shù)發(fā)展看，根據(jù)各企業(yè)的污水排放情況和水質(zhì)指標(biāo)，采用合適的污水處理工藝和恰當(dāng)?shù)募夹g(shù)與管理措施，實(shí)現(xiàn)整個(gè)洗滌劑行業(yè)的廢水零排放應(yīng)該說是沒有問題的。缺水地區(qū)的雨水可以與工廠內(nèi)的生產(chǎn)、生活污水混合后一并進(jìn)行處理，處理后的水質(zhì)根據(jù)使用中水的場合不同，可以達(dá)到不同的指標(biāo)要求，并回用于不同的系統(tǒng)，例如：可以分別用作工業(yè)用水、非生活飲用水、景觀綠化用水、地下回灌用水和農(nóng)業(yè)用水等。

7 蒸汽鍋爐系統(tǒng)的改造節(jié)水

比較早的洗滌劑生產(chǎn)企業(yè)一般都自己配套了鍋爐供蒸汽，新建的企業(yè)有些可能使用園區(qū)集中供熱鍋爐的蒸汽。北京化工大學(xué)首次開發(fā)了由蒸汽發(fā)生技術(shù)、汽水平衡技術(shù)、清洗強(qiáng)化技術(shù)和防腐阻垢技術(shù)等集成的工業(yè)蒸汽鍋爐節(jié)水成套技術(shù)。其特點(diǎn)是能夠代替離子交換樹脂，消除離子交換樹脂再生廢水、溶鹽廢水、反洗水、沖洗水的排放。突破了把鍋爐運(yùn)行和停用分開處理的傳統(tǒng)模式，實(shí)現(xiàn)鍋水運(yùn)行期的零排污、停用期間的不排污，從而，有效防止鍋爐運(yùn)行或停用期間的結(jié)垢、腐蝕，并能最大限度回收凝結(jié)水。該技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對鍋爐的全系統(tǒng)監(jiān)控。采用該成套技術(shù)在廊坊熱力中心建立了產(chǎn)汽量 60t/a的示范工程，已穩(wěn)定運(yùn)行3年多，使鍋爐噸蒸汽補(bǔ)水量由原來的1.4-1.8t下降到 0.07t，噸蒸汽排污由1.2t下降到0.003t， 并解決了腐蝕和結(jié)垢問題，凝結(jié)水系統(tǒng)存在的腐蝕問題也得到有效控制。該技術(shù)已在廊坊熱力中心、天津泰達(dá)熱電公司等10多家企業(yè)的近300臺蒸汽鍋爐推廣，每年節(jié)水1.0×107噸以上[7]。洗滌劑行業(yè)中，自己配套蒸汽鍋爐的企業(yè)，可以參考該技術(shù)進(jìn)行必要的技術(shù)改造，以期達(dá)到鍋爐節(jié)水的目的。

8 結(jié)束語

客觀地講，目前應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域的、切實(shí)可行的節(jié)水技術(shù)眾多，但就洗滌劑行業(yè)而言，主要涉及的生產(chǎn)車間不外乎上面幾個(gè)。本文所述的這些節(jié)水技術(shù)均是成熟可行的、且是行之有效的，適用于本行業(yè)任何一個(gè)生產(chǎn)企業(yè)，因此，具有巨大的推廣應(yīng)用價(jià)值，相信企業(yè)采用后定會取得顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

[1] 工信部.關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)工業(yè)節(jié)水工作的意見[Z].工信部節(jié)［2010］218號.

[2] 天津化工研究院國家工業(yè)水處理工程技術(shù)研究中心.工業(yè)循環(huán)冷卻水節(jié)水成套技術(shù)[z].2003.

[3] 王利民.洗衣粉噴霧干燥系統(tǒng)的節(jié)能減排[J].中國洗滌用品工業(yè)，2012（12）：72.

[4] 王利民 丁建華. 一種非水基高活性物衣物洗滌劑、制備方法及所用的包裝袋[P].中華人民共和國國家知識產(chǎn)權(quán)局，ZL201310285365.9.

[5] 文章軍.清潔生產(chǎn)制皂工藝及其中間產(chǎn)物改性研究[D].中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)碩士學(xué)位論文，2001.

[6] 王利民 陳海南 田慶堂，等. 實(shí)現(xiàn)合成洗滌劑工業(yè)廢水零排放的基本措施及效果[J].工業(yè)水處理，2000（10）：34-36.

[7] 伍振毅 宋宗文.我國工業(yè)節(jié)水技術(shù)創(chuàng)新的研究進(jìn)展[J].工業(yè)水處理，2006(12):22.

A Review on the Water Conservation Technology Commonly Used in Detergent Factories

Wang Limin
(Shandong Libo Daily Chemical Limited Liability Company, Weifang 261031, Shandong)

The paper mainly reviews the water conservation technology commonly used in detergent factories, expounds a number of technical measures and application places of water conservation in detergent industry, and points out the value of popularizing and applying water conservation technology.

detergent production; water conservation technology; popularization and application

TQ649

A

1672－2701（2017）10-55-06

王利民，山東麗波日化股份有限公司副總經(jīng)理兼總工程師，工程技術(shù)應(yīng)用研究員，主要研究方向：洗衣粉和液體洗滌劑的濃縮化以及洗滌劑行業(yè)的節(jié)能減排。E-mail：wlm@libo.com。