日化生產(chǎn)企業(yè)節(jié)水減排應(yīng)用實(shí)例

蔡熙揚(yáng)，何國(guó)梁，梁保文，李子健，陳順權(quán)，戚廣賢

(1.廣州市浪奇實(shí)業(yè)股份有限公司，廣東 廣州 510660；2.廣州浪奇日用品有限公司，廣東 廣州 511455；3.廣州中國(guó)科學(xué)院先進(jìn)技術(shù)研究所，廣東 廣州 511458；4.中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院，廣東 深圳 518055)

表面活性劑是日化產(chǎn)品的主要成分，也是外排廢水的污染物監(jiān)控指標(biāo)之一。研究表明低濃度的表面活性劑便可阻斷河涌水體復(fù)氧，造成水體黑臭[1]。日化行業(yè)屬于化工細(xì)分行業(yè)，據(jù)統(tǒng)計(jì)，中國(guó)大部分日化生產(chǎn)企業(yè)分布在珠三角地區(qū)[2]，在環(huán)保日趨嚴(yán)格的形勢(shì)下，能否實(shí)現(xiàn)日化產(chǎn)品的綠色制造決定著當(dāng)?shù)厝栈髽I(yè)的可持續(xù)發(fā)展問(wèn)題。廣州浪奇日用品有限公司是一個(gè)綜合性日化產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)，坐落在廣州市南沙自貿(mào)區(qū)內(nèi)，產(chǎn)品以液洗洗滌劑、洗衣粉為主，在日化行業(yè)具有典型性。近年來(lái)，隨著新國(guó)標(biāo)的頒布實(shí)施、南沙區(qū)定位提高，企業(yè)實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)的需求日益迫切。

1 原生產(chǎn)工藝及廢水處理情況

烷基苯磺酸鈉(LAS)是目前日化行業(yè)廣泛使用的一種表面活性劑。烷基苯磺酸鈉的生產(chǎn)中，采用烷基苯與硫磺作為主要原料，硫磺與空氣反應(yīng)生成SO3，SO3在磺化器內(nèi)與烷基苯進(jìn)行磺化反應(yīng)，生成烷基苯磺酸，再經(jīng)堿液中和生成烷基苯磺酸鈉。生產(chǎn)工藝如圖1。

圖1 LAS生產(chǎn)工藝流程

在生產(chǎn)、尾氣處理以及生產(chǎn)設(shè)備維護(hù)的過(guò)程中，主要產(chǎn)生三大類的廢水：清洗反應(yīng)器的廢水、清洗靜電除霧器的廢水和堿液中和廢水。其中清洗反應(yīng)器和清洗靜電除霧器的廢水主要成分為烷基苯磺酸和自來(lái)水，堿液中和廢水主要為飽和的硫酸鈉、亞硫酸鈉溶液，廢水均用噸桶分別收集，定期排放至廢水調(diào)節(jié)池中進(jìn)行處理。

液洗洗滌劑產(chǎn)品生產(chǎn)采用間歇生產(chǎn)方式進(jìn)行，將烷基苯磺酸鈉與香精、功能助劑、水等按一定比例在反應(yīng)釜混合反應(yīng)，即可獲得不同液體洗滌劑。一套生產(chǎn)線可制造不同品種的洗滌劑。

在液態(tài)洗滌劑的生產(chǎn)過(guò)程中，主要產(chǎn)生兩種廢水：轉(zhuǎn)換不同品種產(chǎn)品時(shí)清洗反應(yīng)釜的清洗廢水和制備工藝水所產(chǎn)生的反滲透濃水。其中清洗廢水主要為含有殘留在反應(yīng)釜內(nèi)壁的半成品的水，反滲透濃水主要成分為鈉鎂離子較高的硬水，該硬水已作為冷卻塔的冷卻水回用。洗衣粉的主要成分也包含烷基苯磺酸等表面活性劑。主要生產(chǎn)流程是：基礎(chǔ)有效成分料漿配制-料漿烘干成粉-功能助劑添加混合。料漿配制是由烷基苯磺酸、液堿和水玻璃等原輔材料按比例混合配制。料漿經(jīng)熱風(fēng)烘干，形成中空顆粒物即基粉，料漿中的水分隨尾氣進(jìn)入尾氣處理系統(tǒng)后排放至大氣中?；弁ㄟ^(guò)不同類型和比例的功能助劑添加，制作成不同品種的產(chǎn)品。

圖2 洗衣粉顆粒生產(chǎn)流程

其中洗衣粉生產(chǎn)設(shè)備維護(hù)所產(chǎn)生的清潔廢水均由設(shè)備回用，水分以水蒸氣的形式隨尾氣經(jīng)處理后排放至大氣，因此洗衣粉生產(chǎn)過(guò)程不產(chǎn)生廢水。

改造前整個(gè)工業(yè)園的生產(chǎn)廢水及生活污水排放至廢水處理系統(tǒng)進(jìn)行處理，設(shè)計(jì)處理量為300m3/d，但系統(tǒng)一直運(yùn)行不穩(wěn)定，出水陰離子表面活性劑濃度高、COD濃度圍繞工業(yè)區(qū)污水處理廠的接收標(biāo)準(zhǔn)波動(dòng)，生化系統(tǒng)處理效率不高。

圖3 改造前廢水處理流程

經(jīng)分析，主要原因?yàn)楦邼鈴U水中硫酸鹽濃度高、表面活性劑含量高，硫酸鹽在厭氧生化系統(tǒng)中易被還原硫化物，對(duì)厭氧生化起抑制作用，嚴(yán)重影響了陰離子表面活性劑的水解酸化，造成大量表面活性劑未經(jīng)降解流入到好氧池中，出現(xiàn)大量泡沫，泡沫飛揚(yáng)帶走好氧池中活性污泥，導(dǎo)致生化系統(tǒng)污泥流失，出水達(dá)標(biāo)存在困難，時(shí)常造成企業(yè)因污水處理效率低，容量飽和而需要進(jìn)行調(diào)整性停產(chǎn)。

2 改造措施

從整個(gè)生產(chǎn)流程來(lái)考慮，優(yōu)先對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢物進(jìn)行資源化利用，減少污染物的排放，從而減少?gòu)U水處理系統(tǒng)的負(fù)荷。

2.1 高濃廢水回用至前端生產(chǎn)

高濃度廢水包括清洗反應(yīng)器的廢水、清洗靜電除霧器的廢水、堿液中和廢水和液洗轉(zhuǎn)產(chǎn)清洗水，經(jīng)成分分析，高濃廢水主要成分為烷基苯磺酸鈉、硫酸鈉等，均為洗衣粉基粉的有效成分。洗衣粉生產(chǎn)過(guò)程中，為保持料漿的流動(dòng)性，料漿配制需要添加鮮水作為原材料，保證料漿含水量在25%～30%。在噴粉烘干的過(guò)程中，料漿噴灑霧化，經(jīng)熱風(fēng)干燥，形成含水率為1.3%～1.7%的基粉，其他水分隨尾氣排放。因此將高濃度廢水回用至洗衣粉生產(chǎn)配料工序中，減少洗衣粉配料的新鮮水消耗，同時(shí)還能回收其中有效成分，減少外排廢水量與污染物產(chǎn)生量。

通過(guò)回用高濃度廢水，減少了新鮮水消耗約960噸/年，節(jié)省烷基苯磺酸鈉19.2t/a，減少COD外排量約40t/a。

2.2 廢水高效處理回用改造

通過(guò)對(duì)高濃廢水的回用，保證了工廠污水站進(jìn)水濃度的穩(wěn)定，有效地降低了進(jìn)水表面活性劑濃度，提高廢水的可生化性。將原廢水的處理工藝由“混凝+水解酸化+好氧生化+二沉池”改為“混凝+水解酸化+好氧生化+MBR”，減少污泥的流失，維持污泥濃度，輔以MBR的膜過(guò)濾功能，提高了出水水質(zhì)。

圖4 改造后廢水處理工藝流程圖

經(jīng)過(guò)改造，進(jìn)水濃度COD穩(wěn)定在2000mg/L以下，好氧池由于表面活性劑引起的泡沫明顯減少，污泥濃度sv30基本能維持在5%～20%， 出水水質(zhì)滿足回用水標(biāo)準(zhǔn)，企業(yè)結(jié)合自身需要回用作綠化澆灌用水、地面沖洗廢水。改造后運(yùn)行情況如下表1。

表1 改造完成后運(yùn)行效果[3]

3 經(jīng)濟(jì)效益及社會(huì)效益

通過(guò)改造后，年回收19.2t烷基苯磺酸鈉，價(jià)值約19萬(wàn)元，年節(jié)水960噸，節(jié)省新鮮水用水費(fèi)用約2880元，總效益達(dá)20余萬(wàn)元。此外，通過(guò)改造，解決了廢水超標(biāo)問(wèn)題，保證了穩(wěn)定生產(chǎn)，減少停產(chǎn)帶來(lái)的產(chǎn)能損失，COD外排量減少40噸/年，有效保護(hù)了環(huán)境，出水水質(zhì)提高后，可以根據(jù)需要回用至綠化澆灌、地面沖洗。

4 結(jié)論

(1)通過(guò)對(duì)日化產(chǎn)品生產(chǎn)工藝與廢水處理系統(tǒng)的調(diào)整，對(duì)成分較為單一的高濃度廢水進(jìn)行回用，實(shí)現(xiàn)了廢物資源化利用，年效益達(dá)20余萬(wàn)元，并創(chuàng)造了良好社會(huì)效益。

(2)本改造案例具有典型性，生產(chǎn)工藝與大多數(shù)綜合性日化企業(yè)相似，其他企業(yè)可借鑒本論文做法，實(shí)現(xiàn)節(jié)水減排。