園區(qū)污水零排放過程管控及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行分析
——以氯堿裝置為例

李曉斌

（宜化集團(tuán)新疆宜化化工有限公司，新疆昌吉 831700）

新疆腹地生態(tài)環(huán)境苛刻，水資源緊張，但各種資源相對(duì)豐富，資源性的工業(yè)園發(fā)展較快，園區(qū)大多地處戈壁灘，沒有受納水體，園區(qū)內(nèi)企業(yè)污水排放必須是零排放。本文對(duì)園區(qū)內(nèi)某公司進(jìn)行了污水治理的研究，該公司圍繞不同的工業(yè)裝置，本著源頭管控，分水而制的原則，先后建設(shè)了多套污水處理系統(tǒng)，進(jìn)行分類處理，梯級(jí)利用，逐步回收，最終蒸發(fā)結(jié)晶，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)園區(qū)污水零排放，最大幅度對(duì)廢水回收利用，減少了一次水用量，為本地區(qū)的水資源平衡，經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展做出了貢獻(xiàn)。環(huán)境保護(hù)要求企業(yè)必須做到達(dá)標(biāo)排放，但污水治理設(shè)施特別是零排放運(yùn)行成本居高不下，企業(yè)的環(huán)保壓力尤為巨大。如何在達(dá)標(biāo)排放的前提下創(chuàng)造最大的經(jīng)濟(jì)效益，為企業(yè)的長期穩(wěn)定發(fā)展做出貢獻(xiàn)，是身在企業(yè)的每一位環(huán)保，必須考慮的課題。該公司主要采取做好污水治理設(shè)施的運(yùn)行成本核算，用成本管控的思想來抓好污水源頭管控和治理，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。本文主要從實(shí)現(xiàn)污水零排放及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行這兩個(gè)方面進(jìn)行分析探討。

分析背景：本次分析的園區(qū)內(nèi)某公司有合成氨裝置、氯堿裝置、電石石灰裝置、熱電裝置、水泥裝置、三聚氰胺裝置，裝置多，污水水質(zhì)復(fù)雜。污水處理系統(tǒng)主要有中水回用膜分離系統(tǒng)、污水生化處理系統(tǒng)、汞預(yù)處理系統(tǒng)、汞蒸鹽系統(tǒng)、聚合母液生化處理系統(tǒng)、廢次鈉處理系統(tǒng)、高濃鹽水多效蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)、單效蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)、脫硫廢水處理系統(tǒng)。

1 科學(xué)建立污水治理系統(tǒng)

該公司根據(jù)不同的裝置所產(chǎn)生的不同水質(zhì)，分別建立對(duì)應(yīng)污水處理系統(tǒng)，在處理過程中進(jìn)行逐級(jí)回收利用，對(duì)最終無法進(jìn)行回收利用的廢水進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶，做到了零排放處理。園區(qū)廢水按照來源劃分主要有生活和輔助生產(chǎn)廢水、生產(chǎn)廢水和雨水三種類型，本文主要探討前兩種類型的廢水處理及利用。

1.1 生活和輔助生產(chǎn)廢水處理再利用

（1）生活污水主要是生活區(qū)及車間工作區(qū)產(chǎn)生的生活廢水。這類廢水含有機(jī)物質(zhì)較多，還含有微生物、大腸桿菌等。通常這些廢水通過化糞池發(fā)酵、分解后經(jīng)污水管網(wǎng)匯集起來，匯至污水處理站進(jìn)行統(tǒng)一處理，一般公司采用生化法進(jìn)行處理后直接排放。但由于該公司地處戈壁荒漠，受生態(tài)環(huán)境限制，沒有排口，該公司對(duì)處理合格的生化廢水是采用反滲透脫鹽處理技術(shù)的中水回用裝置，處理合格的水回用至一次水系統(tǒng)，利用率最高可以達(dá)到70%，濃縮處理后的濃水有80%回用作熱電脫硫工藝水，20%進(jìn)行末端蒸發(fā)結(jié)晶處理。

（2）輔助生產(chǎn)廢水一部分為各級(jí)脫鹽水生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的含鹽濃水。一部分為各循環(huán)水池排污水，循環(huán)冷卻水在冷卻過程中不斷蒸發(fā)，使水中含鹽濃度不斷增高。這兩部分含鹽濃水，該公司利用上述的中水回用裝置對(duì)處理合格的水回用至一次水系統(tǒng)，濃縮處理后的濃水80%用作熱電脫硫工藝水，20%進(jìn)入末端蒸發(fā)結(jié)晶處理。生活和輔助生產(chǎn)廢水處理處理全流程示意圖如圖1所示。

圖1 生活和輔助生產(chǎn)廢水處理

1.2 生產(chǎn)廢水

本文以氯堿裝置的廢水處理為例說明。

1.2.1 次鈉廢水處理

主要采用吹脫工藝，對(duì)廢水中的乙炔氣及其他雜質(zhì)進(jìn)行凈化處理，95%的次鈉廢水進(jìn)行處理后回用至次氯酸鈉溶液配制及乙炔發(fā)生器循環(huán)使用，對(duì)余下5%的次鈉廢水送至蒸發(fā)結(jié)晶崗位進(jìn)行末端處理。次鈉廢水處理示意圖如圖2所示。

圖2 次鈉廢水處理

1.2.2 聚合母液

主要采用絮凝、沉淀的方法，去除母液中少量的PVC 懸浮顆粒，通過生物膜法有效去除PVC 母液廢水中的COD。氨氮等物質(zhì)，達(dá)到回用水標(biāo)準(zhǔn)，回用到脫鹽水管網(wǎng)，作為各循環(huán)水系統(tǒng)補(bǔ)水，節(jié)約了大量脫鹽水用量。聚合母液廢水處理示意圖如圖3所示。

1.2.3 含汞廢水

圖3 聚合母液廢水處理

主要采用化學(xué)沉淀法。VCM 工序產(chǎn)生的含汞廢水，通過調(diào)整pH 之后，加入硫化鈉生成硫化汞沉淀，沉淀物進(jìn)行壓濾，處理合格的廢水通過砂濾、膜濾、樹脂等進(jìn)一步處理后，進(jìn)入清水池，清水池的合格廢水通過蒸發(fā)結(jié)晶后，蒸發(fā)冷凝液返回系統(tǒng)循環(huán)利用。含汞廢水處理示意圖如圖4所示。

圖4 含汞廢水處理

1.2.4 其他廢水

氯堿系統(tǒng)中還有其他少量的廢水產(chǎn)生，沒有污染的一次蒸汽冷凝液回收到脫鹽水系統(tǒng)，部分含有氯離子的廢水，主要回收至化鹽系統(tǒng)，不產(chǎn)生外排。

以上以該公司氯堿裝置為例，對(duì)裝置內(nèi)產(chǎn)生的廢水根據(jù)不同水質(zhì)進(jìn)行分類處置，能回用系統(tǒng)的進(jìn)行處置后回系統(tǒng)參與工藝生產(chǎn)，不能回系統(tǒng)的污水經(jīng)處理合格，中水回用處理后大部分回收至一次水管網(wǎng)，剩余少量的濃鹽水的進(jìn)行末端蒸發(fā)結(jié)晶。

該公司其他各系統(tǒng)裝置均按照以上思路對(duì)裝置內(nèi)產(chǎn)生的廢水根據(jù)不同水質(zhì)進(jìn)行分類處置，最終實(shí)現(xiàn)零排放。

2 認(rèn)真核算各環(huán)保處理設(shè)施的運(yùn)行成本

通過對(duì)環(huán)保運(yùn)行設(shè)施的電耗、人工、輔材消耗等運(yùn)行環(huán)節(jié)進(jìn)行成本分析，對(duì)各套裝置的運(yùn)行成本做到了詳盡了解，并在實(shí)際運(yùn)行中進(jìn)行跟蹤分析，實(shí)行動(dòng)態(tài)管控。環(huán)保處理設(shè)施的運(yùn)行成本如表1所示。

表1 環(huán)保處理設(shè)施運(yùn)行成本

通過成本分析可以看出，蒸發(fā)結(jié)晶的運(yùn)行成本最高：1t廢水處理成本達(dá)到43.89元。所以該公司污水處理經(jīng)濟(jì)運(yùn)行管控思路是最大限度地減少到蒸發(fā)結(jié)晶單元的水量。

3 蒸發(fā)結(jié)晶污水來源影響分析

從圖1可以對(duì)蒸發(fā)結(jié)晶末端處理水量來源分析，影響到蒸發(fā)結(jié)晶崗位處理水量的主要因素有：生活污水的水量、脫鹽水的制水量、脫鹽水水耗、循環(huán)水水池排污水、中水回用的回收率、脫硫工藝水的用水量。這些都是影響蒸發(fā)結(jié)晶處理水量的重要方面，需要對(duì)每一個(gè)影響因素進(jìn)行具體分析并合理應(yīng)對(duì)，從而最大程度地降低污水處理運(yùn)行成本，實(shí)現(xiàn)污水處理經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

3.1 過程指標(biāo)

脫鹽水的水耗是1.18，也就是說，生產(chǎn)1t 脫鹽水，需要1.18t一次水，產(chǎn)生0.18t 含鹽濃水，這0.18t 含鹽濃水通過中水回用膜處理后，回收至一次水管網(wǎng)回收率70%，產(chǎn)生30%的高濃鹽水，此部分高濃鹽水，脫硫工藝水消耗80%后，還有20%高濃鹽水進(jìn)入蒸發(fā)結(jié)晶末端處理；另一部分是生活廢水和各生產(chǎn)區(qū)循環(huán)水池排污水，生活廢水處理合格后的廢水和循環(huán)水水池排污水都是直接進(jìn)入中水回用裝置，回收至一次水管網(wǎng)回收率70%，產(chǎn)生30%的高濃鹽水，此部分濃鹽水，脫硫工藝水消耗80%后，還有20%噸濃鹽水進(jìn)入蒸發(fā)結(jié)晶末端處理。

3.2 過程影響分析

3.2.1 控制生活污水

通過對(duì)生活污水產(chǎn)生來源調(diào)查，廁所長流水相當(dāng)普遍，主要影響因素是沖水閥未及時(shí)更換及關(guān)閉，通過明確生活區(qū)管理人員及廠區(qū)內(nèi)辦公樓管理人員的職責(zé)，及時(shí)更換沖水閥，沖水閥壞后及時(shí)停用等管控措施，生活污水流量每小時(shí)下降10t，每小時(shí)節(jié)約一次水74.4元，節(jié)約生化處置費(fèi)13元，中水回用少產(chǎn)生濃水3t，節(jié)約處置費(fèi)5.4元，可以少送0.6t 高濃鹽水蒸發(fā)結(jié)晶單元，節(jié)約處置費(fèi)26.3元。每小時(shí)合計(jì)產(chǎn)生效益119元。

3.2.2 控制循環(huán)水排污水

循環(huán)水水池排污時(shí)必須規(guī)范正常流程，前期在排查的過程中，對(duì)循環(huán)水的排污流程進(jìn)行了規(guī)范，必須通過排污管網(wǎng)到中水回用系統(tǒng)，否則進(jìn)入污水生化處理系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生污水處置運(yùn)行費(fèi)用。循環(huán)水水質(zhì)管控同樣重要，通過增加反洗過濾器等手段，確保循環(huán)水水質(zhì)，降低循環(huán)水排污量。循環(huán)水每小時(shí)少排污10t，就少補(bǔ)充10t 脫鹽水，節(jié)約109.8元，節(jié)約中水回用處置費(fèi)17.9元，按照回收率70%，就少產(chǎn)生3t 的高濃鹽水，脫硫工藝水消耗80%后，少送0.6t 高濃鹽水進(jìn)入蒸發(fā)結(jié)晶末端處理，節(jié)約26.34元。每小時(shí)合計(jì)產(chǎn)生效益154元。

3.2.3 控制脫鹽水用水量

通過現(xiàn)場跑冒滴漏管控，清污分流，合理回收等手段對(duì)現(xiàn)場脫鹽水進(jìn)行管控，例如蒸汽導(dǎo)淋進(jìn)行回收至脫鹽水管網(wǎng)，機(jī)封水建立封閉小循環(huán)等。每小時(shí)少用10t 脫鹽水，可以少用11.8t 一次水，節(jié)約87.8元，少產(chǎn)生廢水1.8t，中水回用節(jié)約處置費(fèi)3.2元，按照中水回用70%的回收率，少產(chǎn)生濃水0.54t，少送0.1t 高濃鹽水蒸發(fā)結(jié)晶單元，節(jié)約處置費(fèi)4.4元。每小時(shí)合計(jì)產(chǎn)生效益95元。

3.2.4 降低脫鹽水水耗

按照正常情況每小時(shí)600t 的脫鹽水用量，脫鹽水耗從1.18下降至1.15，按照中水回用70%的回收率，每小時(shí)可以少消耗一次水5.4t，節(jié)約40.2元，少產(chǎn)生脫鹽水濃水18t，中水回用節(jié)約處置費(fèi)32.4元，少產(chǎn)生濃水5.4t，少送1.08t 高濃鹽水蒸發(fā)結(jié)晶單元，節(jié)約處置費(fèi)47.4元。每小時(shí)合計(jì)產(chǎn)生效益120元。

3.2.5 控制中水回用回收率

按照正常情況進(jìn)入中水回用的廢水按照每小時(shí)160t 核算，回收率每提升1%，則每小時(shí)可以多回收一次水1.6t，節(jié)約12元，少產(chǎn)生濃水1.6t，少送0.32t 高濃鹽水蒸發(fā)結(jié)晶單元，節(jié)約處置費(fèi)14元。每小時(shí)合計(jì)產(chǎn)生效益26元。

3.2.6 脫硫工藝水優(yōu)先使用濃水

熱電脫硫崗位工藝水中濃鹽水使用量直接影響蒸發(fā)結(jié)晶崗位的進(jìn)水量，脫硫工藝用水每小時(shí)每多用濃鹽水1t，蒸發(fā)結(jié)晶崗位就少蒸發(fā)1t 高濃鹽水，每小時(shí)產(chǎn)生效益44元。

按照以上思路進(jìn)行污水處理經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，污水處理運(yùn)行費(fèi)用節(jié)約明顯，每小時(shí)可以產(chǎn)生效益558.3元，每年可以產(chǎn)生效益446萬元，環(huán)保治理成本管控非常必要。

4 結(jié)束語

1）園區(qū)內(nèi)污水處置過程中應(yīng)充分考慮到廢水分類收集、污水回用和治理技術(shù)的統(tǒng)一結(jié)合。對(duì)生活廢水、工業(yè)污水進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃，分類治理，梯級(jí)利用，逐級(jí)回收。分類越詳細(xì)，就可最大程度地實(shí)現(xiàn)重復(fù)利用，節(jié)約一次水，減少排放量，最終實(shí)現(xiàn)零排放。

2）環(huán)保管控重在源頭治理，全流程管控。要抓好分類治理過程中的每個(gè)關(guān)鍵控制點(diǎn)和影響因素，做好源頭減排，梯級(jí)利用，逐級(jí)回收，就可以在污水治理，環(huán)保管控中創(chuàng)造出經(jīng)濟(jì)效益。根據(jù)成本管控的思想進(jìn)行污水治理的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，不僅是生態(tài)環(huán)境保護(hù)的要求，也是清潔文明生產(chǎn)，節(jié)能降效，綠色發(fā)展，企業(yè)長期穩(wěn)定發(fā)展的迫切需要。