聚氯乙烯生產過程廢水回用的技改

許鵬飛

摘要：近年來，隨著國家實行的用水定額監督管理政策的實施和當地政府關于地下水取用企業節水提效行動方案，節水減排工作成為公司的重中之重，通過不斷推廣節水技改技措和優化廢水回用工藝流程來提高用水效率，實現水資源的循環利用。

關鍵詞：廢水回收;母液水回用;節能減排

引言

無典型的成熟案例，無法直接進行工藝復制。循環冷卻水主要是作為冷卻介質用于汽輪機的凝汽器，如果冷卻水水質不好，會引起凝汽器銅管腐蝕，甚至穿孔泄漏，使凝結水品質劣化，污染鍋爐水，直接影響電廠的安全運行。因此，將廢水回用于循環冷卻水，首先要保證回用水的水質，其次要保證設備的穩定運行。本文通過試驗得出的相關數據，為系統設計、設備選型、投產后的運行控制提供了依據。本試驗采用浸沒式超濾（MCR）+兩級反滲透對造紙廢水進行回收利用，經過處理的回用水達到造紙廠循環冷卻水的用水標準后可進行回用。

1懸浮法聚氯乙烯工藝生產原理及流程簡介

該公司聚氯乙烯生產裝置采用的是懸浮法聚合生產工藝。在懸浮生產工藝中，水油比通常控制在1.1∶1～1.6∶1，被分散劑包裹的VCM單體小液滴穩定分散在水相中，聚合反應由溶解在單體中的引發劑引發，經過不同溫度下的聚合生成不同型號的PVC聚合物。隨之，聚合生成的中間產物再經過汽提脫除、離心干燥和包裝工序包裝成成品入庫待售。其中離心干燥產生的母液水則被回收利用至不同工序。

2離心母液水處理工藝的發展進程

聚氯乙烯生產過程中所產生的離心母液有機廢水，其水量大、溫度高、有機物含量高（含有難降解的PVA），處理難度大，回用困難，一直是困擾氯堿行業的難題。2008年左右，大多數氯堿企業采用“超濾+反滲透”的處理工藝，在運行過程中，有機物（PVA、纖維素）粘附在UF、RO膜體表面，降低膜的通水量，且使用常規清洗方法很難完全去除，只能頻繁進行化學清洗，正常情況下膜組的使用壽命應為3a～5a，處理離心母液水半年，出現UF膜組膜絲斷裂及RO膜氧化失效的現象，膜處理工藝，初期效果好，但無法持久，后續維護保養非常困難，成本較高，且無法保證出水水質。

3離心母液水在乙炔工序的回用

乙炔發生工序電石與水反應生成粗乙炔氣的同時會產生大量電石渣漿，而絕大部分渣漿由發生器底部排出再由渣漿泵送至乙炔汽提工序，經過汽提塔脫除乙炔氣后的電石渣漿被送至濃縮池，渣漿在濃縮池內與生產水中和，最終形成指標合格的渣漿由管道輸送用于外售。上述維持渣漿指標的過程中需要向濃縮池內補充大量的生產水，經過反復論證，通過管線利舊進行技術改造，決定將聚合工序剩余的離心母液水經過換熱和一級過濾除去雜質后送至濃縮池替代生產水。

4微懸浮法專用樹脂生產過程中的節水減排

4.1焦化廢水深度處理工藝

焦化廢水無論是做回用還是做濃鹽水的濃縮減量和資源化，深度處理是關鍵，深度處理如將COD和F降至合適的濃度，會為后續系統的穩定可靠運行提供保障。焦化廢水深度處理針對COD的去除通常采用的工藝為混凝沉淀法、活性炭吸附法、芬頓氧化法、臭氧催化氧化法。考慮到處理效果、工藝簡潔及易操作程度、運行成本、污泥產量及污泥處置等問題，推薦采用混凝沉淀、臭氧催化氧化、生化聯用的主工藝做為焦化廢水的深度處理工藝。焦化廢水中的COD分子量通常較大，易與混凝劑形成絮凝體去除，采用專用的混凝劑可將焦化廢水生化出水的COD降至100～150mg/L，同時可在混凝沉淀段用專用除氟藥劑將氟降至10mg/L以下，以防止后續工藝中氟化鈣結垢及氟離子腐蝕，同時可純化后續資源化段產品純度。經過混凝沉淀將生化出水COD降至100～150mg/L后，再經過臭氧催化氧化工藝可將COD降至60～80mg/L。由于臭氧催化氧化可將大分子有機物降解為小分子有機物，可提高廢水的可生化性，進一步經生化可將COD降至40～70mg/L。生化可采用曝氣生物濾池或MBR等工藝，MBR工藝出水水質更穩定可靠。

4.2螺旋板換熱器定期清理

為保證螺旋板換熱器的高效運行，保證兩側封頭死角處無集料，根據聚合釜實際運行情況及樹脂質量不斷摸索，最終將螺旋板換熱器清理周期定為6個月一次，在后期檢修時發現螺旋板換熱器死角處集料已明顯減少，達到了預期效果。

4.3生化單元

從干燥離心機脫出的水（離心母液）經母液水泵送至生化單元，生化單元主要由沉淀、降溫、水解酸化、生物接觸氧化、沉淀和過濾組成，通過生物菌去除有機物的，生化產水要求COD<30mg/L。在運行過程中要重點關注以下方面。（1）離心母液進水溫度較高，必須將溫度降到40℃以下，滿足生物菌新陳代謝要求，冷卻塔必須采用無填料冷卻塔（因母液水中含有PVC顆粒和聚乙烯醇（PVA），如果采用填料塔會經常堵塞填料，增加清理涼水塔成本）。（2）保證生物接觸氧化池的停留時間在25h以上，可以有效降解COD。保證水中C、N、P濃度比例為100∶5∶1，如出現異常情況，要適當添加N、P營養液進行調整。（3）根據水解酸化池、生物接觸氧化池的污泥濃度做好定期排泥、壓濾，防止污泥膨脹，造成出水水質指標波動。

4.4汽提塔噴淋水改造

為避免塔頂冷凝器凝液用于汽提塔噴淋導致雜質數偏高的風險，經過實際核對，在保證降本增效的情況下將聚合釜沖洗水（母液水）進行重新配管至塔頂噴淋水泵出口用于塔頂噴淋，在降溫的同時保證噴淋水水質的要求，達到預期效果。

4.5干燥加熱器蒸汽冷凝水的回用

微懸浮聚合反應生成的中間產物，需經過干燥、粉碎和包裝，最終形成袋裝成品儲存待售。干燥不僅是一個脫水干燥的過程，更重要的是次級粒子的造粒過程，次級粒子的表面狀態和粒徑的大小及分布將影響到產品的糊粘度，流變性能，凝膠特性和糊穩定性等一系列加工性能。一般對于具有次級粒子結構的專用樹脂，其增塑糊的性能不僅取決于初級粒子的粒徑分布，還受次級粒子結構的影響。次級粒子的產生是由初級粒子在干燥器里受熱處理的過程中聚集形成的，其大小及形態主要受膠乳的霧化程度和干燥溫度的影響。為達到以上效果必須保證噴霧干燥塔有充足的熱風供給，這個過程中就會導致干燥蒸汽加熱器產生幾乎等量的蒸汽冷凝水排出加熱系統。

結束語

針對城市合流制排水系統水量的設計與評估，除考慮生活污水、工業廢水與雨水外，還應重點分析排水系統中地下水與其他外來水在旱季與雨季的入流與入滲量。發達國家已將城市排水系統可允許的外水入流與入滲量（I/IAllowance）作為一項重要的設計參數，我國當前城市排水相關的設計手冊與規范標準中尚未明確合流制排水系統中地下水與外水入流入滲量的計算與設計要求，大量城市的合流制排水系統截流管網在設計與改造時并未充分考慮地下水與外水入流入滲的影響，導致建成后實際運行過程中往往無法實現設計截流倍數的目標。

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