聚氯乙烯废水的治理及其回用范文

《聚氯乙烯》2017年第5期

［关键词］聚氯乙烯;生产废水;治理与回用;经济效益

［摘要］介绍了聚氯乙烯生产过程中产生的界区雨雪水、机封水、母液水、冷凝水等废水治理与回用的措施，以40万t/a聚氯乙烯生产装置为例，可回收废水240m3/h，产生的经济效益达4339．8万元/a。

1聚氯乙烯行业废水回用的必要性

1．1水资源的匮乏

水资源问题是当今世界热门的话题之一，随着人口的增长和经济的快速发展，水资源危机正与日俱增，尤其是一些干旱地区和大中型城市，解决水荒问题已成燃眉之急。我国北方地区水资源短缺，成为制约其经济发展的主要因素之一。新疆是我国以干旱著称的省区之一，塔克拉玛干大沙漠和古尔班通古特沙漠横亘在天山南北的盆地里面，使新疆大部分地区处在温带大陆干旱型气候区，决定了新疆干旱少雨。目前，新疆生态环境正在进一步恶化，沙漠面积不断扩大，大面积天然荒漠植被枯死，河流干涸，土壤盐渍化加剧，全区荒漠化以350km2/a的速度扩展，近2/3的土地和1400万人口受到威胁。与此同时，新疆沙尘暴亦呈逐年增多的趋势，沙尘暴扬起的浮尘已经飘移到数千公里以外的华北地区。

1．2废水对环境的污染

聚氯乙烯生产过程中会产生有机废水、含汞废水、酸性废水、碱性废水等，如直接排放或经简单处理后排放，将对周围的河流、土壤、地下水、环境空气等造成较为严重的危害。因此，在我国面临与日俱增的缺水危机、日益严重的环境污染时，将聚氯乙烯生产过程中产生的废水进行回用利用，不仅可起到降本增效的效果，同时还可实现节能降耗的社会责任。

2废水回用改造

以新疆中泰化学阜康能源有限公司40万t/a聚氯乙烯生产装置为例，对聚氯乙烯生产过程中产生的界区雨雪水、机封水、冲洗水、冷凝水、酸碱废水进行回用，回用量达240m3/h。

2．1乙炔生产界区废水的回用

2．1．1界区雨雪水

乙炔车间生产界区内粉尘产生量大，如遇雨雪天气，进入地下排污系统的雨雪水将呈碱性，若排放至污水站，不仅增加了污水站处理压力，同时也增加了污水处理成本。可将界区内产生的雨雪水回收至废水池内，输送至乙炔发生器进行回用。在乙炔界区新建1个废水池，对破碎、发生、渣浆、清净工序界区内的雨排系统进行改造，将各界区内雨雪水通过地沟引流至废水池，再将该废水回用至乙炔发生器。界区内雨水收集区域为9．3万m2(140亩)，按照年平均降水量为294mm(水量约27000m3)、70%废水回收的比例，全年回用碱性废水18900m3，即2．15m3/h。

2．1．2循环水

反洗水循环水经砂滤器过滤后进入生产装置系统进行换热，因此需要定期对循环水砂滤器进行反洗。砂滤器经反洗后，反洗浓水中悬浮物等物质含量较高，因此须将该废水排放。将乙炔界区、聚氯乙烯界区循环水反洗水通过处理回用至生产系统，供发生器加水使用，不仅减轻了污水站的处理成本、负荷，同时还降低了发生器对工业水的依赖，该废水回用量为11m3/h。

2．1．3乙炔机封水

在乙炔气生产过程中，须使用渣浆泵、浆液泵等废水泵，由于此类废水泵不涉及成品，因此其机封水可用加压后的生化水替代工业水。机封水使用后统一排至地沟，由地沟统一收集。新增1个废水泵，将该废水输送至上清液池，用于发生器补水，该废水回用量为30m3/h。

2．1．4次氯酸钠废水

粗乙炔气含有硫化物、磷化物等酸性物质，如不除去，将严重腐蚀乙炔气管线，并对后续触媒造成较为严重影响，因此须除去乙炔气中的硫化物、磷化物。利用次氯酸钠水溶液的强氧化性，将硫化物、磷化物等物质氧化，形成盐分，反应后的次氯酸钠废水曝气处理，将其含有的乙炔气释放出来，以防止出现安全问题。曝气后的次氯酸钠废水可代替新鲜水继续用于配制次氯酸钠循环使用。通过次氯酸钠复配工序的改造，大幅降低了次氯酸钠废水的排放量，节约的次氯酸钠废水流量为12m3/h。

2．2氯乙烯界区废水

回用氯乙烯转化界区为露天装置，雨雪水直接流入地沟，与脱酸水、碱洗水等混合中和后排至含汞废水处理装置进行处理。含汞废水处理费用较高，如将转化界区雨雪水与生产废水分离，不仅可防止汞的流失，同时也可降低含汞废水处理装置处理成本。在氯乙烯转化界区地沟内制作插板封闭进水口;在雨雪水持续流入30min后，将进入生产系统的雨雪水切换至污水站进行处理。转化界区面积约3．46万m2(52亩)，年平均降水量为294mm，雨雪水约10000m3，改造后将雨雪水与装置废水分离，若65%的雨雪水排放至污水站，则氯乙烯界区每年减少含汞废水处理量6500m3。

2．3聚氯乙烯界区废水回用

2．3．1汽提、冲釜等废水

新增废水汽提装置，将浆料汽提塔、聚合冲釜水、氯乙烯回收设备里含氯乙烯的废水和冷凝液经汽提塔汽提冷却后送到渣浆浓缩池，用于乙炔发生器补水，脱吸出来的氯乙烯通过压缩冷凝回收管线回收到氯乙烯气柜。将母液水中的杂质用精密过滤器过滤，然后用作聚合汽提冲洗用水。母液水经过滤器过滤后，水的洁净程度已经能够满足冲塔需要。此过程中不但综合利用了母液水，而且利用干燥尾气加热，不需新的纯水和蒸汽，从而提高了水的重复利用率，达到了节约水资源的目的［5］。在聚合汽提生产操作中，汽提冲洗程序对水温一般要求较高，温度的控制和保持都须消耗蒸汽，同时高温水蒸发也浪费大量的去离子水。为节省蒸汽消耗和减少去离子水损失，利用聚氯乙烯干燥过程中产生的二次蒸汽将母液水加热，减少新鲜蒸汽消耗，然后用作汽提冲塔用水［5］。在生产过程中，冲洗浆料汽提塔水量为8m3/h，聚合冲釜水为8m3/h，蒸汽冷凝水约3m3/h，则回用废水共计19m3/h。

2．3．2生化处理水

聚氯乙烯离心母液经过生化装置处理后，废水的COD小于60mg/L，悬浮物质量浓度小于20mg/L，氨氮质量浓度小于5mg/L，出水清澈透明，且各项污染因子浓度较低。母液水产生量约为150m3/h，如将此废水排放，不仅会浪费大量的废水，同时会给污水处理站带来较大的处理压力，且该废水为去离子水，各类污染物浓度均较低，因此将该废水中30m3/h的废水改为乙炔机泵机封水，将60m3/h的废水回用至自备电厂脱硫配水使用，将60m3/h的废水用于乙炔发生器补水使用。

2．3．3机封水

聚氯乙烯生产过程中，机泵需利用纯水对机封进行冷却，防止因机封水出现产品质量问题。为防止机封水出现排放现象，增加1台循环泵，实现机封水的单套系统自循环，机封水在机泵出口处压力降低但水质未发生改变，具备重复利用可能。由于水质良好，此部分水经简单过滤后、增压处理后继续作为机封水使用，并利用循环水为机封水进行换热，所有机封水废水回用量约为16m3/h。

3经济效益与环境效益

3．1经济效益

(1)费用计算条件。化工工业生产过程中，工业水成本为2元/m3，生化装置处理费用为2．7元/m3，纯水成本为3．5元/m3，污水站废水处理费用为19元/m3，蒸汽成本为49元/t，纯水制水率为75%，含汞废水处理装置处理费用为60元/m3，全年生产时间按8000h计算。

(2)污水处理成本。①所有废水均须经过污水站进行处理，达到合格排放标准后排放。经污水站处理的废水有乙炔界区碱性雨雪水、机封排污水、循环水排污水、次氯酸钠废水、聚氯乙烯冲釜水、汽提废水、生化装置产水、聚氯乙烯界区机封水。废水总量共计240m3/h，通过改造，全年节约废水处理费用为:240×8000×19=3648万(元)。②汽提塔、聚合釜冲洗水流量为16m3/h，该废水未经生化装置处理，回用至生产系统，则通过改造，节约生化装置处理费用为:16×8000×2．7=34．5万(元)。

(3)纯水成本。①聚氯乙烯界区机封水、汽提冲洗水、聚合釜冲洗水共计35m3/h，通过改造全年节约纯水成本为:35×8000×3．5=98万(元)。②纯水制水率为75%，则减少使用工业水量为:35×8000÷75%=373333(m3)。

(4)蒸汽成本。汽提废水、冲釜水采用蒸汽余热进行升温，使用量为3m3/h;通过改造，将二次蒸汽再次回用，则节约蒸汽成本为:3×8000×49=117．6万(元)。

(5)工业水成本。通过改造，乙炔界区碱性雨雪水、机封排污、循环水排污、次氯酸钠废水、生化装置产水及聚氯乙烯冲釜水、汽提废水、聚氯乙烯界区机封水所需的工业水得到回用，其量为:(240－35)×8000×2+373333×2=402．7万(元)。

(6)含汞废水处理成本。通过改造，含汞废水处理装置每年减少处理含汞废水6500m3，则全年可节省处理成本为:6500×60=39万(元)。通过废水回用改造，合计每年可产生4339．8万元的经济效益。

3．2环境效益

通过改造，废水减排量为240m3/h，则全年减排废水240×8000=192万(m3)，基本可实现聚氯乙烯生产过程中的零排放。

4结论

通过以上计算可知:在40万t/a聚氯乙烯生产装置满负荷运行情况下，如对生产过程中上述废水进行回用改造，则每年可产生经济效益4159．8万元，每年可减排废水192万m3，实现了节能、降耗、减排、增效的管理理念。

［参考文献］

［1］李青青，陈维青．新疆水资源实物量核算及对其耗减价值的分析［J］．甘肃农业，2014(2):37－39．

［2］门宝辉，赵燮京，梁川．我国北方地区水资源可持续利用状况评价［J］．南水北调与水利科技，2003，1(4):24－27．

［3］徐光木．新疆农地产权制度改革与农业绩效实证研究［J］．新疆农垦经济，2015(4):7－10.

［4］王珊子．保水剂:干旱区的节水知音［J］．林业经济，2007(9):61－63．

［5］曹祥民，盛国斌，张恒山，等．VCM聚合母液的回用工艺［J］．聚氯乙烯，2009，37(10):33－35.

作者：焦庆庆；王利国；苟华超 单位：新疆中泰化学阜康能源有限公司