烧碱生产中废水的综合利用

烧碱生产中废水的综合利用

张志芳

摘要：随着社会的发展、技术的进步，迫切要求着经济增长方式的转变。目前，在烧碱生产过程中，许多工艺技术的应用已经无法跟上时代发展的脚步，因而，迫切需要转向经济增长方式、变革生产工艺流程。由于烧碱生产过程中产生的废水具有含酸、含碱、含盐等特点，不能对外直排，烧碱车间需要对生产装置内的生产废水进行深度回用，达到设计时的零排放目标。本文对离子膜法烧碱生产过程中各类废水进行分类收集，并通过工艺改进对水资源综合利用，不仅节约用水，而且降低了废水排放量。

关键词：烧碱生产；废水；综合利用

引言

烧碱生产过程中产生的废水具有含盐、含碱、含酸等特点，直接排放既不符合环保要求，又浪费资源，提高生产成本。结合烧碱系统现有的生产工艺和处理水平，对烧碱系统生产过程产生的废水进行分类、分步处理和利用。

1烧碱生产系统

1.1烧碱系统工艺简介

烧碱生产系统主要包括：一次盐水工序、二次盐水工序、电解工序、脱氯工序，氯氢处理工序，氯化氢合成工序。该公司一次盐水工序采用预处理器+HW膜处理工艺和无机膜处理工艺，二次盐水、电解、脱氯工序采用螯合树脂二次盐水精制工艺及离子膜电解工艺，氯化氢合成工序采用二合一蒸汽合成炉。

2生产废水的产生

2.1螯合树脂塔再生过程产生的废水

螯合树脂塔在工作过程处理了规定量的过滤盐水后，螯合树脂将会失去对2价金属离子的吸附作用。螯合树脂塔再生过程就是要通过使用高纯盐酸洗去树脂所吸附的阳离子，螯合树脂以H型存在，用氢氧化钠使之变成Na型的螯合树脂后，H型的螯合树脂就具有了进行螯合物形成反应的活性，使失去吸附作用的树脂再生还原，恢复对2价金属离子的吸附作用。螯合树脂塔吸附饱和后进行酸碱再生，从而产生大量废水。在螯合树脂塔再生过程中会产生酸碱性废水，酸碱性废水中和后，回收并送至盐水系统。由于螯合树脂塔再生过程中酸性废水和碱性废水的产生并不平衡，为了保证后续管道及设备不被腐蚀，仍须加入少量成品碱调节pH值。

2.2机封水

离心泵运行时须用纯水对机封进行冷却降温，产生的机封水通过地沟及回收水泵，统一送至废水储槽，最终送至化盐工序。

2.3蒸汽冷凝水

蒸汽冷凝水主要来自盐水换热器(用于控制进螯合树脂塔盐水温度)、氯酸盐分解盐水换热器(用于控制氯酸盐分解槽盐水的温度)、碱液换热器(用于控制进电解槽阴极碱液换热时产生的蒸汽冷凝水温度)，通过地沟及回收水泵进行回收，统一送至废水储槽，最终送至化盐工序。

2.4氢气冷凝液及氢气洗涤液

氢气冷凝液及氢气洗涤液主要来自电解槽出口氢气管线中的冷凝液。来自电解工序的氢气送入氢气洗涤塔与洗涤液逆向接触，系统中冷凝下来的碱性水进入氢气洗涤塔。氢气洗涤塔液位高时，即将塔中液排放至地沟，并回收至废水储槽进行处理。

3废水回收再利用

3.1电解槽停车排液、洗槽水

在电解工序设置阴极液排放槽和阳极液排放槽用于回收电解槽排液、洗槽的碱水和盐水。电解槽阳极部分排液、洗槽水排入阳极液槽，经脱氯后回收至盐水岗位化盐。一方面减少了排放污水量和污水中的氯离子含量，降低了污水处理的负荷，还可回收淡盐水。阴极部分的排液、洗槽水含有低浓度的NaOH，由于浓度低回收碱液成本高，不宜直接回收。如果中和处理后排放将增加中和用酸量，使成本上升，还会增大污水处理量。而全部输送至化盐水储罐进行化盐则降低了稀烧碱的利用价值。把稀碱液回收至废碱罐，将32%烧碱配制成质量分数为17%～18%的吸收液进行废氯气吸收，生产次氯酸钠副产品外售，具有较好的经济效益。

3.2树脂塔再生废水

二次盐水树脂塔经过一段时间的运行会吸附二价金属离子Ca2+、Mg2+达到饱和而失去作用，这时就要进行酸洗和再生。在酸洗碱再生过程中，酸洗、水洗2、碱洗的废水排污。为提升氯碱生产过程环保水平，降低废水污染，通过技术改造，尝试将树脂塔再生酸碱废水分步回收利用。分析废水pH值变化区段，通过在线pH计、程控阀分区段将废水回收至不同储罐。将再生过程中的碱性水用于一次盐水除镁精制剂烧碱溶液的配制，降低产品烧碱的消耗;尝试将酸性废水全部回用于烧碱生产系统，将一部分酸性废水送至淡盐水脱氯系统，用量以不增加自用碱耗用量为前提;另一部分酸性废水根据钙、镁含量不同进行区分，低杂质含量的酸性废水替代纯水用于工业盐酸的制备。

3.3蒸发冷凝液

烧碱蒸发过程中冷凝液主要有两种:一种是三效蒸发器产生的蒸汽冷凝液，此部分冷凝液在蒸发换热系统中加热稀烧碱液，最大限度回收余热后回收至合成工序的纯水罐，作为纯水用于蒸汽合成炉副产蒸汽补水;另一种是稀烧碱蒸发过程中含碱蒸汽产生的碱性冷凝液，由于含NaOH冷凝液呈现碱性，直接回收至碱性冷凝液储罐，输送至一次盐水工序作为化盐水使用。一方面避免碱性废水直接排放至污水管网打破污水系统平衡，增加处理难度和处理成本;另一方面有效利用回收的碱性废水中的氢氧化钠，降低粗盐水除镁过程中的烧碱加入量，节约生产成本。

3.4合成炉排污水用于盐水岗位精制剂配制

合成炉底部循环水富集氯离子，长期循环后，氯离子对合成炉筒体和管道产生严重腐蚀，给生产带来安全隐患。为避免氯离子腐蚀设备和管道，通过排水操作控制氯离子含量。此部分循环水为纯水，排地沟回用只能作为化盐补充的生产水利用，严重浪费其价值。为了更充分发挥工业用水的效能，降低工业用水消耗，同时解决生产水配制精制剂过程引入的钙离子造成碳酸钠管线结垢、泵叶轮结垢而使转动阻力大，甚至机封烧毁等问题，将合成炉底部循环水外排部分整体回收至储罐，通过泵输送至一次盐水岗位用于精制剂的配制。合成炉排污水代替生产水配制碳酸钠运行1年后，对碳酸钠管道及泵叶轮进行拆检，无明显碳酸钙结垢。解决了长期以来碳酸钠管线内结垢的问题，同时消除了酸洗碳酸钠管线废酸回收处理的环保问题。

3.5无机废水

各生产界区实行雨污分离，各工序转动设备机封水、工艺处理过程中含酸碱盐废水、冬季防冻废水等无法直接回用的废水，通过污水管网回收至废水池，调整pH值后用泵送至一次盐水工序化盐水储罐用于化盐，降低生产水用量，减轻污水处理负荷和处理难度。

结束语

氯碱企业应高度重视节能减排,无论从收益方面还是从保护环境方面都是有百利而无一害的,也希望各设计部门在设计时对节能多加考虑,为企业实现清洁生产打好基础。对废水进行分类收集，针对性制定不同的回收再利用措施，基本实现离子膜烧碱生产过程无废水排放，减轻了污水处理的负荷及难度，在有效减轻企业环保压力的同时，创造了一定的经济效益，促进企业的可持续发展。

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