陜西北苑化工集團(tuán)股份有限公司(以下簡稱北苑化工)化工分公司100萬t/aPVC生產(chǎn)裝置的工藝廢水主要含有氯乙烯，收集在廢水收集罐中，泵入廢水汽提塔，汽提后的氯乙烯送至回收工序回收，塔底排水與PVC離心母液一起送至母液回收處理系統(tǒng)，出水送至電石乙炔廠回用。10萬t/aPVC生產(chǎn)裝置工藝設(shè)計有兩套廢水處理裝置，單套處理能力為8m3/h，自裝置投運(yùn)以來，廢水出水氯乙烯含量居高不下，運(yùn)行不穩(wěn)定。在分析總結(jié)現(xiàn)有裝置生產(chǎn)過程中存在的瓶頸問題后，通過技術(shù)改造，提高了污水處理裝置的運(yùn)行水平和出水水質(zhì)。

1.聚氯乙烯生產(chǎn)過程中廢水處理的原理及工藝流程

(1)原則。

當(dāng)蒸汽通入廢水中時，與廢水充分接觸，廢水中的溶解氣體和一些揮發(fā)性物質(zhì)轉(zhuǎn)移到氣相中，從而達(dá)到去除水中污染物的目的。根據(jù)相平衡原理:在一定溫度下的液體混合物中，各組分都有一個平衡分壓。當(dāng)與液相接觸的氣相中組分的分壓趨于零時，遠(yuǎn)小于平衡分壓，該組分將從液相變?yōu)闅庀唷?/p>

(2)工藝流程。

PVC生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水通過工藝管道收集到氯乙烯廢水收集池，然后通過廢水汽提泵、廢水過濾器和板式換熱器進(jìn)入廢水汽提塔。廢水汽提塔底部上升的蒸汽與進(jìn)入塔頂?shù)膹U水逆流接觸，形成氯乙烯和蒸汽的混合氣體，然后蒸汽通過塔頂冷凝器冷凝回塔內(nèi)，去除廢水中的氯乙烯。不凝性氯乙烯氣體通過分離器回收至氯乙烯回收氣柜再次循環(huán)使用，然后脫除氯乙烯氣體的廢水通過板式換熱器由廢水汽提塔的泵輸送至露天聚合母液水處理系統(tǒng)。

改造前污水處理廠工藝流程見圖1。

2.原廢水處理廠的運(yùn)行

2.1設(shè)備操作

在實(shí)際運(yùn)行過程中，由于廢水中夾帶少量PVC樹脂，長期運(yùn)行后，汽提塔和板式換熱器會出現(xiàn)堵塞，導(dǎo)致通道變小，使汽提塔的進(jìn)水口和出水口不能很好地?fù)Q熱。廢水汽提塔的出水溫度，一級裝置一般為90~100℃，二級裝置一般為100~110℃，而與之換熱后的廢水汽提塔出水溫度，一級裝置一般為50~60℃，二級裝置一般為30~40℃。由于廢水汽提塔入口溫度低，廢水在其中不能很好的沸騰，導(dǎo)致汽提塔出水中氯乙烯含量達(dá)不到環(huán)保排放要求[廢水中氯乙烯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為(30~80)x10-6]。具體數(shù)據(jù)見表1。而且板式換熱器在實(shí)際運(yùn)行中頻繁泄漏，存在冷熱料相互銜接、維修頻繁、維修困難等問題，導(dǎo)致污水汽提塔無法連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。

2.2設(shè)備控制

運(yùn)行期間，廢水汽提塔的入口流量和底部液位由入口流量計監(jiān)控。如果入口流量過高，會出現(xiàn)塔底液位不穩(wěn)定、汽提塔內(nèi)廢水沸騰不好、廢水中氯乙烯去除困難等問題。如果入塔流量較低，會出現(xiàn)塔底液位不穩(wěn)定、蒸汽入塔浪費(fèi)等問題，廢水汽提塔出來的混合氣體在塔頂冷凝器中不易冷凝。北苑化工廢水汽提塔入口流量計是一種浮子流量計。由于廢水入塔壓力為0.4MPa，流量計中的浮子卡在管道中，導(dǎo)致計量不準(zhǔn)確，不便于操作人員監(jiān)控每天的廢水入塔流量，導(dǎo)致廢水汽提塔運(yùn)行不穩(wěn)定。

3.優(yōu)化改造方案

3.1與裝置運(yùn)行相關(guān)的設(shè)備改造

拆除一期裝置廢水汽提塔的板式換熱器，更換為螺旋板式換熱器(換熱面積為150m2)。將拆除的板式換熱器安裝在二期工廠的廢水汽提塔上，與二期工廠未拆除的板式換熱器并聯(lián)使用。實(shí)際運(yùn)行時，一個開啟，一個備用。改造后，廢水汽提塔冷端物料和熱端物料能很好地?fù)Q熱，廢水入塔溫度在90℃以上，廢水在汽提塔內(nèi)能很好地沸騰，保證了廢水汽提塔出水氯乙烯含量指標(biāo)符合國家相關(guān)排放要求，一、二期裝置廢水汽提塔能連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。

3.2裝置日?？刂频膬?yōu)化

由于廢水中含有導(dǎo)電介質(zhì)，廢水汽提塔進(jìn)塔的流量計由浮子流量計改為電磁流量計，便于運(yùn)行人員監(jiān)控每天的廢水進(jìn)塔流量，維持廢水汽提塔的穩(wěn)定運(yùn)行。

3.3進(jìn)水水質(zhì)的優(yōu)化

為了進(jìn)一步優(yōu)化廢水收集池的水質(zhì)，防止廢水中夾帶的少量PVC樹脂在廢水收集池中堆積堵塞，在廢水收集池入口總管處增加一個分離池，通過沉淀進(jìn)一步分離廢水。所有廢水通過分離罐后，固體物質(zhì)在罐中沉淀，而清水進(jìn)入廢水汽提塔以除去氯乙烯氣體。

廢水汽提處理裝置的廢水入口增加一個隔油池的工藝流程見圖2。

4.優(yōu)化改造效果。

(1)通過將一個廢水汽提單元的板式換熱器替換為螺旋板式換熱器，并在另一個廢水汽提單元中增加備用板式換熱器，實(shí)現(xiàn)了廢水汽提塔的連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，廢水汽提塔出水氯乙烯含量符合國家相關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。具體數(shù)據(jù)見表2。對廢水汽提塔進(jìn)行了優(yōu)化改造，使含氯乙烯廢水得到了很好的處理和回用，減少了環(huán)境污染，改善了水資源的浪費(fèi)。

(2)通過將廢水汽提塔的流量計由浮子流量計改為電磁流量計，便于運(yùn)行人員監(jiān)控廢水每天的入塔流量，使廢水汽提塔穩(wěn)定運(yùn)行。

(3)通過在廢水收集池的進(jìn)水集管處增加一個分離池，使廢水進(jìn)一步沉淀分離，避免了廢水中夾帶的少量PVC樹脂進(jìn)入廢水收集池積聚堵塞，進(jìn)一步提高了廢水汽提塔的運(yùn)行能力。

5.結(jié)論

北苑化工公司對100萬t/aPVC生產(chǎn)工藝廢水處理裝置進(jìn)行了優(yōu)化改造，取得了一定的效果，應(yīng)用效果良好，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。改造后，廢水汽提塔運(yùn)行穩(wěn)定，控制費(fèi)用低廉，出水指標(biāo)基本達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)要求。(來源:陜西北苑化工集團(tuán)有限公司)

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