聚氯乙烯生产中的废水综合利用

冯俊

（新疆天业集团化工研究院，新疆 石河子 832000）

1 聚氯乙烯生产中应用节水技术的意义

煤化工发展存在较大的环境负荷，能否实现可持续发展取决于环境保护。传统电石法聚氯乙烯工艺存在着高能耗、高污染的发展弊端，解决这一弊端的根本途径就是加大对清洁生产关键技术的研究，全面推广清洁生产模式，实现发展与资源、环境的和谐统一。电石法聚氯乙烯生产过程主要包括乙炔发生、氯乙烯合成和聚合干燥3个过程。这3个过程中产生的废水包括乙炔装置电石渣上清液含汞废液和聚合母液水，目前多是处理达标后直接排放，不能大量回用，对环境造成很大的污染。新疆天业集团为了更好地保护环境，节约能源和资源，充分利用大工业的产业链，走循环经济的道路，针对天业化工园区废水特别是乙炔上清液、合成含汞废液、聚合母液水进行有效治理，并将处理后的合格水返回自身系统循环使用，达到中水标准的水送至电厂综合利用，即减少了污水排放对环境造成的影响，同时，也可以将污水变废为宝，进行二次循环利用，节约水资源，降低水的消耗成本，具有很好的经济和环保意义。

2 节水技术概况

2.1 乙炔装置电石渣上清液闭路循环工艺

乙炔生产中废水主要来源于：（1）清净塔产生的废次氯酸钠溶液；（2）冷却塔和水洗塔中冷却乙炔产生的废水；（3）发生器降温所用的水经过增稠器后产生的上清液。其中废次氯酸钠溶液可以替代部分冷却塔和水洗塔中冷却乙炔用的循环水；而冷却塔和水洗塔中冷却乙炔所产生的废液全部作为发生器降温用的水；上清液通过冷却降温后可以部分回用。

电石渣上清液闭路循环主要研究新型洗涤装置，完全消除乙炔气中渣浆的夹带，采用裂管式换热装置通过外部冷源直接对乙炔进行降温，改变传统的水气逆向接触冷却及洗涤方式，从而使乙炔系统真正实现闭路循环，废水零排放。

乙炔上清液闭路循环回收利用工艺流程如图1。

2.2 含汞废液处理循环利用[1]

根据含汞污染物的不同特性，将酸洗、水洗工序的含汞废盐酸与碱洗工序及清洗用的弱碱性含汞废水分类收集，结合自主开发盐酸解析技术与汞处理技术，重新设计电石法PVC体系内汞污染治理系统。

对于含汞废盐酸，首先通过盐酸常规解析与深度解析，脱析回收其中的氯化氢气体，使废盐酸浓度降低至2％以下，稀酸（20％左右）与深度解析残液（酸浓度2％以下）作为吸收液循环应用，残液根据其汞含量积聚的情况，定期排放，送去汞处理装置，采用化学法将可溶性的汞离子沉降为固态汞渣，回收利用。

对于弱碱性的含汞废水，直接导入汞处理装置，对其中的水溶性汞离子进行化学处理，沉降为固态汞渣，回收利用，废盐酸回收利用率可达100％。

含汞废液处理循环利用工艺流程，如图2。

2.3 聚合母液水回收利用技术[2]

聚氯乙烯树脂生产过程中，产生大量的离心母液废水，该类废水有机物含量较低，多具有毒性或难以生物降解，是较难处理的化工废水。

根据离心母液废水的水质特点，采用生化处理和深度处理结合起来进行处理，其中生化处理阶段利用好氧微生物将小分子有机物彻底分解成无机物，降低废水中的污染指标。生物氧化采用接触氧化法，即活性污泥法与生物滤池复合的生物膜法。深度处理阶段在对有机物的去除上，先发挥臭氧的强氧化能力，将有机物氧化成可被生物降解的小分子有机物，接着利用活性炭良好的吸附性能将其吸附，再由吸附在活性炭上的生物对吸附的有机物进行生物降解，而臭氧分解后产生的氧，不仅提高水中的溶解氧，使水中溶解氧常呈饱和状态或接近饱和状态，又为活性炭处理中的生物降解提供必要条件。处理后的母液水水质各项指标均可达到电厂中水回用标准，送至电厂循环水系统进行再循环利用。

聚合母液水处理即回收利用工艺流程，如图3。

3 经济效益对比

新疆天业化工园区污水处理循环利用给化工生产带来良好的经济效益。

（1）将乙炔上清液循环利用，大大降低了废水的排放量，并减少了一次水的用量，24万t/a聚氯乙烯生产线乙炔上清液循环利用可节约用水量为136万t（40万t/a聚氯乙烯生产线采用干法乙炔，不存在上清液）。

（2）含汞废液处理循环利用，不仅消除了汞对环境的污染，而且将废水处理后所得的氯化氢、汞渣、废水重新返回到系统二次利用[3]，大大降低了成本消耗，100万t/a聚氯乙烯含汞废液处理循环利用可循环利用废酸16万t（包括解析出来的5万t氯化氢气体），废水4万t。

（3）聚合母液水处理送至电厂循环利用，减少了COD等污染物的排放，同时处理后达到中水回用标准，100万t/a聚氯乙烯聚合母液水处理循环利用可节约用水量为440万t。

综上所述，可得出：按照水费1元/t，氯化氢气体960元/t计算，可为整个化工园区节约成本近5 380万元/a；含汞废酸解析出来的氯化氢气体可用于增产树脂，PVC树脂售价6 000～8 000元/t，附加值较高，扣除生产成本，仍可增加收益1 000～2 000元/t，100万t/a聚氯乙烯含汞废液可解析约5万t氯化氢气体，满足7.5万t PVC生产的需要，每年可为企业新增销售收入7～8亿元，经济效益十分可观。

[1] 吴 彬.生产中副产废酸的平衡设计及其节能减排效果[J].聚氯乙烯，2009，37（3）：39-42.

[2] 李凡禄.推行清洁生产实现又好又快发展[J].聚氯乙烯，2009，37（3）：43-44.

[3] 李国栋.电石法聚氯乙烯生产中汞消耗与汞污染的降低[J].中国氯碱，2009(3)：42-45.