皂化废水工艺改进介绍

叶建春，章岳青，吴炳发，叶雅锋，章 军

（1.轻工业杭州机电设计研究院，浙江杭州，310004；2.纳爱斯集团有限公司，浙江丽水，323000）

皂化废水工艺改进介绍

叶建春1，章岳青2，吴炳发2，叶雅锋1，章 军1

（1.轻工业杭州机电设计研究院，浙江杭州，310004；2.纳爱斯集团有限公司，浙江丽水，323000）

对传统皂化废水处理工艺和改进后的工艺进行了介绍，并对传统工艺和改进后工艺进行了比较，结果表明，改进后工艺节约能源，能够实现经济效益和社会效益的双赢。

皂化；废水处理；工艺改进；经济效益；社会效益

国内皂类生产企业经过多年发展，由间歇式大锅制皂发展到连续皂化，近10年来油脂高压水解、脂肪酸蒸馏中和制皂工艺占了主导地位，但皂化工艺还是有一定的比重，由于原料来源和生产工艺的不同，连续皂化、大锅煮皂产生的皂化废液性质差别也较大，作为皂类生产的配套设施，皂化废水回收装置并不受重视，皂化废液曾一度作为生产废水直接排放。随着环保要求的增加，将皂化废液进行提纯和回收甘油，越来越受到重视。

皂化废水除含有脂肪物、胶质等杂质外，制皂过程中还会加入大量的盐、碱等物质。胶质、脂肪物等有机物杂质在提纯工段除去，盐类则在蒸发浓缩阶段析出，才能得到质量符合要求的粗甘油。

图1 车间外景

1 皂化废水的传统工艺介绍

1.1 皂化废水回收步骤

（1）提纯

先加入盐酸，使脂肪物上浮并撇除，然后加入液碱和三氯化铁，除去胶质等杂质，最后加入液碱，除去剩余的杂质，并调整pH值至9～10。

（2）净废液蒸发浓缩：

通常采用二效蒸发+单效形式，将废液中的大量水分蒸发并冷凝除去，此时，废液中的大量盐分也会析出，最终得到含量80%以上的粗甘油。

蒸发过程中析出的盐分沉降在蒸发室底部的盐箱中，定期用空气压出，经离心机甩干并水洗后备用。

1.2 传统皂化废水处理工艺特点

提纯工序对产品质量的影响最大；浓缩工序由于需要蒸发大量水分，能耗最大。国内许多制皂企业经过多年发展，形成了多套制皂生产线，废水回收装置也存在着多套并存、单套生产能力普通偏小的状况；废液处理罐采用敞开式，人工撇除脂肪物，生产环境差，废气排放大；滤渣过滤采用板框式压滤，滤渣含水率高；废液浓缩采用双效+单效蒸发，物料采用自循环方式，设备换热效率低，盐分易沉积和结垢，自控水平低，生产能力不大；人工定期排盐、洗盐、溶盐，劳动强度大；由于环境保护、劳动强度、能量消耗等多方面的因素，迫切需要对传统的工艺进行改进。

2 改进后的工艺介绍

皂化废水呈碱性，杂质中除了脂肪物、胶质、色素外，还含有大量的氯化钠等。改进后的皂化废水处理主要过程如下：

（1）皂化废水酸处理过程：增加盐酸混合器，采用计量泵，将定量盐酸与废液均匀混合，然后在酸反应器中沉降分层，下层废液自动流入酸处理罐中，脂肪物则定期排出并回收；在酸处理罐中加入液碱和三氯化铁溶液进行酸处理，废液中的大部分杂质被吸附并聚积沉降，然后进入过滤设备中进行过滤分离，滤液自动进入碱处理罐，滤渣则排入滤渣罐。

（2）皂化废水碱处理过程：在碱处理罐中加入氢氧化钠，以除去剩余的杂质，并调整废液的pH值。碱性皂化废液送入过滤器中，滤液自动进入碱处理罐，滤渣则排入滤渣罐，与酸处理罐中的滤渣一起，定期进行压榨，以回收滤液，并将滤渣中的水分降到最低。

（3）皂化净废液蒸发过程：蒸发过程为三效蒸发，采用外循环泵强制循环的模式；皂化废液经过三个蒸发室后，得到粗甘油，粗甘油含量通过三效蒸发室的温度变送器控制。三效蒸发器的底部配置出料泵，将一部分粗甘油送回蒸发室，以增加物料搅动，另一部分物料进行除盐处理。将除盐后的粗甘油收集至粗甘油暂存罐中，用泵抽出，大部分送回三效蒸发室，以降低蒸发室内的固体盐含量，减少积盐的产生，一部分在液位控制下送入车间罐区。过滤出盐过程：三效蒸发室正下方配置盐箱，定期将盐箱中的混合物料输送至除盐设备中，分离出甘油和固态的盐。分离出的固态盐经二次洗涤后，经盐输送机输送至车间盐仓内暂存，然后经溶盐池溶解后输送至盐水罐循环备用。

图2 过滤设备上部

图3 过滤设备底部

3 改进工艺与传统工艺的比较

改进后的工艺，针对原料来源和组分不同，在对原有的工艺流程和设备进行优化设计的基础上，借鉴了制糖、制盐及医药行业的技术并进行了创新型应用。

（1）增加盐酸计量泵和在线沉降槽（即酸反应器），使定量盐酸与物料均匀混合，在酸反应器中静置并沉降分层，物料中的脂肪酸自由上浮，定期由管道排出并回收，从而改变了多年来操作人员人工捞除脂肪物的作业方法，大大降低了劳动强度，改善了作业环境，基本消除了操作人员接触化学药品的可能性，显著减少接触废气的时间。

图4 处理分离设备

图5 化学处理设备

（2）处理液过滤采用二级过滤。即增加自清式过滤机，将料液先初步过滤，浓缩滤浆后再进行压榨，以减少物料暴露和挥发时间，并降低最终滤渣内的含水率，减少固废排放。

（3）采用密封设备，按需配置观察口和取样口，减少废气散逸；所有易产生挥发性气体或蒸汽的设备均设置抽风口，将生产过程中的废气收集后，送入污水处理站集中处理，改善劳动环境。

（4）蒸发装置：皂化废水中含盐量大，皂化废液蒸发装置由原来的“双效蒸发+单效蒸发”创造性地改为三效蒸发，并增加强制外循环泵，在提高蒸汽利用率的同时，大大增强了换热效果，减少设备积垢现象。根据计算，大量的固体盐在三效蒸发器中析出。因此，设备设计时，通过巧妙设置出料口、循环口和回流口的相对位置，使固体盐主要进入三效蒸发室下方的盐箱；工艺设计中，首次采用了粗甘油循环系统，即将三效蒸发室的物料用泵抽出，除盐后送回蒸发室，对物料进行稀释，从而使蒸发室内的固体盐含量显著降低，基本消除了积盐和控制阀堵塞现象。

（5）增加抽吸蒸汽喷射泵及调节阀。生蒸汽在进入一效蒸发器之前依次串接调节阀和喷射泵，以生蒸汽为驱动蒸汽，将一效蒸发室产生的部分二次蒸汽作为抽吸蒸汽，经喷射泵混合后，作为生蒸汽进入一效蒸发器的加热器从而使部分一效蒸发器的二次蒸汽作为生蒸汽重复使用，可节省生蒸汽的用量约为15%。

（6）蒸发冷凝液全部收集在冷凝液罐中，先与原料换热以回收热量，然后储存在储罐中，部分直接作为洗盐水和溶盐水直接使用，部分送入其他车间作为工艺水，从而减少了工业水和加热蒸汽的使用量，降低废水排放。

（7）将原有的直冷式冷凝器全部改间冷式，冷却介质由原来的工业水改为循环冷却水，显著减少工业水用量和最终废水排放量。

4 传统工艺与改进工艺公用工程耗量对比情况

传统工艺与改进工艺公用工程耗量对比情况见表1。

表1 传统工艺与改进工艺公用工程耗量对比

5 经济效益和社会效益对比

（1）经济效益

本工程中，通过改进设备和优化工艺，不但节约了蒸汽、水消耗，同时减少了生产工人，降低生产成本。

（2）社会效益

减少废水排放，并将废气收集处理后无害排放，在节约能源的同时还可以保护环境；节约能源就是降低企业能耗，提高企业经济效益；节约能源就是减少污染物排放，减少温室气体排放，保护大气环境。

节约能源能够实现经济效益和社会效益的双赢。

An Introduction of Saponified Effluent Treatment Technology Improvement

Ye Jianchun1, Zhang Yueqing2, Wu Bingfa2, Ye Yafeng1, Zhang Jun1
(1.Hangzhou Light Industry Mechanical & Electrical Engineering Institute, Hangzhou 310004, Zhejiang; 2. Nice Group, Lishui 323000, Zhejiang)

∶ The paper introduces traditional saponified effluent treatment technology and improved technology, and makes a comparison of traditional technology with improved technology, which shows that improved technology enjoys the advantage of energy conservation and a win-win realization of economic and social benefts.

∶ saponifed effuent, technology improvement, economic beneft, social beneft

TQ645.6

A

1672-2701（2017）08-44-04

叶建春先生，轻工业杭州机电设计研究院教授级高级工程师，日化工程部部长，注册化工工程师，主要从事油脂化工、日用化工工艺、设备开发研究、相关化工企业工程设计等工作。

E-mail：13958055032@163.com。