氯碱行业工艺废水治理回收利用

2018-02-05杨晨光王忠和邬永胜

中国氯碱 2018年9期

关键词：冷凝水冷凝盐水

杨晨光，王忠和，邬永胜

（内蒙古晨宏力化工集团有限责任公司，内蒙古阿拉善盟 750336）

内蒙古晨宏力化工集团有限责任公司无机水排污量较大，造成能源消耗大，污水排放负荷重，2017年完成了PVC干燥冷凝水回收、二次盐水冷凝水回收、机封水回收项目及超滤废水回收等项目。

1 废水回收工艺

1.1 PVC干燥冷凝水、二次盐水冷凝水及机封水回收

（1）PVC干燥冷凝水。PVC干燥蒸汽冷凝水排至离心母液水槽，每小时产生约15 t冷凝水，考虑生产系统节能及减小有机水排污负荷。

从PVC干燥空气加热器出来的蒸汽冷凝水进入冷凝水回收罐，冷凝水回收罐出口连接冷凝水泵，通过冷凝水泵输送至外管廊冷凝水总管，冷凝水回收至锅炉冷凝水罐。

冷凝水罐设置远传液位显示并联锁控制冷凝水泵的启、停，当冷凝水回收罐液位低于300 mm时自动停泵，当冷凝水回收罐液位高于1 000 mm时自动启泵。

（2）二次盐水冷凝水。现二次盐水蒸汽冷凝水排至下水道，每小时产生约5 t冷凝水，考虑生产系统节能及减小无机水排污负荷，从二次盐水板式换热器出来的蒸汽冷凝水总管进入冷凝水回收罐，冷凝水回收罐出口连接冷凝水泵，通过冷凝水泵输送至外管廊冷凝水总管，冷凝水回收至锅炉冷凝水罐。

冷凝水罐设置远传液位显示并联锁控制冷凝水泵的启、停，当冷凝水回收罐液位低于300 mm时自动停泵，当冷凝水回收罐液位高于800 mm时自动启泵。

（3）机封水。二次盐水、脱氯厂房一楼的淡盐水泵、阳极液泵、阴极液泵、过滤盐水泵及精制盐水泵在机封水侧安装一根机封水收集总管，在每一台机封水水管溢流处留有一个三通，每一台泵的机封水软管引至三通内，最后机封水收集总管排至再生地下水池，用酸性废水泵间隙打至一次盐水配水罐。5台泵机封水回收量共计2 t/h。

1.2 超滤废水回收

该项目处理的水是超滤系统排出的水，包括反洗水排水、浓水排水及砂滤系统排水，其中反洗水排放量为 3.3 m3/次，每天 48 次排水 160 m3，平均 6.6 m3/h，浓水排放量为34 m3/h，砂滤系统反洗水排放量为57.5 m3/次，每天 12 次排水 690 m3，平均 28.75 m3/h，该项目回收水量为69.35 t/h。要求处理后的水浊度达到5以下，由恒压变频泵输送到超滤系统进水管路回用，该装置主要包括以下运行单元。

（1）废水收集池。废水收集池的作用主要是收集超滤系统排放的废水及砂滤系统反冲洗排放的废水。废水收集池具有均质均量的作用，前端来水水质、水量不均衡，变化较大时，为保证后续设备稳定运行，废水收集池起到调节水量的作用，后续设备不会因为水量大而超负荷，也不会因为水量小而空转。

（2）一体化净水单元。一体化净水器包括混凝反应区、沉淀区及过滤区。一体化净水器工作原理是，废水进入一体化净水器之前，通过投加混凝剂和助凝剂，使废水在混凝反应区充分反应后，通过吸附，使悬浮物与絮体形成大的颗粒物，流经设备的沉淀区，沉淀区采用斜管沉淀法，水沿斜板或斜管上升流动，分离出的泥渣在重力作用下沿着斜管滑至池体底部泥斗，沉淀出水经出水堰流至过滤区，通过过滤去除泄漏的微量悬浮物，出水流经上部清水区，滤料采用石英砂。

（3）清水池。清水池主要作用是存储一体化净水器处理完的水，处理后合格的水输送至用户。

（4）自动控制系统。第一级是主控程序根据预定控制程序和现场实际情况，实行自动控制，无需人为干预（自动）；第二级就是手动控制，当把相应控制柜上的“手动/自动”选择开关打到“手动”时，各设备实现手动操作。手动控制时，现场设备可在就地控制箱或控制柜上实现开、停等人工操作。此种模式主要是用在设备安装阶段的单台调试时的操作。该系统特点是：a设全自动控制及手动控制功能；b水泵能在设置时间内自动交替使用；c进水泵低水位停止，高水位启动，超警戒水位提供报警信号；d设有过流、过载、断相及短路保护，故障自动切换并声光报警。

2 废水回收效益

2.1 冷凝水及机封水回收产生效益

技改后系统运行平稳，实现自动控制，巡检工需要按照操作规程定时巡检。系统投入生产后减少冷凝水和机封水排放总量22 t/h，减轻了污水排放量，并且回收利用水资源及所带的热量。

（1）冷凝水泵运行费用：（动力电按0.42元/（kW·h）计算）2台冷凝水泵电机功率均为7.5 kW，年运行8 000h，年耗电费用：7.5×2×8000×0.42=5.04（万元）；

（2）冷凝水回收效益。按照每小时20 t冷凝水，每吨中水按照 5.9 元计算，22×8000×5.9=103.8（万元）；

（3）冷凝水热量回收效益。1 t饱和蒸汽是2.5 GJ热量，每吨蒸汽按照70元计算，中水温度20℃（焓值83.9 kJ/kg），冷凝水温度 50 ℃（焓值 209.3 kJ/kg）；

a.年回收热量：20×1 000×（209.3－83.9）×8 000/106=20 064（GJ）；

b.折算后每年节能：20 064/2.5=8 025.6 t（标煤）

c.每年冷凝水热量回收效益：8 025.6×70=56.18（万元）。

（4）减少排污产生费用（排污费 3.6 元/t）：22×8 000×3.6=63.36（万元）；

（5）设备、材料总投资15万元，年折旧额=固定资产原值×（1－残值率）/折旧年限（折旧年限取10年），年折旧额为：15×（1%～5%）/10=1.425（万元）；

（6）每年回收冷凝水、机封水创造效益：103.8＋56.18－5.04－1.425＋63.36=216.875（万元）。

2.2 超滤废水回收效益

（1）超滤废水回收产生效益（一次水5.6元/t）：69.35×8000×5.6=310.6（万元）；

（2）减少排污产生费用（排污费 3.6 元/t）：69.35×8 000×3.6=199.7（万元）；

（3）水泵运行费用：（动力电按0.42元/kW·h计算）2台水泵电机功率分别为 5.5 kW和22 kW，年运行 8 000 h，所以年耗电费用：27.5×8 000×0.42=9.24（万元）；

（4）全年聚合氯化铝（PAC）和聚丙烯酰胺（PAM）两种药剂加入量总计5.5万元；

（5）该装置总投资110万元，年折旧额=固定资产原值×（1－残值率）/折旧年限（折旧年限取10年），年折旧额为 110×（1%～5%）/10=10.45（万元）；

（6）每年回收创造效益：310.6＋199.7－9.24－5.5－10.45=485.11（万元）。

3 节能措施及效果分析

3.1 节能措施综述

本着技术成熟、运行可靠、指标先进及经济合理的原则，同时充分考虑国内设备的制造水平及现状，在设计中采用先进的节能措施和节能产品。

（1）采用全数字变频装置对水泵压力进行调节，从而实现水泵压力变频控制，节省电能大约30%～40%。

（2）选用高性能的节约型S11系列变压器以减少变压器自身的损耗，节约电能大约5%。

（3）对于中小型电动机均选用高性能YE3或YE4系列节能电动机，并且采取直接启动，减少因采用起动装置起动的电能损耗。对于高压绕线电机选用液体变阻器作为启动装置，既改善了电机的启动特性，又节省因采用频敏变阻器启动带来的较大能量损耗。

3.2 节能效果分析

为达到节能、环保的目标，在工艺流程设计、设备布置、设备选择以及建构筑物设计等方面严格执行国家及内蒙古自治区相关方面的节能标准、规范。在国家“节能减排、资源综合利用”的政策引导下，秉着“发展循环经济、科学环保”的理念，本项目积极选用高效节能的设备、材料和技术方案，充分发挥企业自身优势，从根本上满足了国家相关的节能要求。