聚氯乙烯生产过程废水回用的技改

许鹏飞

摘要：近年来，随着国家实行的用水定额监督管理政策的实施和当地政府关于地下水取用企业节水提效行动方案，节水减排工作成为公司的重中之重，通过不断推广节水技改技措和优化废水回用工艺流程来提高用水效率，实现水资源的循环利用。

关键词：废水回收;母液水回用;节能减排

引言

无典型的成熟案例，无法直接进行工艺复制。循环冷却水主要是作为冷却介质用于汽轮机的凝汽器，如果冷却水水质不好，会引起凝汽器铜管腐蚀，甚至穿孔泄漏，使凝结水品质劣化，污染锅炉水，直接影响电厂的安全运行。因此，将废水回用于循环冷却水，首先要保证回用水的水质，其次要保证设备的稳定运行。本文通过试验得出的相关数据，为系统设计、设备选型、投产后的运行控制提供了依据。本试验采用浸没式超滤（MCR）+两级反渗透对造纸废水进行回收利用，经过处理的回用水达到造纸厂循环冷却水的用水标准后可进行回用。

1悬浮法聚氯乙烯工艺生产原理及流程简介

该公司聚氯乙烯生产装置采用的是悬浮法聚合生产工艺。在悬浮生产工艺中，水油比通常控制在1.1∶1～1.6∶1，被分散剂包裹的VCM单体小液滴稳定分散在水相中，聚合反应由溶解在单体中的引发剂引发，经过不同温度下的聚合生成不同型号的PVC聚合物。随之，聚合生成的中间产物再经过汽提脱除、离心干燥和包装工序包装成成品入库待售。其中离心干燥产生的母液水则被回收利用至不同工序。

2离心母液水处理工艺的发展进程

聚氯乙烯生产过程中所产生的离心母液有机废水，其水量大、温度高、有机物含量高（含有难降解的PVA），处理难度大，回用困难，一直是困扰氯碱行业的难题。2008年左右，大多数氯碱企业采用“超滤+反渗透”的处理工艺，在运行过程中，有机物（PVA、纤维素）粘附在UF、RO膜体表面，降低膜的通水量，且使用常规清洗方法很难完全去除，只能频繁进行化学清洗，正常情况下膜组的使用寿命应为3a～5a，处理离心母液水半年，出现UF膜组膜丝断裂及RO膜氧化失效的现象，膜处理工艺，初期效果好，但无法持久，后续维护保养非常困难，成本较高，且无法保证出水水质。

3离心母液水在乙炔工序的回用

乙炔发生工序电石与水反应生成粗乙炔气的同时会产生大量电石渣浆，而绝大部分渣浆由发生器底部排出再由渣浆泵送至乙炔汽提工序，经过汽提塔脱除乙炔气后的电石渣浆被送至浓缩池，渣浆在浓缩池内与生产水中和，最终形成指标合格的渣浆由管道输送用于外售。上述维持渣浆指标的过程中需要向浓缩池内补充大量的生产水，经过反复论证，通过管线利旧进行技术改造，决定将聚合工序剩余的离心母液水经过换热和一级过滤除去杂质后送至浓缩池替代生产水。

4微悬浮法专用树脂生产过程中的节水减排

4.1焦化废水深度处理工藝

焦化废水无论是做回用还是做浓盐水的浓缩减量和资源化，深度处理是关键，深度处理如将COD和F降至合适的浓度，会为后续系统的稳定可靠运行提供保障。焦化废水深度处理针对COD的去除通常采用的工艺为混凝沉淀法、活性炭吸附法、芬顿氧化法、臭氧催化氧化法。考虑到处理效果、工艺简洁及易操作程度、运行成本、污泥产量及污泥处置等问题，推荐采用混凝沉淀、臭氧催化氧化、生化联用的主工艺做为焦化废水的深度处理工艺。焦化废水中的COD分子量通常较大，易与混凝剂形成絮凝体去除，采用专用的混凝剂可将焦化废水生化出水的COD降至100～150mg/L，同时可在混凝沉淀段用专用除氟药剂将氟降至10mg/L以下，以防止后续工艺中氟化钙结垢及氟离子腐蚀，同时可纯化后续资源化段产品纯度。经过混凝沉淀将生化出水COD降至100～150mg/L后，再经过臭氧催化氧化工艺可将COD降至60～80mg/L。由于臭氧催化氧化可将大分子有机物降解为小分子有机物，可提高废水的可生化性，进一步经生化可将COD降至40～70mg/L。生化可采用曝气生物滤池或MBR等工艺，MBR工艺出水水质更稳定可靠。

4.2螺旋板换热器定期清理

为保证螺旋板换热器的高效运行，保证两侧封头死角处无集料，根据聚合釜实际运行情况及树脂质量不断摸索，最终将螺旋板换热器清理周期定为6个月一次，在后期检修时发现螺旋板换热器死角处集料已明显减少，达到了预期效果。

4.3生化单元

从干燥离心机脱出的水（离心母液）经母液水泵送至生化单元，生化单元主要由沉淀、降温、水解酸化、生物接触氧化、沉淀和过滤组成，通过生物菌去除有机物的，生化产水要求COD<30mg/L。在运行过程中要重点关注以下方面。（1）离心母液进水温度较高，必须将温度降到40℃以下，满足生物菌新陈代谢要求，冷却塔必须采用无填料冷却塔（因母液水中含有PVC颗粒和聚乙烯醇（PVA），如果采用填料塔会经常堵塞填料，增加清理凉水塔成本）。（2）保证生物接触氧化池的停留时间在25h以上，可以有效降解COD。保证水中C、N、P浓度比例为100∶5∶1，如出现异常情况，要适当添加N、P营养液进行调整。（3）根据水解酸化池、生物接触氧化池的污泥浓度做好定期排泥、压滤，防止污泥膨胀，造成出水水质指标波动。

4.4汽提塔喷淋水改造

为避免塔顶冷凝器凝液用于汽提塔喷淋导致杂质数偏高的风险，经过实际核对，在保证降本增效的情况下将聚合釜冲洗水（母液水）进行重新配管至塔顶喷淋水泵出口用于塔顶喷淋，在降温的同时保证喷淋水水质的要求，达到预期效果。

4.5干燥加热器蒸汽冷凝水的回用

微悬浮聚合反应生成的中间产物，需经过干燥、粉碎和包装，最终形成袋装成品储存待售。干燥不仅是一个脱水干燥的过程，更重要的是次级粒子的造粒过程，次级粒子的表面状态和粒径的大小及分布将影响到产品的糊粘度，流变性能，凝胶特性和糊稳定性等一系列加工性能。一般对于具有次级粒子结构的专用树脂，其增塑糊的性能不仅取决于初级粒子的粒径分布，还受次级粒子结构的影响。次级粒子的产生是由初级粒子在干燥器里受热处理的过程中聚集形成的，其大小及形态主要受胶乳的雾化程度和干燥温度的影响。为达到以上效果必须保证喷雾干燥塔有充足的热风供给，这个过程中就会导致干燥蒸汽加热器产生几乎等量的蒸汽冷凝水排出加热系统。

结束语

针对城市合流制排水系统水量的设计与评估，除考虑生活污水、工业废水与雨水外，还应重点分析排水系统中地下水与其他外来水在旱季与雨季的入流与入渗量。发达国家已将城市排水系统可允许的外水入流与入渗量（I/IAllowance）作为一项重要的设计参数，我国当前城市排水相关的设计手册与规范标准中尚未明确合流制排水系统中地下水与外水入流入渗量的计算与设计要求，大量城市的合流制排水系统截流管网在设计与改造时并未充分考虑地下水与外水入流入渗的影响，导致建成后实际运行过程中往往无法实现设计截流倍数的目标。

参考文献

[1]熊磊，孟祥龙，宁小钢.氯乙烯生产无汞化研究进展[J].中国氯碱，2019（12）：13-18.

[2]高长全，勾迈，王迎涛，周少鹏.高性能聚氯乙烯管道的发展与需求[J].中国氯碱，2019（12）：23-28.

[3]张永锋，冯斌，陈凤.聚氯乙烯生产中旋风干燥装置的提能降耗[J].聚氯乙烯，2019，47（11）：39-41.

[4]乔钦，李通.氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚糊树脂种子微悬浮法生产工艺简介[J].中国盐业，2019（21）：48-50.

[5]朱赪.丙烯酸酯类改性剂在聚氯乙烯加工中的应用[J].橡塑技术与装备，2019，45（22）：47-49.