一次盐水中总有机碳对生产的影响探讨

陆成钢

（上海氯碱化工股份有限公司，上海201507）

一次盐水中总有机碳（TOC）在一次盐水中的控制指标根据离子膜的种类一般控制在6×10-6～10×10-6。最近几年，整个行业原盐内TOC指标越来越高，在目前注重环保的大环境下，减排是大势所趋，只有控制原盐质量，对回用化盐的无机废水有效管控，才能达到既实现减排、节约水资源，又能保证盐水质量的目的。

1 一次盐水中TOC的来源

（1）原盐。原盐内的TOC主要为天然有机物，如腐殖质、藻类等。但近几年发现原盐中的TOC升高，原盐内有机物不仅存在天然有机物也有人工合成的有机物。

（2）螯合树脂塔再生水。由于离子交换树脂是高分子聚合物，在其制造过程中会出现多种低分子聚合物，使用过程中会发生聚合链的断裂降解，产生低分子聚合物，这些物质可直接溶解在水中。

（3）回收废水。包含地表水、检修排放物料、机泵的润滑油、机封水等。

2 TOC对盐水生产的影响

2.1 对一次盐水生产的影响

从一次盐水后反应器出来的盐水中TOC超过9×10-6，会导致膜过滤器的压力升高，一般在一个过滤周期中上升10～30 kPa，也就是通常所说的压差（公司膜过滤器在正常状态下，压差为5 kPa左右）。其中有机大分子会对膜形成膜表面凝胶层污染，属不可逆污染（长期污染），只能通过化学清洗（酸洗）恢复。而有机小分子会造成膜孔堵塞污染，这种污染为不可恢复污染，即使进行化学清洗也不能恢复。上面两种污染会使膜过滤器的过滤能力下降30%～50%。又因为压差高、过滤周期时间缩短，导致膜过滤器反冲洗次数增加，进而影响阀门使用寿命。同时又因膜污染而频繁进行化学清洗，缩短了膜过滤器及过滤膜的使用寿命。

2.2 案例

针对盐水系统中的TOC数值有时会升高，公司在一段时间内对一次盐水后反应进行4小时一次取样跟踪，在一次盐水负荷稳定，使用同批次原盐，预处理出水清的情况下，当后反应TOC升高时，膜过滤器压差升高。后反应TOC降低时压差也随之降低。同时通过图1a和图1b的对比，可以看出由于TOC对膜的污染，图1b中后反应的TOC数值虽然升高不多，但膜过滤器的压力依然升高很快，压差很大。表明膜一旦被TOC污染，反冲洗的效果不佳，膜的过滤能力开始衰减，虽然在这期间系统中TOC明显下降，压差也同步下降，但一旦TOC上升，即使幅度很小，膜过滤器的压差会上升很快，同比压差也很大，反应后TOC变化与压差关系图见图1，可以看出如果TOC持续超标将会缩短过滤周期，影响生产负荷，导致频繁酸洗。

图1 反应TOC变化与压差关系图

2.3 对离子膜电解槽的危害

（1）进槽盐水中的TOC含量超标，使阳极液产生泡沫，泡沫阻碍了阳极室上部气体的流动，影响电解液的分布，造成局部浓度过低，影响氯气纯度。阳极液的充气度增加，阳极液电阻增大，引起槽电压上升。

（2）TOC含量超标会使离子膜膨胀和短时间脱液，同时降低了阻止阴离子的能力，影响膜的电流效率。膜的短时间脱液会造成一些微小的永久损坏，膜的长时间脱液，会造成电流效率永久下降。

（3）TOC含量的超标对阳极涂层也有一定危害。它能不透过性地覆盖阳极涂层，降低阳极的活性区域，使槽电压升高，电流分布变差，也能透过性地覆盖阳极涂层，限制氯离子接近阳极，增加氧气的生成，缩短阳极的使用寿命。

（4）TOC含量超标也使得电解槽内氯氢压力波动（尤其现在膜极距）并拉伸膜，经阴阳极频繁摩擦，长时间会使膜形成针孔。

（5）TOC含量超标对离子膜的损伤不可完全恢复。

3 控制措施

3.1 原盐

（1）产地。原盐有3个产地，即山东、墨西哥和澳大利亚。

（2）TOC含量。山东产：8 mg/kg；墨西哥产：14 mg/kg；澳大利亚产：6 mg/kg。

（3）从原盐分析数据看出，该公司原盐TOC指标属于比较良好，同时原盐中的TOC大部分是天然有机物，其中80%～90%在前折流槽被游离氯分解，不会影响后系统。

（4）措施。将TOC作为原盐的质量指标，严格控制原盐TOC含量。

3.2 回收化盐用水

（1）按种类分。脱氯淡盐水、含碱循环水、二效蒸发冷凝水、脱芒硝淡硝盐水、SRS脱硫酸根盐水、螯合树脂塔再生碱洗水、地表水（分析取样排放水、机泵机封水、雨水、检修排放出的物料、地面冲洗水）。

（2）按来源分。1po1501、1po2001、2po2001、1po6504、三期烧碱。

3.3 回收化盐水措施

（1）将上述点的回收水统一至一个中间槽，再用泵送去配水桶，在输送泵出口加装TOC在线仪，从前端控制TOC，一旦TOC超标立即切至无机废水池。

（2）规范检修物料排放。在检修方案中明确物料的种类，特征因子，物料处理方案，严禁直接进入上述区域。

（3）机泵密封水。机泵机械密封水纳管，避免机泵漏油被就地排放的机封出水冲入系统导致有机物升高。

（4）规范动设备检修。严禁检修油污就地排放，建立油污回收系统，规范换油流程，杜绝生产现场地表油污。

（5）规范施工。对现场油漆及其他使用有机溶剂的施工必须要有防止油漆及有机溶剂流入生产现场的方案和措施。

（6）将化盐用水纳入原料质量管理，将化盐用水作为原料的一种来严格对待。

4 结语

离子膜烧碱生产，一次盐水质量是关键。对盐水质量的重视程度直接关系到企业的经济效益。本文提出的TOC控制不是不使用回收水，而是既要减少无机废水排放，又能保证化盐用水的安全，杜绝无序失控的回收水。