氯碱企业废水生化处理技术改造

氯碱企业废水生化处理技术改造

薛荔

新疆圣雄氯碱有限公司，新疆吐鲁番 838100

摘要：近年来，我国氯碱工业发展迅速，但生产过程中会产生大量废水，一直是困扰相关技术人员和企业管理者的一大难题。随着全球经济一体化的深入，越来越多的人开始意识到人类生存环境与自然生态之间存在着一种平衡的关系，这需要我们不断地进行修复和维护，以减少地球资源的浪费。

关键词：氯碱企业；废水；生化处理技术；改造

1氯碱化工企业废水现状

有许多涉及氯碱的化工产品，如漂白剂、聚乙烯、盐酸、芳烃等。据统计，目前世界上有200多种氯碱产品。目前，中国化学工业位居世界前列。然而，随着排放量的不断增加，自然生态环境污染问题不容低估。截至2017年，我国PVC产值已达到2282万吨，并开始呈现稳定趋势，因此，伴随的污染排放量较上年增长6.98%。可见，行业实施绿色环保计划刻不容缓。因此，中国氯碱协会制定了PVC污染防治细则，并将其纳入重金属法法规。

从生产角度来看，氯碱是从工业生产过程中衍生出来的。氢、氯和碱通过分解盐去除。我们日常生活和生产中使用的纸张、肥皂、PVC塑料、玻璃等产品属于氯碱化工的范畴。生产此类产品后，废水的成分更加复杂，这也决定了过滤行业更加多样化。如表1常见污染物含量一览表所示，如果尽快采取相应措施，稀缺的水资源将受到更大程度的破坏。目前，我国的废水处理方法有物理分解、化学降解和生物过滤三种，例如，生物过滤就是利用微生物活性的特点，通过生物化学将原有的有害污染物转化为正常的单质，最终排放出去。

2工艺路线

开封东大污水处理站现有生化处理系统1套，是将来自氯乙酸装置ρ(COD)约3g/L的废水，通过好氧菌进行生物降解，使废水中的ρ(COD)降低到150mg/L以下，然后和公司其他装置的清净废水混合使ρ(COD)降至25mg/L以下，达标排放。生化处理池是开封东大处理COD的核心装置。目前生化处理池已经运行10多年，设备陈旧老化，生化池内曝气管、曝气头、细菌着床受损严重；细菌流失，存活率不足30%。

2.1提高水中活性污泥浓度

开封东大生化处理系统核心装置生化池采用曝气氧化工艺，使用好氧微生物氧化分解污水中的有机污染物。空气经罗茨风机由管道输送到生化池底部的曝气管，经曝气头变成气泡排出。

通过对生化池中污水状态、氧含量和菌群的分析[2]发现：原设计采用的75kW罗茨风机风量过大，导致池底产生的气泡不仅数量多而且体积大，池内污水呈沸腾状态，引起填料表层的生物膜剥离，池内悬浮的活性污泥被上升的气泡带上来，呈现出大量污泥气泡漂浮在废水表面，导致水中的活性污泥浓度越来越低，生化处理效率随之递减。同时，罗茨风机风量大也会使溶解氧长期偏高，导致活性污泥自身氧化，细碎污泥多，活性好的污泥含量降低。

为提高活性污泥浓度，通过计算确定生化池需要的曝气风量，重新选型，改用30kW罗茨风机鼓风，降低气量，使生化池内含氧质量浓度降低到2mg/L左右。

2.2改进曝气工艺技术

为了提高曝气质量，在生化池内优化曝气管路布设方案。通过增加曝气管网排列密度，减少曝气总管管径，增加曝气头数量，降低气泡直径，加大气泡密度，在池内形成细碎的小气泡，满足好氧菌繁殖需要。

改进曝气系统上部生化填料，选用新型尼龙丝填料，提高生化菌挂膜效率。

原系统生化池出水经沉降后，污泥直接送至板框压滤机脱水外送，导致大量活性污泥损失。为回收好氧菌，在生化池出口二沉池增加活性污泥回流装置，部分活性污泥返回生化池，提高生化池内菌群数量。

2.3MVR机械蒸发

机械设备的挥发和干燥也是现阶段化工厂处理氯碱废水的常用工艺。MVR企业级冷凝器是一种新型蒸发结晶器。在保证高效的基础上，具有良好的环保节能实际效果。它可以加速蒸汽与蒸发结晶器之间的合理交换，从而减少热蒸汽在废水处理中的应用。根据挥发管道，含盐废水通过离心泵泵入反应器。废水经连续反应器处理后，可达到所需的过滤浓度。氯碱盐水腐蚀性强，零排放工艺较为复杂。如果没有有效的治疗。根据排放情况，很容易对环境造成二次污染。MVR企业冷凝器可将固体废物合理转化为工业盐，完成自然资源的循环利用系统。项目投资成本低，经济效益好。

2.4乙炔废水回收

乙炔废水的回收一直是零排放工艺中的难题。现阶段，我们的专业技术人员开发设计了硫酸清洗技术，合理改善了传统电石渣利用和废水排放的问题。目前，乙炔废水中含有丰富的盐酸。为了更好地进行彻底清洁，必须将乙炔气输送到封闭式冷却塔，然后还原，然后输送到清洁塔。S、 P等化学物质按工艺环保标准排放。经过一次清洗后，乙炔仍有一定的酸值。因此，必须在空气干燥器中与固体碱混合，以最终去除这种酸。目前，我国聚乙烯化工厂的生产过程中将存在大量的稀硫酸。每吨可生产40公斤稀硫酸。因此，可以考虑进行二次营销。废水排放时，盐酸的输送较为严重，不合理的输送会对周围环境造成不利影响。因此，必须选择文本中提到的清洁过程。

2.5离子膜烧碱

离子膜烧碱技术是一种较为完善的废水处理工艺，具有良好的应用效果。由于其显著的优点，在世界氯碱废水处理领域受到广泛的喜爱。在现阶段，它也是中国优先考虑的清洁生产技术。与其他膜工艺相比，萃取过滤的实际效果更为显著。过滤后的碱浓度值可从13%提高到35%以上，大大节约了机械设备的能耗。吨碱平均综合能耗可降低35%左右。同时，离子膜烧碱工艺可以合理提高精碱浓度，不易造成环境污染。例如，辽宁某化工企业利用这种氢氧化钠，从技术上解决了电石生产车间运营过程中形成的油罐车废苛性钠溶液和石灰窑液化气。废水经系统消化、吸收、溶解，形成15%的液态碳酸钾，有利于氯碱生产线盐水的制备，完善了循环系统利用的核心理念。这种循环系统合理缓解了以往废水对地理环境的直接环境污染，进一步满足了加工厂生产过程中对碳酸钾的要求。

3经济与环保效益分析

3.1经济效益

本技改将原75kW风机改为30kW风机，开封东大平均电费0.62元/(kW·h),运行时间为8000h/a,节电金额：

8000×(75-30)×0.62=22.32万(元/a)。

3.2环保效益

该次技术改造重在环保效益。污水排放不达标，环保局一次罚款最低50万元。在污水生化提标工艺应用前，开封东大5万t/a连续法氯乙酸装置已经因COD高而减产，造成极大的经济损失。

该次技术改造自2019年10月在开封东大实施以来，运行效果良好。污水总排口有机物质量浓度一直控制在20mg/L以下，运行稳定，排放指标低于国家排放要求，成功地解决了制约开封东大正常运行的环保难题，为公司的生存和发展提供了条件，减少污染物的排放，达到预期的目标，满足污水排放标准，确保开封东大各生产装置正常运行，具有良好的环境效益和社会效益。

结论

随着环保标准的不断严格，如何根据企业污水性质、成分和产量进行技术和经济性比选，选择适合本企业的污水处理方法，进一步提高污水处理效率、降低污水处理成本是摆在每一个技术人员面前的课题，未来需要我们氯碱人继续对此进行深入研究探讨。

参考文献：

[1]乔俊飞，韩改堂，周红标.基于知识的污水生化处理过程智能优化方法[J].自动化学报，2017(6):1038-1046.

[2]赵雅然，李媛，张飞凤.曝气精确控制系统(AVS)在污水生化处理系统中的应用[J].工程建设与设计，2019(10):127-128.

[3]魏磊.污水生化处理工艺优化控制及改进[J].中华建设，2019(20):234-235.