PVC生产污水处理厂的优化改造
陕西北苑化工集团股份有限公司(以下简称北苑化工)化工分公司100万t/aPVC生产装置的工艺废水主要含有氯乙烯，收集在废水收集罐中，泵入废水汽提塔，汽提后的氯乙烯送至回收工序回收，塔底排水与PVC离心母液一起送至母液回收处理系统，出水送至电石乙炔厂回用。10万t/aPVC生产装置工艺设计有两套废水处理装置，单套处理能力为8m3/h，自装置投运以来，废水出水氯乙烯含量居高不下，运行不稳定。在分析总结现有装置生产过程中存在的瓶颈问题后，通过技术改造，提高了污水处理装置的运行水平和出水水质。
1.聚氯乙烯生产过程中废水处理的原理及工艺流程
(1)原则。
当蒸汽通入废水中时，与废水充分接触，废水中的溶解气体和一些挥发性物质转移到气相中，从而达到去除水中污染物的目的。根据相平衡原理:在一定温度下的液体混合物中，各组分都有一个平衡分压。当与液相接触的气相中组分的分压趋于零时，远小于平衡分压，该组分将从液相变为气相。
(2)工艺流程。
PVC生产过程中产生的废水通过工艺管道收集到氯乙烯废水收集池，然后通过废水汽提泵、废水过滤器和板式换热器进入废水汽提塔。废水汽提塔底部上升的蒸汽与进入塔顶的废水逆流接触，形成氯乙烯和蒸汽的混合气体，然后蒸汽通过塔顶冷凝器冷凝回塔内，去除废水中的氯乙烯。不凝性氯乙烯气体通过分离器回收至氯乙烯回收气柜再次循环使用，然后脱除氯乙烯气体的废水通过板式换热器由废水汽提塔的泵输送至露天聚合母液水处理系统。
改造前污水处理厂工艺流程见图1。
2.原废水处理厂的运行
2.1设备操作
在实际运行过程中，由于废水中夹带少量PVC树脂，长期运行后，汽提塔和板式换热器会出现堵塞，导致通道变小，使汽提塔的进水口和出水口不能很好地换热。废水汽提塔的出水温度，一级装置一般为90~100℃，二级装置一般为100~110℃，而与之换热后的废水汽提塔出水温度，一级装置一般为50~60℃，二级装置一般为30~40℃。由于废水汽提塔入口温度低，废水在其中不能很好的沸腾，导致汽提塔出水中氯乙烯含量达不到环保排放要求[废水中氯乙烯的质量分数为(30~80)x10-6]。具体数据见表1。而且板式换热器在实际运行中频繁泄漏，存在冷热料相互衔接、维修频繁、维修困难等问题，导致污水汽提塔无法连续稳定运行。
2.2设备控制
运行期间，废水汽提塔的入口流量和底部液位由入口流量计监控。如果入口流量过高，会出现塔底液位不稳定、汽提塔内废水沸腾不好、废水中氯乙烯去除困难等问题。如果入塔流量较低，会出现塔底液位不稳定、蒸汽入塔浪费等问题，废水汽提塔出来的混合气体在塔顶冷凝器中不易冷凝。北苑化工废水汽提塔入口流量计是一种浮子流量计。由于废水入塔压力为0.4MPa，流量计中的浮子卡在管道中，导致计量不准确，不便于操作人员监控每天的废水入塔流量，导致废水汽提塔运行不稳定。
3.优化改造方案
3.1与装置运行相关的设备改造
拆除一期装置废水汽提塔的板式换热器，更换为螺旋板式换热器(换热面积为150m2)。将拆除的板式换热器安装在二期工厂的废水汽提塔上，与二期工厂未拆除的板式换热器并联使用。实际运行时，一个开启，一个备用。改造后，废水汽提塔冷端物料和热端物料能很好地换热，废水入塔温度在90℃以上，废水在汽提塔内能很好地沸腾，保证了废水汽提塔出水氯乙烯含量指标符合国家相关排放要求，一、二期装置废水汽提塔能连续稳定运行。
3.2装置日常控制的优化
由于废水中含有导电介质，废水汽提塔进塔的流量计由浮子流量计改为电磁流量计，便于运行人员监控每天的废水进塔流量，维持废水汽提塔的稳定运行。
3.3进水水质的优化
为了进一步优化废水收集池的水质，防止废水中夹带的少量PVC树脂在废水收集池中堆积堵塞，在废水收集池入口总管处增加一个分离池，通过沉淀进一步分离废水。所有废水通过分离罐后，固体物质在罐中沉淀，而清水进入废水汽提塔以除去氯乙烯气体。
废水汽提处理装置的废水入口增加一个隔油池的工艺流程见图2。
4.优化改造效果。
(1)通过将一个废水汽提单元的板式换热器替换为螺旋板式换热器，并在另一个废水汽提单元中增加备用板式换热器，实现了废水汽提塔的连续稳定运行，废水汽提塔出水氯乙烯含量符合国家相关排放标准的要求。具体数据见表2。对废水汽提塔进行了优化改造，使含氯乙烯废水得到了很好的处理和回用，减少了环境污染，改善了水资源的浪费。
(2)通过将废水汽提塔的流量计由浮子流量计改为电磁流量计，便于运行人员监控废水每天的入塔流量，使废水汽提塔稳定运行。
(3)通过在废水收集池的进水集管处增加一个分离池，使废水进一步沉淀分离，避免了废水中夹带的少量PVC树脂进入废水收集池积聚堵塞，进一步提高了废水汽提塔的运行能力。
5.结论
北苑化工公司对100万t/aPVC生产工艺废水处理装置进行了优化改造，取得了一定的效果，应用效果良好，具有良好的经济效益和社会效益。改造后，废水汽提塔运行稳定，控制费用低廉，出水指标基本达到国家排放标准要求。(来源:陕西北苑化工集团有限公司)
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