氯碱行业(烧碱、聚氯乙烯废水处理)

主讲人：李永定2012.7氯碱行业（烧碱、聚氯乙烯）废水处理技术进展目录•概述•氯碱厂排水的分类•污水处理技术•氯碱厂水处理技术进步•氯碱行业的“零排放”概述2000年以前，国内的氯碱企业主要有上海氯碱、大沽化、锦化、宜宾天原、齐鲁、唐山三友等，这些企业分布在靠海或靠近大的河流，由于当时各企业的生产规模较小，对当地环境的影响并不十分明显。大沽化LG大沽化上海氯碱锦化宜宾天原齐鲁在沿海和水源充足地区，用水不受控制，污水稀释排放，要达到GB15581-95的二级或一级标准并不十分困难。当时水价便宜，这些工厂排水基本不进行处理直接排放。概述大沽化LG大沽化锦化宜宾天原齐鲁随着近年来国内经济的迅猛发展，烧碱、PVC的产能急剧扩大，特别是西部地区利用其资源优势，不仅新上企业多，而且规模大，企业集中。大沽化LG大沽化上海氯碱锦化宜宾天原齐鲁君正化工吉兰泰乌海化工内蒙宜化亿利化学海平面昊华齐华昊华宇航新川化工新疆天业中泰化学新疆宜化青海盐湖青海宜化永煤伊犁广州东曹山西瑞恒北元化工安徽华塑南宁绿洲概述由于新上企业所在地区环境脆弱、是饮用水源的上游或河流的上游，所上装置生产规模大、对地区环境影响明显。为此国家环保部对近几年新批的企业提出“零排放”的要求。国内生产PVC的企业第一家被要求“零排放”的是内蒙亿利化学，年产PVC40万吨，企业座落在包头取水点的上游2公里处；第二家被要求“零排放”的是安徽华塑化工，该企业计划年产PVC100万吨，企业地处淮河流域；2009年后各地审批的新建PVC生产企业均被要求“零排放”，如北元化工100万吨/年PVC、君正蒙西化工、银达化工、内蒙海平面、新疆中泰化学等等。把时间推到2000年为一个起点，至今氯碱行业的污水排放经历了2005年在亿利项目环评会上提出“零排放”这个概念，历时7年尚无一家企业实现真正意义上的污水“零排放”，就目前拥有的技术要实现这个目标还有很长的路要走。稀释达标排放治理回用达标排放“零排放”概述煤炭电石厂石灰石矿山水泥PVC烧碱有机氯产品发电厂氯碱厂氯碱厂排水的分类氯碱厂烧碱厂PVC厂脱氯淡盐水蒸发固碱工序工艺冷凝液螯合树脂塔酸碱再生水乙炔工序氯乙烯工序聚合工序电石渣上清液次钠清净排水含汞废水洗釜废水离心母液公用工程车间循环排污水RO浓盐水氯碱厂排水的分类40万吨/年PVC装置有机污水平衡表246～341m3/h总计10m3/h氯化汞6m3/hVCM含汞废水4磷的化合物100～150m3/h次钠废水乙炔清净3涂釜剂20～25m3/h，洗釜水聚合2PVA120～160m3/h离心母液聚合干燥1主要污染物污水量污水名称装置名称序号按排水中污染物种类和处理难易程度，将氯碱厂污水分为两大类：有机污水和无机污水。氯碱厂排水的分类244m3/h总计SS7～10m3/h地面冲洗水生产区510～20m3/h生活污水生活区4无机盐140m3/h循环水排污水循环水系统3无机盐120m3/3天60m3/h合计：32.7m3/h混床再生排水RO浓排水纯水站2同上5m3/h冲洗水再生废液重金属无机盐90m3/24h×2（7.5m3/h）鳌合树脂塔二次盐水及电解1主要污染物污水量污水名称装置名称序号40万吨/年PVC装置无机污水平衡表上述两个表的排水量之和为461~585m3/h，这个水量相当于12万居民的用水量，如何减少污水的排放量，提高水的重复利用率呢？1、中和在废水中加入中和药剂，使废水的PH值发生改变。1）中和的目的①调整PH到需要的范围、满足后续处理的技术条件；②降低后续处理对设备材质要求的条件；2）通常使用的中和剂①碱性中和剂有石灰、石灰石、碳酸钠、氢氧化钠等②酸性中和剂有硫酸、盐酸、（烟气）等3）中和设备中和设备通常包括酸碱加药设备，中和反应器，中和的搅拌混合设备。加药设备可以用泵输送，也可以用计量罐。中和反应器可以用钢防腐也可以用混凝土防腐。中和的混合方式采用水的流态混合，也可以采用机械搅拌或空气搅拌混合。污水处理技术通常根据需处理的水质条件选择适用的污水处理技术，在这里重点谈氯碱厂经常用到的水处理技术。中和需要考虑因素1）采用廉价易得的中和剂（固体、液体、气体中和剂）2）中和工艺选择（间歇、连续）3）中和反应混合形式（机械、空气搅拌，也可以采用水的流态混合）4）自动控制（水量大，PH相对稳定的系统，通常选择自动控制，关注控制系统及仪表监测的设置及位置）5）水质变化条件，碱性、酸性、水量大小等污水处理技术污水处理技术2、混凝沉淀加入化学药剂，使污水中的悬浮物与药剂形成的絮体共沉，达到净化水体的目的。1）混凝沉淀的目的①除去水中的通过自然沉淀需要很长时间或不能沉淀的悬浮物；②除掉部分有机物（降低COD值）；③减轻后续处理如生化处理、砂滤器的负担；④缩短净化时间2）通常使用的混凝剂和絮凝剂①石灰（中和、助凝剂）②铝盐或铁盐等（混凝剂）③聚丙烯酰胺（PAC）④生物絮凝剂3）混凝沉淀的设备或构筑物①平流式沉淀池②竖流式沉淀池③辐流是沉淀池④斜板（或斜管）沉淀池污水处理技术污水处理技术3、生化处理系统生化处理系统通常是用来处理污水中的有机物及氨氮，通过水中的微生物将水中的有机污染物吸附、降解，达到净化水体的目的。生化处理工艺的形式很多，一般分为两大类：厌氧处理系统和好氧处理系统生化处理系统好氧处理系统厌氧处理系统1、传统活性污泥法2、好氧生物膜3、MBR膜生物反应器1、沼气罐2、上流式厌氧污泥床3、厌氧生物膜兼氧生物体系污水处理技术3.1、接触氧化特点：1）由于生物填料作用，能够固定微生物，避免了活性污泥法污泥膨胀的弱点。2）抗冲击的能力强，系统崩溃后恢复快。3）具有稳定的生态系统，存在高级微生物，剩余污泥量少。缺点：1）要求有较好的水力分配系统，否则水的流态分布会影响系统的处理效率。2）有机物的去除效率较活性污泥法低10~15%。3）建设和维修费用大。污水处理技术3.2、生物滤池通常用在污水的末端处理，利用生物填料非常大的比表面积，附着微生物反复吸附、降解污染物，达到净化水体的目的。能够得到很好的出水水质。缺点：1）对进水有机物浓度有限制，微生物增长量过大会造成滤池堵塞。2）清理困难。污水处理技术3.3、膜生物反应器（MBR）膜生物反应器（MBR）是一种由膜分离单元与生物处理单元相结台的新型水处理技术，以膜组件取代二沉池在生物反应器中保持高活性污泥浓度减少污水处理设施占地，并通过保持低污泥负荷减少污泥量。与传统的生化水处理技术相比，MBR具有以下主要特点：处理效率高、出水水质好；设备紧凑、占地面积小；易实现自动控制、运行管理简单。1）膜组件能够高效地进行固液分离,其分离效果好于传统的沉淀池+砂滤器过滤的出水水质。2）出水悬浮物和浊度能够达到中水回用标准,膜出水可直接回用。3）MBR将传统污水处理的曝气池与二沉池、过滤器合为一体,取代了三级处理的全部工艺设施,因此可大幅减少占地面积,节省土建投资。4）反应器在高容积负荷、低污泥负荷、长泥龄下运行,剩余污泥产量少。5）系统实现PLC控制,操作管理方便污水处理技术3.3、膜生物反应器（MBR）由于膜的成本较高，在工业污水处理上应用的不是十分广泛。污水处理技术3.3、膜生物反应器（MBR）MBR可以与不同的前处理工艺和后处理工艺相结合，达到污水处理的目的。1）SBR+MBR2）UASB+MBR3）A/O+MBR4）MBR+RO污水处理技术4、高级氧化技术高级氧化技术通常是针对难降解有机物或要求水质高的污水处理技术，一般的物化处理、生化处理难以达到技术要求的化学处理方法。高级氧化技术处理费用与通用技术相比，处理一吨水或处理1kgCOD所花费的的费用要高很多。高级氧化技术如：1）臭氧氧化2）湿式催化氧化3）光化学氧化4）微波催化氧化5）“芬顿”氧化污水处理技术4.1、臭氧氧化技术臭氧具有极强的氧化性能，在碱性溶液中拥有2.07V的氧化电位，其氧化能力仅次于氟，高于氯和高锰酸钾。基于臭氧的强氧化性，且在水中可短时间内自行分解，没有二次污染，是理想的绿色氧化药剂。在水处理中，臭氧主要用于三个方面:1）臭氧预处理在常规工业污水处理工艺前段增设臭氧工艺，其目的是为了提高污水的可生化性；2）臭氧可以和活性炭结合使用构成臭氧-生物活性炭处理系统，O3与颗粒活性炭结合，在常规净水工艺后，对水作深度处理，以除去各种有机物和色、嗅、味等;3）臭氧消毒用以代替氯或次氯酸钠对水进行消毒。在工业废水处理的实际应用中，臭氧的投加量要根据实验结果来确定，一般为3~30mg/l，接触时间大于30min。污水处理技术4.1、臭氧氧化技术污水处理技术5、膜分离技术根据分离膜的分离原理和推动力的不同，可将其分为微孔膜、超过滤膜、反渗透膜、纳滤膜、渗析膜、电渗析膜、渗透蒸发膜等。umARELATIVESIZEOFCOMMONMATERIAL过滤对象MOLECULARWEIGHT分子量0.001100.011000.110001.01041010510010001061071002005,00020,000150,000500,000Aqueoussalts中水盐份Metalions金属离子Sugars蔗糖FILTRATIONTECHNO-LOGY过滤方法Pyrogens热源Virus病毒Colloidalsilica胶体硅Albuminprotein白蛋白Bacteria细菌Carbonblack碳黑Paintpigment颜料色素Yeastcells酵母Milledflour面粉Beachsand海滩沙砾Pollens花粉RO反渗透Ultrafiltration超滤Microfiltration微滤Particlefiltration一般过滤THEFILTRATIONSPECTRUM过滤谱图NF纳滤污水处理技术5、膜分离技术废油水撇油器平衡槽表面活性剂添加(如需要)浓缩液收集槽液位控制流量计算器处理槽半天存储UF低液位开关PH调节(如需要)PH调节(如需要)透过液透过液平衡槽平衡槽RO碳吸收透过液重用/排放or污水处理技术5.1、超滤技术（UF）膜材料的不断进步，已广泛应用与给水和污水处理领域。强的亲水性能—低污染、易恢复、能长期维持稳定的透量，特别是在原水水质较差的情况下较窄的孔分布—良好的截留性能和稳定的出水水质较长的使用寿命—实际运行中寿命3-5年膜组件的装填面积大装填面积可达50～65平方米化学清洗的频率低强的亲水性，凭简单的反冲洗便可恢复透量，大大降低了化学清洗的频率良好的化学稳定性允许广泛的化学清洗污水处理技术5.1、超滤技术（UF）污水处理技术5.2、反渗透技术（RO）稀溶液渗透膜浓溶液液体升至此点,达到了渗透压平衡rhrh=(2-1)污水处理技术5.2、反渗透技术（RO）提高系统回收率的方法方法一:增加浓水回流泵进水浓水淡水0.7m3/h最小流量=300gph0.3m3/h1.0m3/h泵进水回流浓水淡水0.70m3/h0.1m3/h0.8m3/h0.2m3/h最小流量=300gph回收率:70%回收率:87.5%污水处理技术5.2、反渗透技术（RO）方法二:增加反渗透膜数量-为了增加系统回收率,可增加系统中反渗透膜的数量和段数,以增加淡水产量.备注:回收率增加,淡水水质将下降回收率减少,淡水水质将提高反渗透膜反渗透膜反渗透膜反渗透膜反渗透膜反渗透膜淡水浓水进水提高系统回收率的方法污水处理技术一般来说，分离溶液中分子量低于500的低分子物质，应该采用反渗透膜；分离溶液中分子量大于500的大分子或极细的胶体粒子可以选择超滤膜，而分离溶液中的直径0.1～10μm的粒子应该选微孔膜。以上关于反渗透膜、超滤膜和微孔膜之间的分界并不是十分严格、明确的，它们之间可能存在一定的相互重叠。工程应用时应结合实际情况选择不同的分离设备。5.3、超滤（UF）、反渗透技术（RO）应用范围污水处理技术5.3、超滤（UF）、反渗透技术（RO）应用范围反渗透、超滤和微孔过滤技术的原理和操作特点比较20～2000.5～50.1～2.5水的渗透通量/(m3.m-2.d-1)筛分，膜的物理结构对