氯碱生产工业循环水技术应用研究

氯碱生产工业循环水技术应用研究

刘小勇   张文武

（陕西北元化工集团股份有限公司，陕西 榆林 719319）

【摘  要】基于氯碱生产工业循环水处理的必要性，介绍了氯碱工业循环水的常见处理技术，提高水资源利用率与节能减排效果。

【关键词】氯碱生产；工业循环水；技术应用

氯碱生产是重要的水资源消耗行业，随着国内氯碱生产规模的不断扩大，对水资源的需求量也不断增加。随着节能减排理念的提倡，做好生产污水的处理，提高工业用水的循环使用，也成为做好绿色低碳生产与管理的必然要求。积极响应国家宏观政策的要求，只排放符合国家标准的废水，避免对环境的破坏，二次使用经过处理的水资源，提高污水循环利用率，都是氯碱企业提高生产效果的关键。因此，逐步开展更有针对性的研究，也是当前氯碱企业面临的重要问题。

1  工业循环水处理意义

绿色低碳的发展对氯碱企业节能减排提出了越来越高的要求，而氯碱生产企业做好工业废水的处理，不仅仅是满足国家政策要求的需要，同时也能为企业带来巨大的经济价值与现实意义。首先，做好工业循环水的处理，能够提高日常生产中的除垢与防垢工作。这主要是因为氯碱在生产过程中，碳酸氢盐浓度的不断变化会产生一部分的弱溶性盐，长时间便会形成水垢。如果不加以及时处理，将会直接关系到氯碱生产设备的生产效果，使得热传导效率下降，流量减小，增加生产成本。而进行水质的处理能够减少水垢不断堆积的风险。其次，做好工业循环水的处理也能避免大量细菌与藻类的长时间堆积，通过必要的杀菌、灭藻措施，可以为日常生产提供更安全稳定的环境。最后，由于氯碱生产过程中经常会面临大量的腐蚀问题，由于污水造成的管道腐蚀情况也非常普遍，因此做好工业循环水的处理也能够有效降低设备腐蚀的风险，提高生产环境的安全性[1]。

2  氯碱生产废水来源及特点

氯碱生产过程中的废水产生主要来源于烧碱生产阶段与乙炔阶段。一方面，烧碱生产过程中会产生大量的工业废水，主要包括螯合树脂塔的再生酸碱废水、氯气冷凝水、液碱蒸发水等各种冷凝水；另一方面，电石法生产聚氯乙烯过程中的乙炔工序也是重要的水资源消耗与废水产生阶段。电石通过水解反应形成乙炔，同时也会生成电石渣，其中包括很多的硫化物，带有很强的碱性。氯碱生产废水的特点十分明显，多数都是具有强酸、强碱或盐、金属等的腐蚀性液体，其中多数都是难以通过生物降解的物质，污染性很强。加上氯碱生产的副产物较多，液体成分比较繁杂，加上生产过程中经过压力、温度、湿度等的作用，很多杂质也随液体排出[2]。这些生产废水如果不经处理直接排放，将会对生态环境造成不可修复的损坏，影响周边的农作物、生活饮用水等。

3  物理与化学处理技术

3.1  物理处理技术

氯碱生产工业循坏水处理技术中物理处理技术是非常常见的技术手段，物理处理技术的特点主要是采用膜处理或阴极保护法等方式予以处置。阴极保护法的原则是采用电流与离子保护物质的调整，调整流向以确保循环水当中的金属聚集，也就是借助阳极保护阴极。膜处理的基本原则是采用超滤与反渗透的方式，充分利用薄膜过滤掉污水当中的杂质。当前的氯碱生产应用最多的便是膜处理法，使用反渗透和纳滤技术进行处理。反渗透是让污水通过过滤装置，其中只有水分子能够穿过薄膜，其他杂质无法通过，从而实现水与杂质分离的目的，当前广泛应用的超滤膜厚度通常需要小于1纳米[3]。纳滤处理方式下，主要是以工业废水为关键，通过调节其压力在0.5兆帕，之后对水当中含有的正价离子去除，包括钙离子、镁离子等。通过这种方法能够在更大程度上提高循环水的利用率，其循环水的处置效果更高。

3.2化学处理技术

化学处理技术则是借助化学试剂进行工业循环水的处理，常用的化学试剂包括钼酸盐、磷酸盐等缓蚀剂。需要先基于循环流化床做好循环水水质的监测，然后选择相应的化学试剂进行处理。对于缓蚀剂的选择应当结合实际生产条件进行科学选择，尽可能符合绿色低碳的要求。钼酸盐是一种常见的阳极试剂，在循环水处理过程中通过钝化膜的方式保护特定离子，但是通常用量较大，导致生产成本也随之增加。磷酸盐同样也能够达到处理水质的效果，也具有一定的低价优势，但是大量使用会造成水垢增多，不利于生态环境的保护。聚磷酸盐最常见的有三聚酸钠与六偏磷酸钠两种，相较于磷酸盐，其具有更好的应用效果，并且不容易生成水垢，具有较强的易水解、无污染的特点，也是最佳的选择之一。

4  氯碱生产工业循环水技术应用

4.1  采卤装置区

氯碱生产主要是以原盐为原材料，需要按照一定的比例在化盐池中奖固体原盐溶化。在生产过程中化盐池的岩层厚度一般超过两米，温度高于55℃，确保盐水能够停留半小时以上，以便获得粗制盐水。采用全卤制碱方式，经过电解得到淡盐水与含盐废水，之后在盐水阶段进一步获得更高质量的粗盐水，在电解阶段可以充分利用粗盐水，提高水资源的循环利用率。

4.2乙炔装置区

使用电石法生产乙炔需要用到大量的水，而经过生产也会产生含有大量电石渣的液体以及循环排污水两种工业废水。电石渣液体经过浓缩处理之后，在冷却塔中对上清液处理生成乙炔，压缩装置当中的电石渣液体在乙炔生成工序，使用压滤液形成水泥。在这一过程中可以充分利用循环水站的排污水，这也是因为乙炔工序对水质的要求不高，但是水量极大。在这一工序中能够做到废水的零排放，同时还能够用掉大量其他工序的工业废水，但是需要注意废水当中不能含有磷和氯。

4.3氯碱装置区

氯碱工序主要包括盐水精制电解与氯氢的处理。生产过程中，使用泵机封水，利用蒸发操作处置冷凝液以及循环污水。这一过程中最主要的废水便是酸碱水，这些水的成分相对比较简单，只需要经过简单的处置便能够循环再次利用。实际生产过程中，对于电解槽内阴极用水以及合成炉的用水，都可以使用固碱设备当中的碱性冷凝水，通过调节废水酸碱度之后，送入采卤装置当中进行采盐操作。

4.4聚氯乙烯装置区

聚氯乙烯生产阶段产生的工业废水主要是精馏水以及一些含汞废水。对于含汞废水的处理，通常需要使用预处理以及一些化学处理操作。这些工业废水在VCM装置中合成以后，被运送到废水处理设备当中，通过向其中加入硫化钠以及絮凝剂的方式，能够有效出去废水当中的汞元素以及一些悬浮物质，有效降低废水当中汞含量。之后再采用超滤膜设备以及树脂吸附操作，进一步处理废水当中含有的少量汞元素，直到满足国家的政策标准要求。

4.5 生活污水

氯碱生产过程中除了生产污水排放以外，还存在大量的生活污水排放。对于这部分污水的处理主要采用的厌氧与好氧活性污泥一体化处理技术。在污水处理装置内部，通过厌氧与好氧生化操作以后，再使用斜板沉淀池做好沉淀工作，确保处理之后的污水能够符合排放要求。经过处理的生活污水既可以用作绿植的浇灌，也可以经过超滤与反渗透处置之后作为工业循环水使用。

5  结语

综上，由于氯碱生产过程中需要消耗大量的水资源，同时也会产生很多的工业废水，本着循环利用的原则，做好工业废水的循环处理，能够有效降低氯碱生产对纯水的使用量，符合节能减排要求的同时，也能为企业带来巨大的经济效益。面对当前氯碱行业发展趋势以及国家宏观政策要求，需要氯碱企业不断创新工业废水处理技术创新，做好对污水的回收再利用，充分发挥超滤、反渗透、缓蚀剂等一系列处理技术优势，为氯碱工业企业的长久可持续发展助力。

［参考文献］

[1]穆慧娟. 氯碱生产工业循环水处理技术的应用[J]. 当代化工研究,2022（02）：69-71.

[2]张民英. 氯碱化工废水综合利用解析[J]. 现代盐化工,2021（02）：1-2.

[3]王多荣，马宝琪，包宏康，张仁宽. 氯碱生产工业循环水处理技术研究[J]. 化工管理,2024（07）：79-81.