延鳳英
(內(nèi)蒙古蘭太實業(yè)股份有限公司,內(nèi)蒙古阿拉善750336)
三氯異氰尿酸生產(chǎn)中,離心母液(高鹽廢水)氯化鈉含量在10%左右,無法直接排入污水處理廠進(jìn)行處理,迫使企業(yè)必須對高鹽廢水進(jìn)行處理。
2015 年內(nèi)蒙古蘭太實業(yè)股份有限公司投資約370 萬元對高鹽廢水進(jìn)行壓濾,回收其中的氰尿酸,處理后含鹽廢水pH 值為6~9,水中含有3.0 g/L 氰尿酸、80~120 g/L 氯化鈉、硫酸根≤100 mg/L,仍然屬于高鹽廢水,達(dá)不到污水處理廠鹽分≤8 000 mg/L、氨氮≤35 mg/L 的接收標(biāo)準(zhǔn)。如果這部分廢水得不到有效處理,將影響氯化異氰尿酸廠的正常運(yùn)行。該公司經(jīng)過充分調(diào)研和多次技術(shù)論證,最終選用MVR(機(jī)械蒸汽再壓縮)工藝處理此部分高鹽廢水。
(1)有利于保證氯化異氰尿酸廠的正常穩(wěn)定運(yùn)行
氯化異氰尿酸廠母液經(jīng)綜合回收利用后的含鹽廢水含鹽量高,達(dá)不到污水處理廠的接收標(biāo)準(zhǔn)。隨著環(huán)保壓力的不斷加大,如果這部分含鹽廢水得不到有效處理,氯化異氰尿酸廠將面臨停產(chǎn),因此,這部分含鹽廢水的有效處理迫在眉睫。
經(jīng)論證考察,采用沉降過濾回收氰尿酸+MVR回收氯化鈉工藝,含鹽廢水得到了有效處理,確保了氯化異氰尿酸廠的正常穩(wěn)定運(yùn)行。
(2)降低單位產(chǎn)品成本、提高產(chǎn)品競爭力和市場占有率
目前,國內(nèi)三氯異氰尿酸生產(chǎn)能力約占世界總產(chǎn)能的一半,該公司擁有單套產(chǎn)能全國最大的氯化異氰尿酸裝置。近年國產(chǎn)的氯化異氰尿酸約70%出口,隨著該產(chǎn)品應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大,三氯異氰尿酸在國際市場上一直走俏,市場需求量每年以10%左右的速率遞增。
對含鹽廢水處理后,回收其中的氰尿酸、氯化鈉,處理后的水達(dá)到回用水質(zhì)要求。有利于降低工業(yè)用水用量,提高了物料利用率,從而降低單位產(chǎn)品成本,提高產(chǎn)品競爭力和市場占有率。
(3)綠色、清潔發(fā)展的需要
該項目的建設(shè)提高了水的重復(fù)利用率,減少了新鮮水用量,同時也減少了污水的排放,回收氰尿酸和鹽,提高了資源利用率,項目符合國家倡導(dǎo)的“減量化、再利用、資源化”原則。
氯化異氰尿酸廠母液處理后的含鹽廢水中氯化鈉含量為80~120 g/L,并且仍含有~3.0 g/L 的氰尿酸,未能達(dá)到污水中氨氮≤35 mg/L,COD ≤500 mg/L低鹽的排放要求。為了進(jìn)一步回收氰尿酸,降低氨氮含量,擬對含鹽廢水進(jìn)行處理,綜合回收利用,采用沉降過濾回收氰尿酸+MVR 回收氯化鈉工藝回收含鹽廢水中的氰尿酸和氯化鈉,經(jīng)處理后的水質(zhì)指標(biāo)達(dá)到回收再利用的要求。
含鹽廢水處理的常用方法有多效蒸發(fā)法、膜分離處理法、樹脂吸附法及機(jī)械蒸汽再壓縮法(MVR法等),對比如下。
(1)多效蒸發(fā)法
多效蒸發(fā)即第一個蒸發(fā)器(稱為第一效)以生蒸汽作為加熱蒸汽,其余蒸發(fā)器均以其前一效的二次蒸汽作為加熱蒸汽, 從而大幅度減少生蒸汽的用量。在生蒸汽溫度與末效冷凝器溫度相同(即總溫度差相同)條件下,將單效蒸發(fā)改為多效蒸發(fā)時,蒸發(fā)器效數(shù)增加,生蒸汽用量減少,但總蒸發(fā)量不僅不增加,反而因溫差損失增加而有所下降。多效蒸發(fā)可節(jié)省能耗,但降低了設(shè)備的生產(chǎn)強(qiáng)度,因而增加設(shè)備投資。
(2)膜分離處理法
膜分離技術(shù)是以選擇性透過膜為分離介質(zhì),在膜兩側(cè)加以某種推動時,原料側(cè)的組分選擇性的通過膜,從而達(dá)到分離提純的目的?;驹恚簭U水經(jīng)壓力驅(qū)動通過親水多微孔的膜表面,只有水可以通過,其他較大分子雜質(zhì)被截留。
優(yōu)點:a.膜分離法不發(fā)生相變,能耗較低;b.膜分離過程在常溫下進(jìn)行,適用于熱過敏的物質(zhì)分離;c.使用范圍廣;d.裝置簡單、操作容易、易于控制、便于維修、處理率高。
缺點:a.膜的兼容性和孔的大小、水的pH 值以及水的溫度等許多因素有關(guān);b.易生成污垢,導(dǎo)致膜的壽命較短;c.投資費(fèi)用高。
(3)樹脂吸附法
吸附樹脂是一種特殊的大孔樹脂,大孔吸附樹脂是通過物理吸附從溶液中有選擇地吸附有機(jī)物質(zhì),從而達(dá)到分離提純的目的。其理化性質(zhì)穩(wěn)定,不溶于酸、堿及有機(jī)溶劑,對有機(jī)物選擇性好,不受無機(jī)鹽類及強(qiáng)離子、低分子化合物存在的影響。但是也存在不足,如運(yùn)行費(fèi)用較高、操作要求嚴(yán)格、再生困難等。
(4)機(jī)械蒸汽再壓縮法(簡稱MVR 法)
MVR 法利用蒸發(fā)器產(chǎn)生的二次蒸汽,經(jīng)壓縮機(jī)壓縮,壓力、溫度升高,熱焓增加,然后送到蒸發(fā)器的加熱室當(dāng)作加熱蒸汽使用, 使料液維持沸騰狀態(tài),蒸汽則冷凝成水。
特點:a.正常運(yùn)行無需蒸汽蒸發(fā),僅僅靠回收二次蒸汽的余熱和機(jī)械壓縮就可維持正常蒸發(fā);b.無需冷凝系統(tǒng),不需要冷卻水去冷卻二次蒸汽;c.可以實現(xiàn)低溫蒸發(fā),適合熱敏物料濃縮;d.能耗低,減少了對外部加熱及冷卻資源的需求。
膜過濾+樹脂吸附處理氯化異氰尿酸廠母液的技術(shù)目前還沒有工程實例,尚在研究實驗階段,存在一定的風(fēng)險,尤其是膜的使用壽命方面還存在不確定因素。
為了確保氯化異氰尿酸廠的正常連續(xù)運(yùn)行,擬采用沉降過濾回收氰尿酸+MVR 回收氯化鈉工藝對含鹽廢水進(jìn)行處理,先利用重力沉降將其中的氰尿酸回收, 然后再經(jīng)過MVR 系統(tǒng)回收氯化鈉外售,MVR 產(chǎn)生的冷凝水回收利用?;厥盏那枘蛩嵊糜谠瓘S三鈉鹽配置,以提高原料利用率、降低產(chǎn)品物料消耗。
氯化異氰尿酸廠產(chǎn)生的含鹽廢水經(jīng)過原有壓濾機(jī)經(jīng)過一次過濾以后,濾餅主要為氰尿酸,濾液進(jìn)入沉降池進(jìn)行沉降, 進(jìn)一步將其中的氰尿酸沉降,然后再進(jìn)入壓濾機(jī)經(jīng)過第二次過濾以后,濾液進(jìn)入MVR 系統(tǒng)。
經(jīng)過第二次過濾以后的濾液進(jìn)入MVR 裝置原料計量罐計量后進(jìn)入凝水預(yù)熱器,利用MVR 產(chǎn)生的二次蒸汽凝液預(yù)熱后,由進(jìn)料泵送至濃縮段蒸發(fā)器,經(jīng)真空泵抽真空后低溫蒸發(fā),蒸發(fā)汽進(jìn)入分離器進(jìn)行分離,蒸汽經(jīng)過蒸汽壓縮機(jī)1 加壓升溫后,重新回到濃縮段蒸發(fā)器對物料繼續(xù)升溫,壓縮蒸汽經(jīng)過換熱后變?yōu)楦邷啬哼M(jìn)入冷凝水罐,凝液經(jīng)冷凝水泵送至預(yù)熱器對原料進(jìn)行預(yù)熱,分離器底部濃料液由出料泵送至離心機(jī)高位槽,然后經(jīng)離心機(jī)離心分離,母液經(jīng)離心母液泵返回分離器,分離出的固態(tài)氯化鈉由輸送機(jī)運(yùn)至氯化鈉庫存儲外售;分離器頂部濃度較小的料液由強(qiáng)制循環(huán)泵送至結(jié)晶段蒸發(fā)器繼續(xù)蒸發(fā),蒸發(fā)汽經(jīng)板式分離室分離,蒸汽經(jīng)過蒸汽壓縮機(jī)2 加壓升溫后,重新回到結(jié)晶段蒸發(fā)器對物料繼續(xù)升溫,壓縮蒸汽經(jīng)過換熱后變?yōu)楦邷啬哼M(jìn)入冷凝水罐,板式分離器底部料液重新進(jìn)入結(jié)晶段蒸發(fā)器進(jìn)行循環(huán)。
采用MVR 工藝處理化工生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢水,優(yōu)點是把鹽和水充分分離,回收水可以重復(fù)利用,節(jié)約一次水使用量;缺點是回收的鹽要考慮后續(xù)的用途。該公司目前正在尋求回收鹽的合適用途。