盐水二次精制工艺控制的改进措施

盐水二次精制工艺控制的改进措施
侯伟;刘培锋;周学虎
【摘要】通过对天伟化工有限公司螯合树脂塔再生产生的废水分类别、分阶段回收的探讨,以及对一次精制盐水和二次精制盐水质量的对比,确定了再生废水回收至一次盐水工序化盐使用不会对盐水质量造成明显的影响,解决了树脂塔再生产生的废水处理难度大的问题,实现了废水零排放的清洁生产方式.
【期刊名称】《氯碱工业》
【年(卷),期】2018(054)008
【总页数】3页(P4-6)
【关键词】盐水精制;二次精制盐水;螯合树脂塔;废水;回收
【作者】侯伟;刘培锋;周学虎
【作者单位】天伟化工有限公司,新疆石河子832000;天伟化工有限公司,新疆石河子832000;天伟化工有限公司,新疆石河子832000
【正文语种】中文
【中图分类】TQ114.261
目前，离子膜法制烧碱工艺已被广泛应用于氯碱化工行业，其具有电流效率高、液碱浓度高、氯氢气纯度高、基本无污染等优点。

天伟化工有限公司(以下简称“天伟化工”)采用旭化成膜极距离子膜电解槽，其对盐水指标要求严格。

树脂塔采用两塔串联的方式进行盐水的二次精制，即一次精制后的盐水经过螯合树脂床，其中
的钙镁等多价金属离子与螯合树脂接触后，取代了树脂中不稳定的Na+，形成稳
定的螯合物。

经过一段时间的运行后，螯合树脂逐渐失去吸附多价金属离子的能力。

此时，螯合树脂须经过酸碱再生来恢复吸附多价金属离子的能力。

再生废水每天产生140 m3，经酸碱中和后达标排放。

螯合树脂再生产生的废水由含盐废水、酸性废水、碱性废水组成[1]。

再生产生的这些废水中氯化物含量较高，且含有少量的
重金属离子。

处理这些废水给环保工作带来了较大的压力，再加上，近年来环保对于废水排放的标准的要求越来越高，稽查力度越来越大，回收废水势在必行。

1 树脂塔的运行和螯合树脂的再生
天伟化工离子膜法制碱二次盐水精制工序共用3台螯合树脂塔，采用两塔串联上
线运行、另外一塔线外再生的循环下线再生的方式。

对过滤盐水进行再处理后，使盐水质量达到离子膜电解的要求。

螯合树脂塔每隔24 h进行一次树脂塔运行和再生的自动切换。

每台塔运行48 h后下线再生，下线塔的再生须经7个步骤(如表1所示)。

表1 下线塔的再生步骤Table 1 Regeneration steps of off-duty tower步骤步
骤名称需要时间/h物料及量/m3流量/(m3/h)1水洗11.0纯水:30.50纯水:30.502反洗0.5纯水:47.85纯水: 95.703酸再生0.75纯水:10.2031% HCl:2.93纯
水:13.6031% HCl:3.904水洗22.0纯水:52.20纯水:26.105碱再生1.5纯
水:30.0032%NaOH:3.00纯水:20.0032% NaOH:2.006水洗31.0纯水:26.10纯水:26.107盐水置换3.0 盐水: 39.30盐水: 13.10
由表1可见：水洗1和水洗2以及盐水置换过程中的水，都送至回收盐水罐回收
利用；酸再生、水洗2、碱再生、水洗3产生的废水，排至废水池。

2 树脂塔再生废水处理方法的改进
由前面介绍的树脂塔7步再生过程及各步骤所需的物料量进行计算，树脂塔酸再
生时物料量为纯水13.6 m3、高纯酸2.93 m3，水洗2时物料量为52.2 m3，碱
再生时物料量为纯水30.0 m3、液碱3.0 m3，水洗3时物料量为26.1 m3，天伟化工每台塔再生所产生的废水量总计为：
13.6+2.93+52.2+30.0+3.0+26.1=
127.83(m3)。

本次工艺改造前，天伟化工一直是把废水收集在废水池，经处理后直接排放。

这就造成了水资源的浪费，酸碱中和过程也加大了企业的资源消耗。

鉴于此，新疆天伟决定把废水回收至回收盐水罐，然后送至一次盐水工序化盐使用(如图1所示)。

树脂塔再生产生的废水分为酸性废水和碱性废水，其中，碱性废水有59.1 m3，
酸性废水为68.73 m3。

酸性废水中含有少量的重金属离子，如：Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+、Al3+、Ba2+、Si2+、Sr2+等。

而碱性废水中也存在NaOH含量不稳定的情况。

2.1 分类、分段回收废水
由于不确定废水回收后是否会对盐水质量造成明显的影响，天伟化工决定将废水进行分类别、分阶段回收。

图1 再生废水回收流程图Fig.1 Process flow diagram of reclamation of regeneration wastewater
废水回收共分为3个阶段进行：第1个阶段，将酸性废水按照以前的方法处理后
排放，只回收碱性废水；第2个阶段，全部回收碱性废水的同时回收50%的酸性
废水；第3个阶段，将酸性废水和碱性废水全部回收利用。

在废水回收过程中，
天伟化工把在废水池中混合均匀的废水的pH值调节至7～9后，把废水回收至回收盐水罐，采用长时间低流量的输送方式将废水送至一次盐水工序，用于化盐。

2.2 分段统计凯膜过滤盐水的质量
为验证不同类型的废水是否会影响盐水质量，天伟化工在废水回收的不同阶段对凯膜过滤器出口的盐水和树脂塔出口的精盐水样做了如下统计。

(1)第1阶段：只回收碱性废水，此时凯膜过滤器出口盐水的质量如表2所示，树脂塔出口精盐水的质量如表3所示。

表2 第1阶段凯膜过滤盐水质量统计表Table 2 Statistics of quality of brine filtered by HVM at first phase时间
ρ((NaCl)/(g/L)ρ(Ca2+)/(mg/L)ρ(Mg2+)/(mg/L)ρ(Fe2+)/(mg/L)ρ(SS)/(mg/L)平均值309.7NDND0.020.36回收第1天309.2NDND0.030.37回收第2天310.3NDND0.020.35回收第3天309.4NDND0.030.38
注：指回收前1个月内的平均值(下同)；ρ(Ca2+)、ρ(Mg2+)是采用化学试剂方法分析而得，当ρ(Ca2+)和ρ(Mg2+)总量小于1 mg/L时，无法检测(ND，下同)。

表3 第1阶段树脂塔主塔出口二次盐水ICP数据Table 3 ICP data of secondary refined brine at outlet of main resin tower at first phase项目
ρ(Ca2+)/(mg/L)ρ(Mg2+)/(mg/L)ρ(Sr2+)/(mg/L)ρ(Fe2+)/(mg/L)ρ(Al3+)/(mg /L)ρ(Ni2+)/(mg/L)ρ(Ba2+)/(mg/L)ρ(Si2+)/(mg/L)ρ(SS)/(mg/L)平均值0.002 40.000 40.000 30.003 00.008 60.004 30.005 40.532 10.36第1天0.002 60.000 30.000 20.002 70.008 50.004 20.005 30.495 00.35第2天0.002 10.000 60.000 30.003 30.009 10.005 10.004 60.520 10.40第3天0.002 70.000 40.000 20.002 90.008 40.004 60.005 90.510 80.34
由表2可见：把碱性废水全部回收送至一次盐水工序化盐后，一次精制盐水和二次精制盐水各检测项目都在指标控制范围内，较之前并没有明显的变化。

可见，回收的碱性废水不影响盐水质量。

(2)第2阶段：在确定了碱性废水不会对盐水质量造成影响之后，天伟化工开始回收碱性废水和50%的酸性废水。

此时凯膜过滤器出口盐水的质量如表4所示，树脂塔出口精盐水的质量如表5所示。

表4 第2阶段凯膜过滤盐水质量统计表Table 4 Statistics of quality of brine
filtered by HVM at second phase时间
ρ((NaCl)/(g/L)ρ(Ca2+)/(mg/L)ρ(Mg2+)/(mg/L)ρ(Fe2+)/(mg/L)ρ(SS)/(mg/L)
平均值309.7NDND0.020.36回收第1天310.4NDND0.040.42回收第2天312.3NDND0.030.40回收第3天309.9NDND0.040.39
表5 第2阶段树脂塔主塔出口二次盐水ICP数据Table 5 ICP data of secondary refined brine at outlet of main resin tower at second phase项目
ρ(Ca2+)/(mg/L)ρ(Mg2+)/(mg/L)ρ(Sr2+)/(mg/L)ρ(Fe2+)/(mg/L)ρ(Al3+)/(mg /L)ρ(Ni2+)/(mg/L)ρ(Ba2+)/(mg/L)ρ(Si2+)/(mg/L)ρ(SS)/(mg/L)平均值0.002 40.000 40.000 30.003 00.008 60.004 30.005 40.532 10.36第1天0.002
90.000 60.000 50.00290.008 90.004 40.005 30.550 90.37第2天0.002
50.000 40.000 40.003 30.009 00.004 90.005 00.542 10.42第3天0.002
60.000 60.000 20.003 30.009 30.004 90.005 90.536 80.38
由表5可见：第2阶段回收的碱性废水和50%的酸性废水没有影响一次精制盐水
和二次精制盐水的质量。

(3)第3阶段：第2阶段试验说明碱性废水和50%的酸性废水不会影响盐水的质量。

在废水回收的最后1个阶段，天伟化工统计的废水全部回收后的凯膜过滤器出口
盐水的质量如表6所示，树脂塔出口精盐水的质量如表7所示。

表6 第3阶段凯膜过滤盐水质量统计表Table 6 Statistics of quality of brine filtered by HVM at third phase时间
ρ((NaCl)/(g/L)ρ(Ca2+)/(mg/L)ρ(Mg2+)/(mg/L)ρ(Fe2+)/(mg/L)ρ(SS)/(mg/L)
平均值309.7NDND0.020.36回收第1天311.2NDND0.040.36回收第2天313.3NDND0.030.38回收第3天308.4NDND0.030.38
表7 第3阶段树脂塔主塔出口二次盐水ICP数据Table 7 ICP data of secondary refined brine at outlet of main resin tower at third phase项目
ρ(Ca2+)/(mg/L)ρ(Mg2+)/(mg/L)ρ(Sr2+)/(mg/L)ρ(Fe2+)/(mg/L)ρ(Al3+)/(mg /L)ρ(Ni2+)/(mg/L)ρ(Ba2+)/(mg/L)ρ(Si2+)/(mg/L)ρ(SS)/(mg/L)平均值0.002 40.000 40.000 30.003 00.008 60.004 30.005 40.532 10.360第1天0.003 10.000 50.000 40.002 80.008 80.004 40.005 10.544 10.399第2天0.002 60.000 60.000 30.003 10.009 00.005 00.004 90.536 90.400第3天0.002 50.000 60.000 50.003 00.008 60.004 80.005 90.540 80.430
由表7对废水全部回收后连续3天数据的跟踪和统计可见：天伟化工的废水全部回收后不会对一次精制盐水和二次精制盐水的质量造成明显影响。

因此：此次螯合树脂塔再生产生的废水回收至一次盐水工序化盐的方案是可行的。

3 结语
化工企业面临的环保问题日益严峻，各化工企业须通过各种途径来降低环境污染。

树脂塔二次精制的过程是螯合树脂吸附金属阳离子的过程，须再生，以保持螯合树脂的活性。

再生废水在生产过程中必须进行有效处理，使传统工艺中的废酸水和废碱水经中和后达标排放。

有的企业将树脂塔再生废水回收至脱氯系统，并调节盐水的pH值；也有的企业将碱性水回收至一次盐水工序，酸性水送至盐酸合成工序。

不管采用哪种方法，都体现了氯碱企业废水回收的必要性。

参考文献
【相关文献】
[1] 赵述彬,王跃兰. 二次盐水精制工艺优化及废水回收研究[J].中国氯碱,2013(6):12-14.。