腈纶纺丝生产过程中污水的产生和优化控制

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  摘要:通过对腈纶纺丝生产各工序中污水产生现状的分析,找出产生污水的主要工序和外排环保超标的主要原因,提出相应控制措施,优化生产控制,从而达到减排、优排,减少环境污染物的排放量。
  关键词:纺丝污水 NaSCN COD 节能降耗 减排
  前言
  大庆石化公司腈纶装置是从美国氰胺公司引进的专利技术,由日本凯姆泰克斯总承包,主要设备由日本日绵川崎制造,由美国凯姆泰克斯公司与上海纺织工程设计院联合设计,共有5条生产线,年设计能力5万吨,随着市场对腈纶需求的增大,经过不断地技术改造和精细化管理,目前已达到年产腈纶丝7.0万吨。
  由于腈纶湿法纺丝的工艺特点,装置年耗新鲜水量(WDE”B”)在30万吨左右;外排污水(含NaSCN和聚合物残单)中NaSCN和COD含量超标,污水外排量大,对环境污染十分严重,而且腈纶污水后处理很复杂且成本高,腈纶污水整治工作是国内外公认的难题。
  1、腈纶湿法纺丝生产工艺流程
  腈纶湿法纺丝生产工艺过程共经过十三道工序:纺丝成型 → 溶剂牵伸 → 水洗 → 预热 → 头道热牵伸 → 骤冷 → 干燥致密化 → 定型 → 二牵伸 → 调质上油 → 卷曲 → 二烘干燥 → 装箱。
  2、污水的产生原因及水量分析
  腈纶污水外排量分为前纺外排污水及后纺外排污水,前后纺外排污水中都含纤维碎屑、毛丝、及机械杂质,但污水中的杂质主要为未水洗下来的NaSCN,后纺外排污水主要为油剂和残单,COD含量偏高。前纺外排污水流量约40 m3 /h,后纺外排污水流量约18 m3 /h,这些外排污水主要是由于生产丝束时要消耗大量的B级脱盐水、回收蒸发冷凝液、蒸汽冷凝及原液中带来的一部分水,在开停车或生产有波动时直接外排或是溢流进入地沟,最终进入外排污水井。
  3、影响腈纶纺丝外排污水因素及分析
  3.1影响外排污水指标超标因素
  根据对外排污水各指标超标数据进行的分析和多年的生产实践经验,总结出造成腈纶纺丝污水中NaSCN和COD含量指标超标的主要因素如下:
  3.1.1污水NaSCN含量超标因素
  1)溶解区含NaSCN废水流入原液地沟进入外排污水井。
  2)设备或管线泄露,含NaSCN物料进入外排污水井。
  3)清理地面卫生时的污水进入前纺外排水。
  4)回收供纺丝的蒸发冷凝液NaSCN含量超标。
  5)生产线水洗跨辊数少,丝束中NaSCN进入预热、牵伸水,造成外排水NaSCN含量超标。
  3.1.2污水中COD含量超标因素
  1)卷曲机甩油剂或调质槽漏油。
  2)打扫油剂区地面时污水进入后纺定型地沟。
  3)生产高缩2丝束时原液中残单含量超标。
  4)正常生产时脱盐水用量偏低。
  5)配置油剂时油剂溢流或泄露进入外排水。
  6)油剂地沟内的高浓度废油剂溢流进入外排水。
  7)油剂蒸发回收系统波动跑油。
  3.2外排污水各指标分析
  2013年纺丝对外排污水进行监测,定期采样抽查,分析外排污水的相关数据,和腈纶厂环保指标做对比,(其中外排污水COD厂级指标650 mg/l,NaSCN厂级指标100mg/l,PH厂级指标6-9)具体数据见表3 。
  通过表3的数据可以看出4、5、6及10、11月份外排污水COD指标超标,原因是生产高缩2纤维时纤维含残单过多和使用B级脱盐水用量偏低造成的。4、7、12月NaSCN化验数据超标,原因分别是回收供纺丝蒸发冷凝液NaSCN含量超标、正常生产时使用B级脱盐水用量偏低和水洗跨辊数少所造成的。
  4、 腈纶纺丝污水清洁生产改进方案
  (1)生产中,精细控制,尽量减少各工序中污水的排放量,特别是控制热牵伸槽、蒸汽定型机出入口和挤水辊等处水的外溢。
  (2)污水循环利用,减少暖水罐、定型机溢流罐、牵伸溢流罐和污水罐的溢流,特别是定型机溢流罐和牵伸溢流罐中热水尽量补加进热牵伸和预热,节能又减排。
  (3)大庆腈纶装置1988年6月投产,部分生产设备和管线老化严重,跑、冒、滴和漏开始频繁出现,应利用检修,对部分设备管线进行更新。
  (4)加强控制,多用、多研究新的生产工艺,减少丝束中低聚物等污染物的含量,从根本上减少外排水中污染物的排放量。
  5、结论
  通过对以上腈纶纺丝污水的分析,可以看出影响外排污水指标的因素之间不是独立的,而是相互关联、相互影响的,任何一个因素出现异常,都会造成外排指标出现波动甚至超标。为了减少腈纶污水对环境的影响,必须加强生产控制,减少生产波动,一水多用、平稳生产和文明生产是减少污水外排的关键。
  参考文献
  [1] 姚玉英 化工原理 化学工业出版社 2003.12
  [2] 陈国康、沈新元等译 腈纶生产工艺及应用 2004.2
  [3] 沈新元 先进高分子材料 2006.2
  [4] 汪镇安 化工工艺设计手册 化学工业出版社 2003.2
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