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氯碱行业PVC离心母液处理工艺的现状和发展趋势

             来源:杭州水处理技术研究开发中心 阅读:3529 更新时间:2009-07-31 17:51

1.概况

1.1 PVC产业概况

目前,我国PVC行业发展迅猛,各生产企业之间规模和技术水平越来越接近,因此,企业之间除了区域优势、生产成本、管理水平等层面的竞争外,在能源消耗和环保水平层面的竞争也越来越激烈。资源能源的相对紧缺和环保方面的更高要求,将会在较大程度上影响着未来中国PVC产业的可持续发展。氯碱行业PVC离心母液废水的处理及回用工业化试验与示范项目的成功实施,将会带动PVC产业节能减排工作跃上一个新的台阶。

1.2 PVC离心母液的指标和特点

1.2.1 PVC离心母液的水质指标

PVC母液水主要由离心机分离出来的水和冲洗过滤器等的废水所产生。表1为一张典型的母液水水质指标表。

表1  PVC离心母液典型的水质指标

1.2.2 PVC离心母液废水的特点

PVC离心母液废水的特征为:

(1)水量大。每生产1吨PVC产生离心母液废水约3--4吨。(2)硬度、氯根低。(3)浊度高。悬浮物(SS)质量浓度为30~300mg/L,主要是PVC颗粒。(4)有机物浓度低。CODcr一般为100~400 mg/L,属低浓度化工废水。(5)有机物降解难。(6)温度高。一般在70℃左右。

1.2.3 PVC母液废水的潜在价值

表2是东北某氯碱企业2008年所做的PVC离心母液处理回用经济效益测算表。

表2  PVC离心母液潜在价值测算表

项目

节约数量

/ (吨·PVC)

单价

 /

降低单位成本

 /(吨·PVC)

节约水(回釜)

3

8

24.00

回收树脂

3. 51 ×10 - 4

5 000

1.76

节约蒸汽

0. 21

100

21.00

合计

 

 

46.76


以年产20万吨PVC计,离心母液回收利用,可节约生产成本240万元(运行费用按4元/吨计)。若考虑可节约排污处理费用和冬季取暖节约水及蒸汽费用,效益会更好。节能减排产生的社会效益则更加明显。

二、国内外研究现状和发展趋势

由于PVC母液水中含有聚合过程添加的引发剂、分散剂、终止剂等难降解的有机物,所以,处理难度很大。

随着水资源的日益紧张,有些单位已开始尝试对离心母液废水单独处理并回用于聚合生产,但效果并不理想,大都对离心母液废水进行简单处理(沉淀或过滤)后用作其他工艺冲洗水,这种离心母液回用方式还是很初级的,大量的离心母液冲洗水最终被白白排放掉。

涉及PVC离心母液处理的主要方法有:

1)混凝法

该方法可以去除母液废水中少量的PVC悬浮颗粒,但对于可溶性COD的去除率却很低,母液废水COD仅能从200mg/L降到170mg/L。

2)生化法

采用常规生物处理工艺时,PVA降解菌的生长速率较低.在传统的活性污泥法处理中容易被洗出,从而使该类废水的处理较为困难。离心母液中主要有机物为PVA.因此这也可以成为离心母液废水不宜采用活性污泥法处理的理由

3)超滤膜法

采用孔径为1.5um的超滤膜对母液废水进行过滤处理。在运行初期,效果较好。经过超滤,母液废水的CODcr从200 mg/L左右降至20 mg/L以下,达到了回用水的标准。但一段时间后,PVA胶体堵塞过滤孔,滤膜无法反洗再生,最终导致失败。

4)混凝一臭氧法

该法对CODcr有很好的去除效果,但投人生产实践后,处理效果很不稳定.难以生产性运行。由于PVA是一种亲水性非离子聚合物,铝盐、铁盐等絮凝剂对其作用甚微 ,混凝后的母液废水COD依然较高。后续的臭氧单元负担过重。臭氧单元成本过高,难以生产应用。
由于经以上几种工艺处理后,水中的盐分并没有得到有效的去除,因此即便技术可行,其处理后的水也只能作为初级回用水(如作为循环冷却水的补充水等)回用于生产。

三、PVC离心母液回收的几种工艺组合比较及发展趋势

表3为目前国内PVC离心母液回收主要的几种类型工艺组合的技术和经济的综合比较。从表中,我们可以发现,除了第一种工艺组合以外,其余三种均实现深度回用(作为聚合纯水回用)。因此,实现PVC母液深度处理回用于聚合釜PVC聚合用水将是今后PVC母液回用的主要方向。

表3 PVC母液回收工程比较表


近年来,中水回用和废水资源化成为各行各业节能减排工作中的重点。在中水回用和废水资源化的各项工艺技术中,在纯水制备和海水淡化基础上发展起来的废水回用膜集成技术无疑成为最热门的应用技术。在各项大中型的废水、中水回用工程中,只要是涉及高品质深度回用的项目,均使用了超滤和反渗透的双膜组合工艺作为核心工艺,同时配套了其他的物化或生化技术来保障双膜工艺的运行。

在中国化工科技基金的支持下,由杭州水处理技术研究开发中心与四平昊化有限公司研发成功的强化预处理+超滤+反渗透+混床组合的集成工艺,成功地实现了PVC母液废水的零排放,为氯碱行业PVC母液废水的资源化应用提供了一条极为有效的解决路线。目前,该工艺技术已成功实现产业化。

四.结语

综上所述,将PVC离心母液进行深度处理,作为PVC聚合用水回聚合釜进行回用,且水质满足指标要求,将是今后氯碱行业PVC离心母液水处理回用的主要发展趋势。以双膜工艺为核心的,结合物化、生化的组合回收技术将是PVC离心母液处理的主导工艺技术。


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