淺析聚氯乙烯母液回收技術(shù)

陶建彬 (新疆宜化化工有限公司 新疆 烏魯木齊 830011)

自從進(jìn)入二十一世紀(jì)，隨著國(guó)內(nèi)聚氯乙烯產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，大部分聚氯乙烯生產(chǎn)單位的年生產(chǎn)能力已突破百萬(wàn)噸，然而也產(chǎn)生了超過(guò)一萬(wàn)噸的PVC生產(chǎn)廢水，廢水量大，溫度較高，其中顆粒物體眾多，有機(jī)物降解困難，因此對(duì)聚氯乙烯的母液回收處理也成為多年來(lái)在氯堿工業(yè)無(wú)法妥善解決的環(huán)境問(wèn)題，也成了對(duì)環(huán)境和資源的浪費(fèi)，給單位造成了極大的壓力，是實(shí)現(xiàn)聚氯乙烯工業(yè)廢水回收利用的主要障礙。正是由于這個(gè)現(xiàn)狀，廢水處理的新技術(shù)研發(fā)和再利用已成為節(jié)能和環(huán)保方面刻不容緩的要求。

一、工藝技術(shù)和特點(diǎn)

1.聚氯乙烯母液特點(diǎn)

聚氯乙烯母液廢水主要是在懸浮聚合生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生，料漿樹(shù)脂離心分離后放電后生成廢水。水質(zhì)的特點(diǎn)：1）水量較大。每生產(chǎn)一噸聚氯乙烯排放出3-5噸母液廢水。2）硬度低，氯離子含量低，工藝水脫鹽水，過(guò)程中沒(méi)有增加水的硬度，因此硬度較低，通過(guò)加工之后可循環(huán)使用。3）高濁度，廢水中主要顆粒為聚氯乙烯。4）所含有機(jī)物質(zhì)濃度較低，通常為100到200毫克每升。5）有機(jī)物質(zhì)難降解。作為分散劑的聚乙烯醇，是離心母液的主要污染物，其中還含有少量其他添加劑，通常這些化合物具有一定的毒性，而且生物降解性較低。6）水溫較高，因此可以考慮回收熱量。

2.母液綜合處理技術(shù)的設(shè)計(jì)思路

結(jié)合生產(chǎn)聚氯乙烯的聚合反應(yīng)中水起到的作用與上述母液的水質(zhì)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)母液綜合處理技術(shù)時(shí)的主要內(nèi)容如下：

1.可以對(duì)廢水中有利用價(jià)值的成分進(jìn)行回收，其中包括固體顆粒和大量的熱。

2.廢水的性質(zhì)和脫鹽水比較相似，所以處理廢水的過(guò)程中不用額外增加水量，可以將處理過(guò)的廢水用作聚合釜反應(yīng)的脫鹽水使用。

3.控制處理成本。

3.主要的技術(shù)特點(diǎn)

1.設(shè)計(jì)“母液即時(shí)利用”，“余熱利用”，“臭氧處理”和“離子交換床處理”等技術(shù)相互配合使用的循環(huán)反應(yīng)對(duì)聚氯乙烯廢水進(jìn)行處理。對(duì)母液的處理應(yīng)當(dāng)從產(chǎn)生的源頭開(kāi)始，設(shè)計(jì)母液罐回收裝置對(duì)生產(chǎn)中產(chǎn)生的母液顆粒進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，降低水中的懸浮物，繼而通過(guò)熱交換器降低母液溫度，完成熱量回收后進(jìn)入生化處理階段。處理中包含了傳統(tǒng)的生物膜技術(shù)和先進(jìn)的臭氧處理方法直接對(duì)母液進(jìn)行深度處理，可以把出水質(zhì)量濃度控制到標(biāo)準(zhǔn)以下，以確保出水的達(dá)標(biāo)率。與此同時(shí)，通過(guò)處理系統(tǒng)還能降低母液電導(dǎo)率和顆粒濃度，確保母液廢水成為完全合格的脫鹽水，可重復(fù)投入到聚合釜反應(yīng)中，不會(huì)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量造成影響。這個(gè)技術(shù)方案首次從系統(tǒng)角度對(duì)母液處理進(jìn)行了設(shè)計(jì)，綜合考慮到了加工過(guò)程中母液的特點(diǎn)，通過(guò)實(shí)踐也證明了該技術(shù)的可行性。

2.母液回收罐不需要電力驅(qū)動(dòng)，回收率高于傳統(tǒng)技術(shù)。該母液回收裝置根據(jù)廢水中的液體殘留顆粒的特性，利用沉降和分離過(guò)程，實(shí)時(shí)回收母液。可以很大程度上降低聚氯乙烯顆粒進(jìn)入生化系統(tǒng)對(duì)后期生化處理的效果造成的影響。

3.使用臭氧技術(shù)處理聚氯乙烯廢水。

4.聚氯乙烯廢水在通過(guò)對(duì)各系統(tǒng)進(jìn)行處理后，完全能夠重新投入聚合釜反應(yīng)，同時(shí)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量不會(huì)造成影響。

5.工藝水處理的效果相對(duì)穩(wěn)定可靠，抗沖擊負(fù)荷的能力強(qiáng)

二、同類技術(shù)比較

目前，母液水處理技術(shù)主要有兩種，其中一種就是雙膜法處理，通過(guò)對(duì)母液水預(yù)處理工藝，降低一定的顆粒濃度后再通過(guò)超濾和反滲透實(shí)現(xiàn)聚合釜回收后，可以將回用率控制在70%以上，一旦過(guò)濾和濃縮處理后的水超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)，還需要進(jìn)行進(jìn)一步的處理。因此這個(gè)方法成本較高，而且薄膜容易堵塞、易被污染，反沖洗的頻率和強(qiáng)度較大，運(yùn)行和維護(hù)成本高，推廣比較困難。第二種就是生物膜法，過(guò)濾母液后靜置冷卻，再通過(guò)生化處理，該出水水質(zhì)可以達(dá)到循環(huán)水的指標(biāo)，通常用于充當(dāng)水箱的補(bǔ)充水。但是該方法在處理COD濃度為40毫克每升的廢水過(guò)程中，無(wú)法將其回用到聚合釜反應(yīng)。目前諸多聚氯乙烯企業(yè)在實(shí)際操作中，通常以生物膜法為基礎(chǔ)，在原工藝的母料回收裝置中對(duì)廢水剩余的樹(shù)脂進(jìn)行連續(xù)多次的回收，直接進(jìn)入干燥系統(tǒng)形成產(chǎn)品，避免成為廢料，廢水則從母料回收裝置流入熱交換器進(jìn)行熱回收，和冷介質(zhì)換熱后溫度下降到40度，減少了在生化處理階段冷卻塔的熱損失，同時(shí)還結(jié)合臭氧處理工藝，在處理過(guò)程中直接控制COD濃度，然后再通過(guò)深度處理系統(tǒng)，進(jìn)一步降低廢水電導(dǎo)率和COD濃度，至此母液廢水中所含物質(zhì)參數(shù)基本符合合格的脫鹽水標(biāo)準(zhǔn)，可以重復(fù)使用到聚合釜中。這種處理方法投資適中，運(yùn)行成本較低，避免了水損失的同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)所有廢水的循環(huán)利用，具有較大的推廣價(jià)值。

三、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益

熱處理利用、母液回收和樹(shù)脂的回收需要綜合考慮，可以通過(guò)節(jié)能減排和循環(huán)達(dá)到更好的利用，計(jì)算時(shí)按年生產(chǎn)量12萬(wàn)噸為例，使用該技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)47萬(wàn)噸的循環(huán)水回收，減少COD排放量，聚氯乙烯顆粒回收達(dá)130萬(wàn)噸，利用余熱2.4萬(wàn)M焦耳。能夠保證聚氯乙烯母液廢水的完全回用生產(chǎn)。目前，國(guó)內(nèi)的聚氯乙烯生產(chǎn)能力已超過(guò)1500萬(wàn)噸，但是使用技術(shù)徹底治理和利用母液的比例不足10%，水資源浪費(fèi)非常嚴(yán)重，大量的熱量損耗。因此，母液廢水的回收利用技術(shù)在企業(yè)的綜合治理中具有很大的應(yīng)用前景，值得在整個(gè)行業(yè)內(nèi)進(jìn)行推廣，其帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益將十分可觀。

結(jié)論

母液可以回收利用，能大大減少污水排放，不僅能回收溶解在廢水中的氯乙烯單體，消除對(duì)環(huán)境的污染，節(jié)約用水，降低生產(chǎn)過(guò)程中水資源短缺的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)的要求。通常母液水溫高達(dá)70℃，含有大量的熱能，可以根據(jù)生產(chǎn)需要，將余熱轉(zhuǎn)移到空氣鼓風(fēng)機(jī)裝置上，提高空氣溫度，降低能源成本。使用新的母液回收技術(shù)，短期內(nèi)就能見(jiàn)效，可以將回收的廢水用作軟化水使用，創(chuàng)造可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

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