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)

自從進入二十一世紀，隨著國內(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)能力已突破百萬噸，然而也產(chǎn)生了超過一萬噸的PVC生產(chǎn)廢水，廢水量大，溫度較高，其中顆粒物體眾多，有機物降解困難，因此對聚氯乙烯的母液回收處理也成為多年來在氯堿工業(yè)無法妥善解決的環(huán)境問題，也成了對環(huán)境和資源的浪費，給單位造成了極大的壓力，是實現(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

1.聚氯乙烯母液特點

聚氯乙烯母液廢水主要是在懸浮聚合生產(chǎn)過程中產(chǎn)生，料漿樹脂離心分離后放電后生成廢水。水質(zhì)的特點：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，過程中沒有增加水的硬度，因此硬度較低，通過加工之后可循環(huán)使用。3）高濁度，廢水中主要顆粒為聚氯乙烯。4）所含有機物質(zhì)濃度較低，通常為100到200毫克每升。5）有機物質(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，設(shè)計母液綜合處理技術(shù)時的主要內(nèi)容如下：

1.可以對廢水中有利用價值的成分進行回收，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，所以處理廢水的過程中不用額外增加水量，可以將處理過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

1.設(shè)計“母液即時利用”，“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)對聚氯乙烯廢水進行處理。對母液的處理應(yīng)當從產(chǎn)生的源頭開始，設(shè)計母液罐回收裝置對生產(chǎn)中產(chǎn)生的母液顆粒進行實時處理，降低水中的懸浮物，繼而通過熱交換器降低母液溫度，完成熱量回收后進入生化處理階段。處理中包含了傳統(tǒng)的生物膜技術(shù)和先進的臭氧處理方法直接對母液進行深度處理，可以把出水質(zhì)量濃度控制到標準以下，以確保出水的達標率。與此同時，通過處理系統(tǒng)還能降低母液電導率和顆粒濃度，確保母液廢水成為完全合格的脫鹽水，可重復投入到聚合釜反應(yīng)中，不會對產(chǎn)品質(zhì)量造成影響。這個技術(shù)方案首次從系統(tǒng)角度對母液處理進行了設(shè)計，綜合考慮到了加工過程中母液的特點，通過實踐也證明了該技術(shù)的可行性。

2.母液回收罐不需要電力驅(qū)動，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，利用沉降和分離過程，實時回收母液。可以很大程度上降低聚氯乙烯顆粒進入生化系統(tǒng)對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對各系統(tǒng)進行處理后，完全能夠重新投入聚合釜反應(yīng)，同時對產(chǎn)品質(zhì)量不會造成影響。

5.工藝水處理的效果相對穩(wěn)定可靠，抗沖擊負荷的能力強

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，通過對母液水預處理工藝，降低一定的顆粒濃度后再通過超濾和反滲透實現(xiàn)聚合釜回收后，可以將回用率控制在70%以上，一旦過濾和濃縮處理后的水超過標準，還需要進行進一步的處理。因此這個方法成本較高，而且薄膜容易堵塞、易被污染，反沖洗的頻率和強度較大，運行和維護成本高，推廣比較困難。第二種就是生物膜法，過濾母液后靜置冷卻，再通過生化處理，該出水水質(zhì)可以達到循環(huán)水的指標，通常用于充當水箱的補充水。但是該方法在處理COD濃度為40毫克每升的廢水過程中，無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廢水剩余的樹脂進行連續(xù)多次的回收，直接進入干燥系統(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，同時還結(jié)合臭氧處理工藝，在處理過程中直接控制COD濃度，然后再通過深度處理系統(tǒng)，進一步降低廢水電導率和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準，可以重復使用到聚合釜中。這種處理方法投資適中，運行成本較低，避免了水損失的同時還可以實現(xiàn)所有廢水的循環(huán)利用，具有較大的推廣價值。

三、經(jīng)濟和社會效益

熱處理利用、母液回收和樹脂的回收需要綜合考慮，可以通過節(jié)能減排和循環(huán)達到更好的利用，計算時按年生產(chǎn)量12萬噸為例，使用該技術(shù)可以實現(xiàn)47萬噸的循環(huán)水回收，減少COD排放量，聚氯乙烯顆粒回收達130萬噸，利用余熱2.4萬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，國內(nèi)的聚氯乙烯生產(chǎn)能力已超過1500萬噸，但是使用技術(shù)徹底治理和利用母液的比例不足10%，水資源浪費非常嚴重，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，值得在整個行業(yè)內(nèi)進行推廣，其帶來的經(jīng)濟效益和社會效益將十分可觀。

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，消除對環(huán)境的污染，節(jié)約用水，降低生產(chǎn)過程中水資源短缺的問題，實現(xiàn)清潔生產(chǎn)的要求。通常母液水溫高達70℃，含有大量的熱能，可以根據(jù)生產(chǎn)需要，將余熱轉(zhuǎn)移到空氣鼓風機裝置上，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)濟效益。

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