聚氯乙烯行業離心母液水的處理方法

摘? 要：傳統聚氯乙烯行業生產工藝在使用過程中產生大量離心母液水，這部分水體若被直接排放到自然環境中，會造成嚴重的環境污染及資源浪費。為此行業試圖通過一定技術處理手段，實現離心母液水的回收利用。本文即介紹一種更為高效的離心母液水處理工藝流程，通過對比分析，經該方法處理的離心母液水水質要明顯優于常規處理方法，遂對相關技術經驗進行總結。

關鍵詞：聚氯乙烯行業;離心母液水;聚氯乙烯

中圖分類號：X703? ? 文獻標識碼：A ? ? ? 文章編號：1671-2064（2020）03-0000-00

0引言

聚氯乙烯生產的主流方法為懸浮法，每噸聚氯乙烯要產生3～4t的離心母液水，存在相對嚴重的水資源利用率不足問題。2018年上半年，我國聚氯乙烯總產量為960.29萬t，由此產生的水資源浪費及污染問題不容忽視，優化離心母液水處理方式，提高聚氯乙烯生產綜合效益成為聚氯乙烯行業急需解決的問題。

1聚氯乙烯行業離心母液水處理現狀

1.1離心母液水

離心母液水主要來自離心機、聚合釜、過濾器等設備運行產生的廢水。在VCM聚合反應中，不同型號的聚氯乙烯采用不同生產配方，過程中添加試劑種類較為復雜，由此產生的離心母液水帶有以下特點：第一，水溫高。通常溫度在60℃以上，該狀態下微生物難以生存，需進行降溫處理。第二，體量大。每生產1t聚氯乙烯大概生成3～4t離心母液水。第三，渾濁度高。離心母液水懸浮大量聚氯乙烯顆粒，顆粒直徑微小，很難被常規過濾裝置清除，其平均濃度在100～150mg/L。第四，難降解。離心母液水中有機物主要為原料和化學試劑，如醋酸乙烯酯、丙烯酸酯、表面活性劑、過氧化物、α-甲基丙乙烯等。以上物質均帶有不同程度的毒性，難以被降解。第五，可生化性弱。聚氯乙烯離心母液水中COD濃度通常在250～350mg/L，BOD濃度通常在40～60mg/L，其BOD/COD<0.2，被劃定為難生化廢水。

1.2離心母液水處理常見技術

1.2.1生化處理技術

生化處理技術在聚氯乙烯行業離心母液水處理中的應用非常普遍，且工藝流程發展成熟，具備較高的經濟性。如青海鹽湖工業股份有限公司等企業采用該方法，離心母液水的回收利用率均保持在較高水平。采用不同生產工藝形成的離心母液水屬性差異明顯，但其處理流程大致相同，經歷冷卻塔、沉淀池、一級生化、二級生化、中間水池、微污染處理、回用水池1、脫鹽單元、回用水池2、聚合釜等環節。

（1） 預處理。對離心母液水進行降溫處理，在冷卻塔完成換熱降溫至室溫水平，然后進入沉淀池進行固液分離，排除廢水中的固態物質。

（2） 生化處理。根據離心母液水屬性向生化池添加相應的營養物，該階段也為生化處理技術的核心，分別經過厭氧生化處理和好氧生化處理，以清除水中的有機物。常用好氧處理工藝包括活性污泥工藝、MBR工藝等。

（3） 微污染處理。對離心母液水進行深層處理，去除其中難降解的微生物。該過程主要設備包括砂濾器、活性炭過濾器、臭氧反應池等。經過微污染處理的離心母液水水質已經得到極大的改善，可被用于園林綠化或作為循環水使用。

（4） 脫鹽處理。脫鹽過程包括反滲透及離子交換樹脂工藝，進一步清除水中有機物。處理指標為COD不高于5mg/L，導電率不高于8？S/cm，達到聚合用水水質要求。

在生化處理環節，常用的處理技術包括活性污泥法、生物接觸法和膜生物反應器（MBR）三種。其中，活性污泥法采用活性污泥對離心母液水進行處理，處理過程中，向水體中輸入空氣，以對廢水中的微生物進行培養。在一段時間后，其中的好氧微生物大量繁殖，產生絮狀沉淀，即所說的活性污泥?；钚晕勰鄬嵸|為菌膠團，具備優良的氧化能力和吸附能力，可分解、清除水體中的有機物。通過固液分離，污泥循環回曝氣池，將多余部分排除。生物接觸法同時具備活性污泥法和生物膜法的優點，在生物接觸池完成污水處理過程。曝氣池中設有焦炭、塑料蜂窩等填料，沉浸在水體當中。利用鼓風機在填料底部供氧，空氣經濾料傳輸至地面，溢出后促使廢水經過濾料從上而下流動。生物膜在氣流的作用下發生攪動，帶來更優的凈化效果。膜生物反應器是一種將膜處理與生物處理相結合的新型處理技術。在該技術流程中，以往的二次沉淀池被生物膜所取代，保證生物反應器中活性污泥的濃度，其設施占地面積更小。膜生物反應器借助沉浸在好氧生物池中的膜組件，分離水體中的大分子有機物，對離心母液水進行深層處理。

1.2.2膜處理技術

膜處理技術相對較新，經膜處理后，70%以上的離心母液水能夠達到聚合用水的要求，其余部分可通過污水處理流程實現循環利用。膜處理技術的核心工藝為反滲透和超濾。離心母液水經預處理降溫至室溫水平后，經過斜板沉降及空氣氣浮處理清除其中大部分油脂，促使聚氯乙烯顆粒與引發劑分離。在超濾池中首先經過濾器進行初步過濾，清除水中懸浮顆粒，然后在通過超濾膜清除其中大分子有機物，進入反滲透池做進一步的過濾。經過多次過濾處理的離心母液水中有機物的濃度過高，需進行生化處理。經膜處理技術處理后的離心母液水PH值一般在7～8，渾濁度降低至5mg/L以下。

2聚氯乙烯行業離心母液水處理優化方法

2.1離心母液水處理工藝流程

現有的生化處理技術已經可實現離心母液水的一次循環使用，節能減排效果顯著。但一次循環還不能將離心母液水的綜合效益挖掘到最大，因此決定對傳統生化處理工藝流程進行創新和延伸，對經過生化處理的離心母液水進行臭氧、活性炭及離子交換處理。在生化處理及多重過濾之后，借助臭氧進一步分解水中的高分子有機物，然后通過活性炭吸附進入到離子交換環節，降低水體的導電率。處理達標后的離心母液水再次回到聚合釜中。

2.1.1預處理

在初沉池進行自然沉降，清除離心母液水中的聚氯乙烯懸浮顆粒及其他可沉降物質。優選平流沉淀方式，將固態物質沉降至池底，統一轉移至污泥斗中，再利用提升泵輸送至污泥池。增設預曝氣調節池，對污水水質進行初步調整確保后續處理裝置中污水水質均勻。在冷卻塔完成降溫處理，選用高溫型圓形逆流式，使水溫降低至35℃左右。

2.1.2水解酸化

利用水解酸化菌分解離心母液水中的大分子難降解物質，提高其可生化性，以保證后期生化處理效果。水解酸化池配備填料裝置，調節池中污泥的濃度，對處理效果進行控制。結合處理情況，選擇在池中添加NP營養鹽，確保微生物維持正常的新陳代謝狀態。

2.1.3生物接觸

離心母液水以既定流速通過生物處理池填料上的生物膜，使水體與生物膜充分接觸，清除其中有機物。此外，還可選用曝氣方式，為微生物供養。生物接觸處理方式的優點在于，浸沒在污水中的填料面積大、縫隙率高，能夠附著大量微生物，且基質流入、代謝物流出、生物膜更新脫落等均可正常進行，能夠始終保持生物膜的活性，提高生化反應速率，同時具備生物濾池和活性污泥法的優點。

2.1.4二次沉降

經生化處理的離心母液水中微生物老化形成活性污泥，通過二次沉降進行固液分離。沉降后的污水存儲在中間水池中，再被提升泵傳輸至介質過濾池開展下一步處理。

2.1.5過濾處理

在石英砂過濾池完成細小懸浮物的清除，降低水體渾濁度，并進一步去除生化處理未處理完全的COD和BOD等有害物質。石英砂過濾池每間隔一段時間進行反清洗作業，將反清洗水排放至調節池中。進入多介質過濾器，清除水中懸浮物及膠體。

2.1.6臭氧及活性炭處理

臭氧和活性炭處理為深化處理環節。臭氧發生器釋放O3，在反應器對水體中剩余的COD進行氧化反應。然后將水體泵送至活性炭過濾器，吸附水中剩余的雜質和有機物。該階段后，水體中的COD濃度低于10mg/L，存放在清水池當中。

2.1.7離子交換

使用羅門哈斯離子交換技術，控制出水質量為COD<3mg/L，導電率<1？S/cm。

2.2離心母液水處理技術創新

2.2.1添加多介質過濾器

多介質過濾器顧名思義采用多種過濾介質，當渾濁度較高的廢水以一定流速經過過濾器時，其中的懸浮物質被有效吸附清除。在整個離心母液水處理過程的后半段增加多介質過濾器，能夠清除沉淀過程無法清除的細微顆粒、細菌等物質。一般而言，多介質過濾器的懸浮物處理效果可達到80%以上，其出水懸浮顆粒的濃度不超過10mg/L。使用該過濾器時需注意定期進行反洗作業，并將反洗廢水集中到廢水收集池，重新進入預處理階段，實現反洗水的循環利用。

2.2.2添加臭氧處理池

經處理的離心母液水中還可能存有一定的細菌，傳統工藝中常用次氯酸、二氧化氯等物質進行消毒，氯離子濃度的增加也對對水質產生一定影響。使用臭氧消毒技術能夠在清除水體細菌的同時，進一步降低水中COD及BOD，達到更好的處理效果。

3離心母液水處理優化方法實踐評估

3.1數據采集

以上離心母液水處理流程投入運行后，對預處理階段、生化處理階段及后期過濾階段的離心母液水處理情況進行監督，連續觀察4d，采集相關數據。

預處理階段，分別采集進水及調節池處的COD數據，進水處數據為366.11、338.25、323.87、367.80mg/L，調節池數據為336.53、308.56、295.17、337.69mg/L。過程中COD降幅保持在8.08%～8.86%。

水解酸化階段，水解酸化池出口處檢測到的COD分別為292.42、269.36、248.85、291.41mg/L，降幅保持在12.70%～15.69%。另外，水解酸化池出口位置的ρ（SS）分別為104.68、99.85、99.56、86.75mg/L，相較于調節池，最大降幅達到33.27%。

在生物接觸處理之后，水解酸化池出口位置檢測到的COD降幅分別在78.86%、76.77%、78.35%、77.59%，降幅明顯。二次沉降池出口檢測到的BOD降幅分別為82.67%、86.33%、83.78%、84.17%。

回收池與沉淀池間ρ（SS）降幅分別為85.67%、87.08%、85.54%、83.93%。

3.2效果評估

對整個數據監測過程的離心母液水處理平均情況進行分析，進水處離心母液水的COD、BOD、ρ（NH3-N）、ρ（SS）濃度分別為339.8、80、10、150mg/L，在經過整個處理流程之后，出水口以上各項數據變化為48、10、4、9mg/L。

以上數據能夠證明，預處理階段對離心母液水水質進行調整及水解酸化處理后，水體的可生化性顯著提升。多介質過濾器的添加提高了水體中懸浮物的清除率，整個工藝流程離心母液水處理能力及效果顯著提升，出口水質穩定。以臭氧代替傳統工藝中的氯離子進行水殺菌消毒，經處理的廢水完全符合循環用水要求，企業聚氯乙烯生產過程中水資源的消耗量大大降低。同時，新的離心母液水處理流程運行效果穩定，操作便捷，也能在一定程度上幫助企業節約生產成本。

4結論

本文對聚氯乙烯行業離心母液水處理現狀及其創新處理方案進行分析，通過實踐檢驗，新的處理工藝流程水質提升效果更佳，能夠真正實現離心母液水的循環利用。離心母液水處理創新工藝推廣面臨的主要阻礙為前期投入過高，但以目前純水生產成本進行計算，引入新工藝2年左右即可收回前期投入成本，環保效益及經濟效益明顯，值得大面積推廣。

收稿日期：2020-01-06

作者簡介：張成玉（1974—），男，甘肅臨澤人，大專，工程師，研究方向：氯堿和聚氯乙烯行業。