PVC聚合母液多級處理技術(shù)研究應(yīng)用

舒晨 吳世華 程勇 陳傳虎

摘 要：介紹了湖北宜化集團獨有的“自清洗過濾器+重力斜板沉降槽+沉淀池工藝”相結(jié)合的PVC母液多級處理技術(shù)在青海宜化的應(yīng)用，母液污水中的PVC含固量降到5ppm以下，保證后段生物接觸氧化法污水處理正常運行，裝置解決了生產(chǎn)過程中的難題，并產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟效益。

關(guān)鍵詞：PVC母液;多級處理

懸浮聚合PVC生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的離心母液水中含有少量PVC顆粒、助劑殘留物、礦物油等雜質(zhì)，直接回用聚合存在安全的風(fēng)險。而離心母液水的回用不僅可以減輕對環(huán)境的污染，還可以節(jié)約大量水資源。目前青海宜化在生產(chǎn)聚氯乙烯樹脂中，因離心工藝與設(shè)備問題，通過臥式沉降離心機后產(chǎn)生大量含有PVC固體顆粒廢水，通常母液廢水含固量450ppm左右。該廢水水質(zhì)成分復(fù)雜，主要含有聚合過程添加的引發(fā)劑、分散劑、終止劑及未完全回收的PVC顆粒等難降解的有機物，具有排放量大、生物毒性高、濃度低、難降解、可生化性差等特點，是主要污染來源。通過對含PVC固體顆粒廢水處理方式的研究，達到了廢水綜合回收利用的目標(biāo)，對降低后端處理難度，實現(xiàn)污水零排放，同時通過PVC固體顆粒回收利用，在提高企業(yè)經(jīng)濟效益的同時，解決企業(yè)發(fā)展過程中的環(huán)保難題。

1 聚合母液廢水主要來源

青海宜化有三套PVC干燥系統(tǒng)，共有9臺型號為LW720型臥式沉降離心機，離心母液經(jīng)過濾器過濾后PVC粉料回收至漿料槽，母液進入沉淀池沉淀。沉淀后清液經(jīng)降溫處理輸送到母液污水處理裝置（生物接觸氧化法）進行處理后回用到循環(huán)水裝置。離心機離心母液含固量在450ppm左右，經(jīng)自清洗過濾器母液含固量在300ppm左右，母液經(jīng)過沉淀池沉淀，沉淀池每月清理一次，由于停留時間過長，PVC樹脂雜質(zhì)數(shù)含量高，不能回用至生產(chǎn)系統(tǒng)，只能作為地溝料進行處理，PVC地溝料年產(chǎn)生約600t，影響企業(yè)生產(chǎn)效益。進母液污水處理裝置含固量高，污水裝置處理負(fù)荷過大，出水COD不達標(biāo)，同時斜管沉淀池污泥大量上浮，出水濁度高，處理污水無法回收利用;另外每次采挖沉淀池地溝料時，PVC粉料散落到地面，影響生產(chǎn)環(huán)境、增加人工勞動。

2 聚合母液廢水的多級處理工藝研究

離心母液水因其含有PVC固體顆粒和難以降解的有機物，無法達到直接排放標(biāo)準(zhǔn)，必須進行處理方可利用。處理母液水的方法包括物理法、生物接觸氧化法等，無論哪種方法都無法達到完全用于聚合生產(chǎn)的要求。處理效果和成本取決于聚合母液水PVC顆粒含固量多少。含固量大，生物接觸氧化法處理負(fù)荷就特別大，接觸氧化池有大量PVC顆粒沉淀，大量PVC顆粒流失，企業(yè)的經(jīng)濟效益大量浪費。有效的回收PVC顆粒是研究的重點。青海宜化根據(jù)技術(shù)進步采用三個階段對PVC顆粒進行回收研究，第一階段，采用沉降池對PVC顆粒進行回收，定期清理池底，回收地溝料外銷，此法副產(chǎn)品多，經(jīng)濟上不合理，且環(huán)保壓力大。第二步，采用自清洗過濾器+沉降池流程，PVC顆粒回收到漿料槽，自清洗過濾器出口母液含固量在250ppm左右。此法廢料可減少一半，但廢水處理壓力仍大，難以實現(xiàn)零排放。第三步采用清洗過濾器+重力沉降器+沉淀池工藝，沉淀池母液含固量控制在5ppm以下，廢水經(jīng)生化處理后可完全回用。

3 多級處理裝置的工藝原理及流程

3.1 裝置處理能力

青海宜化母液污水預(yù)處理裝置設(shè)計總規(guī)模為150m3/h。

3.2 母液污水多級預(yù)處理

3.2.1 工藝原理

為保證母液污水處理裝置長周期穩(wěn)定運行和最大量回收PVC固體顆粒，提高企業(yè)經(jīng)濟效益，母液水預(yù)處理采用物理方法。主要采用最先進全自動自清洗過濾器和重力式斜板沉降槽。

自清洗過濾器采用以色列AMIAD 全自動過濾器。主要組件有：電機、電控箱、控制管路、主管組件、濾芯組件、316L不銹鋼刷、框架組件、傳動軸、進出口連接法蘭等。CTF-E過濾器是一種操作方便而且技術(shù)先進的全自動過濾器，由自動馬達帶動清洗裝置完成清洗工作。CTF-E100 過濾器過濾精度100um，污水通過進水管進入過濾器，然后自內(nèi)而外通過細(xì)濾網(wǎng)，水通過細(xì)濾網(wǎng)由內(nèi)至外流出時雜質(zhì)積累在濾網(wǎng)的內(nèi)表面，并有一定的水頭損失。當(dāng)濾網(wǎng)內(nèi)外壓差達到預(yù)先設(shè)定的值或到達預(yù)定時間時，CTF-E過濾器開始自動清洗。吸吮掃描器進行螺旋式的吸吮運動將濾網(wǎng)上的雜質(zhì)吸走，并經(jīng)過排放管排出。有一臺雙向（正/反轉(zhuǎn)）馬達通過一個絲桿與掃描器相連，帶動驅(qū)動掃描器作螺旋式的上下移動。自動清洗時，由一個三通電磁閥來控制排污閥的開啟，通過重力自流入干燥漿料槽。工作壓力可達1.0-1.6MPa;單臺流量：150m/h。立式安裝。

斜板式重力沉淀池是根據(jù)“淺層沉淀”理論，在沉淀池沉淀區(qū)放置與水平面成一定傾角（通常為60°）的斜板或蜂窩斜管組件，以提高沉淀效率的一種高效沉淀池。在沉降區(qū)域設(shè)置許多密集的斜管或斜板，使水中懸浮雜質(zhì)在斜板或斜管中進行沉淀，水沿斜板或斜管上升流動，分離出的泥渣在重力作用下沿著斜板管向下滑至池底，再集中排出。這種池子可以提高沉淀效率50%～60%，在同一面積上可提高處理能力3～5倍。按水流與污泥的相對運動方向，由于沉淀區(qū)設(shè)有斜板或斜管組件，因此，斜板（管）沉淀池的排泥只能依靠靜水壓力排出。[1]

3.2.2 母液污水預(yù)處理工藝流程

離心母液水進入中間槽，用泵提升到樓頂自清洗過濾器中，濾后漿料自重流入到原有漿料槽（TK-2G/4G），清液均勻流入重力式斜板沉淀槽，在斜板沉淀槽進行PVC顆粒與水分離，沉淀槽出水確保出水含固量穩(wěn)定在20ppm以下。沉淀下來的PVC顆粒通過離心泵均勻打入系統(tǒng)原有漿料槽（TK-2G/4G）進行PVC漿料回收。離心機離心的液體，再次循環(huán)進入斜板沉淀系統(tǒng)。

該斜板沉淀系統(tǒng)，采用自動運行方式，運行時定時排PVC沉淀料輸送至漿料槽。

3.2.3 斜板沉降槽工藝流程

快速沉淀槽包括浮渣隔離槽、快速沉淀槽、漿液濃縮槽、漿料泵及其附屬儀表、電控、管線等。原水經(jīng)進流管流進斜板式快速沉淀槽后，由分流室緩沖消能，再平均的分散到各斜板組側(cè)邊底部的配水孔。通過斜板區(qū)向上流，然后由溢流堰集水后排出，而PVC粉末等顆粒物則隨斜板向下沉降到污泥槽，通過閥門控制間歇式排至帶攪拌的漿液濃縮槽。用泵提升干燥系統(tǒng)TK-2G/4G漿料槽。

由快速沉淀槽排出的PVC濃漿進入漿液濃縮槽，經(jīng)漿液濃縮槽中心導(dǎo)流筒布水后呈輻射狀流向池子周邊，隨著流速的降低，PVC漿液沉淀于池底與水進一步分離，提高PVC漿液的濃度，濃度達到60%，刮泥機通過刮板將沉淀在池底的漿液刮到中心，同時設(shè)在刮臂上的豎向柵條起攪拌調(diào)勻作用，加速PVC漿液下沉，提高漿液的濃縮效果。裝置運行全封閉，漿料的停留時間短，保證PVC質(zhì)量。

4 裝置運行效果

4.1 預(yù)計達到的效果

經(jīng)過多級處理，母液含固量由450ppm降至5ppm，有效保證污水站細(xì)菌活性，降低出水濁度，保證母液水的回用。

4.2 改造后生產(chǎn)成本及效益分析

干燥母液的量為150m3/h，含固量由450ppm（mg/L）降低到5ppm，回收成品PVC600t，約360萬元效益。回收水40%用于脫鹽水，60%用于循環(huán)補水，約有200萬元效益。合計效益有560萬元。

5 結(jié)語

采用自清洗過濾器+重力斜板沉降槽+沉淀池工藝，能夠有效去除母液污水中PVC固體顆粒，不但回收的PVC顆粒直接回到漿料槽，保證企業(yè)經(jīng)濟效益，同時母液污水含固量降到5ppm，保證生物接觸氧化水法母液污水處理裝置穩(wěn)定達標(biāo)運行，全部回用，達到零排放。具有良好的社會效益和經(jīng)濟效益，是值得推廣使用的工藝技術(shù)。

參考文獻：

[1]汪海位，韓忠良，鄒磊，馬寶琪，張璇.PVC離心干燥能源與水資源的綜合利用[J].聚氯乙烯，2019（12）.

作者簡介：

舒晨（1965- ），男，高級工程師，畢業(yè)于武漢化工學(xué)院化工工藝專業(yè)，宜化集團氯堿產(chǎn)業(yè)負(fù)責(zé)人。