CN101391852A - 聚氯乙烯(pvc)离心母液废水的处理方法 - Google Patents

聚氯乙烯(pvc)离心母液废水的处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种聚氯乙烯(PVC)离心母液废水的处理方法，它依次包括以下处理步骤：1)、自清洗滤器处理，并对自清洗滤器的反洗液进行PVC粒料回收，2)、降温处理，3)、混凝沉降处理，4)、一级曝气生物滤池处理，5)、臭氧氧化，6)、曝气还原，7)、二级曝气生物滤池处理，8)、超滤处理，9)、反渗透处理，10)、离子交换。本发明通过对母液的次序处理，实现母液的综合处理，可实现PVC母液的高品质回收，有效控制了处理成本，而且处理效果也得到改善，极大程度地减少了COD的排放量和工厂取水量，有效增加PVC生产企业的效益。

Description

聚氯乙烯(PVC)离心母液废水的处理方法
技术领域
本发明涉及聚氯乙烯(PVC)离心母液的处理方法。
背景技术
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。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。工艺用水为去离子水，工艺过程中也没有增加水质硬度的环节，其硬度和含盐均较低。
(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100～400mg/L，属低浓度化工废水。
(5)有机物降解难。作为分散剂使用的聚乙烯醇(PVA)，85％左右吸附在PVC颗粒表面进人产品.15％随离心母液排放，是离心母液中主要污染物。母液中还含有反应过程中残留的氯乙烯单体、少量其他添加剂(双酚A、对苯二酚、甲醇)以及这些物质反应或衰变后的产物。这些物质具有毒性和难生物降解性。
(6)温度高。一般在70℃左右。
目前，PVC离心母液主要的处理方式有：
(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1.5μm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200mg/L左右降至20mg/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，但投入生产实践后，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。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供聚氯乙烯(PVC)离心母液废水的处理方法，通过有序综合组合，使聚氯乙烯(PVC)离心母液废水得到低成本和环保处理。
为此，本发明采用以下技术方案：它依次包括以下处理步骤：
1)、自清洗滤器处理，并对自清洗滤器的反洗液进行PVC粒料回收，
2)、降温处理，
3)、混凝沉降处理，
4)、一级曝气生物滤池处理，
5)、臭氧氧化，
6)、曝气还原，
7)、二级曝气生物滤池处理，
8)、超滤处理
9)、反渗透处理，
10)、离子交换。
由于采用本发明的技术方案，通过对母液的次序处理，实现母液的综合处理，可实现PVC母液的高品质回收。更为突出的是，通过臭氧与曝气生物滤池的优化组合，克服了单纯加臭氧处理时量大成本高的缺点，有效控制了处理成本，而且处理效果也得到改善。经测算，它还具有以下突出的技术效果：
1、极大程度地减少了COD的排放量。
按一条年产20万吨PVC的生产线计，每小时排出母液量为80吨，每年母液量为64万吨，COD值按300mg/l计，一年的排出COD总量为20万千克。因此每上一条本发明的PVC母液回收线，每年就可以减少外排COD量20万千克。
若以全国计算，目前的PVC母液年产生总量为0.5亿吨。PVC母液被高品质回用后，全国每年减少COD的排放量为0.15亿千克，极大地减少了COD的排放量，大大减轻对环境造成的污染；
2、极大减少工厂取水量。
全国每年0.5亿吨的PVC母液水回收利用后，可以减少当地的外部取水量，缓解许多地方尤其是北方地区的水资源紧张的状况。
3、有效增加PVC生产企业的效益
经测算，本发明提供的处理工艺路线，每吨PVC母液处理成本3.85元，以全国每年0.5亿吨的PVC母液水计算，至少可增加效益1亿元以上，因此效益明显。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
参照附图。本发明所提供的PVC离心母液废水的回收工艺，它对PVC离心母液废水的处理，依次包括以下处理步骤：
1)、运用自清洗滤器处理PVC离心母液废水，并对自清洗滤器的反洗液进行PVC粒料的有效回收，回收后的PVC粒料液回至原生产线离心机前。设备中可配备加强清洗装置，必要时可对系统进行超强的反洗，保证滤器完全恢复性能。无论来水的浊度高低，自清洗滤器出水的浊度最好保持在20NTU以下，这样对后续系统有很好的保障作用。
反洗液在回收PVC粒料后去所述混凝沉降前与母液废水合并处理。
2)、采用冷却塔或热交换器冷却自清洗滤器出水，将温度降至40℃以下，更利于后续工艺的稳定运行。
3)、针对PVC等物质，采用加药絮凝沉淀处理，将残留的PVC颗粒和胶体沉淀下来，保证后级系统的运行，可采用聚铝类絮凝剂或聚丙烯酰胺类助凝剂。
经加药沉淀池处理后，CODcr的去除率在10-20％之间，平均去除率为15％；浊度的去除率10-50％之间，平均去除率为30％。
4)、考虑到PVC母液废水的可生化性，通过加酸调PH值至5～9后先直接进行曝气生物滤池(BAF)处理。BAF对有机物的去除作用是十分明显的，本级处理将可生化的有机物进行充分生化，可将初始PVC离心母液废水中的CODcr去除55％。有机物量的大大减少，可使后面臭氧氧化工艺中臭氧的加入量大大降低。一级曝气生物滤池的反冲洗水回到所述混凝沉降前与母液废水合并处理。
本级处理后的出水再经过“臭氧氧化+曝气还原+BAF”的二级预处理工艺处理，二级预处理工艺专门针对难生化的大分子有机物。
6)、按照工艺的设计，选用的臭氧加入量主要为降解废水中难生化物质，提高废水的可生化性。经过前面的一级预处理后由于有机物量已大大减少，臭氧的加入量可大大降低，可降低到40mg/l，臭氧发生器的运行功率仅为0.8KWH(氧气源)，可降低工艺运行成本。
7)、废水经曝气还原池处理，主要是将臭氧氧化工艺中的多余的臭氧去除，以保证后续工艺运行的安全性。
8)、再经二级BAF处理，可以将前述一级曝气生物滤池出水中的CODcr去除70％。，二级BAF的出水CODcr在达到25-40mg/l。二级曝气生物滤池的反冲洗水回到所述混凝沉降前与母液废水合并处理。
9)、经过上述预处理的PVC离心母液水通过输送泵被输入超滤系统进行超滤处理，利用超滤膜的筛分机理，对不同分子量和不同粒径的有机物进行分离，PVC母液水在超滤处理后，去除大量的的悬浮物质和胶体，作为反渗透的进水。
超滤系统采用中空纤维超滤器，所有中空纤维膜都直接用聚胺脂胶封装在膜管内，有高的装填密度，拥有极高的比表面积，而且结构简单，有效减少细菌污染的可能性，简化清洗操作，检漏修补方便，截留率稳定，使用寿命长。所采用的膜材料可以是聚砜、聚醚砜、聚氯乙烯、聚丙烯、聚偏氟乙烯等高分子材料。
超滤对废水中的悬浮物质和胶体有超强的去除能力，无论进水的浊度怎样变化，其出水浊度始终可以保持在0.2NTU以下，去除率达到95％以上。这样的出水进入后级RO系统，其保护作用是极其明显的。
超滤的浓缩液回到所述混凝沉降前与母液废水合并处理。
超滤对有机物有一定的去除作用，运行显示：针对BAF的出水，经超滤处理后，CODcr的去除率在10-20％之间，可下降到30mg/l以下。废水的电导率和PH值在超滤处理前后变化不大。由于前级预处理的作用，加上汽水加强清洗，使得超滤的运行十分稳定。流量稳定。近一个月的运行中，只化学清洗一次，而且清洗完毕后，性能得到了完全的恢复。化学清洗的周期约在15天左右。经试验，采用偏碱性复配清洗剂可使超滤装置的性能得到了完全恢复。
10)、反渗透处理所采用的膜元件材料为卷式膜元件，反渗透膜材料可根据废水水温选择能耐受相应温度的反渗透膜，一般可选择最高耐温45℃，PH范围2-11的反渗透膜，本发明中所采用的膜材料为聚酰胺类的高分子材料，抗污染性好且水通量大，对处理PVC母液水是最佳的选择。利用致密反渗透膜的高截留性能，截留超滤透过液中大部分的无机盐和小分子有机物，从而使反渗透的透过液的电导率在30μs/cm以下，反渗透系统的脱盐率92-99％。由于小分子有机物的存在，反渗透系统对母液废水中有机物的去除率较盐分的去除率为低，CODcr去除率在75-88％之间，产水的CODcr可达到5mg/l以下(此时，铬法已无法检出)。反渗透系统的出水通量十分稳定，经反渗透装置处理后，出水的浊度十分稳定，在0.4NTU以下。
反渗透的浓缩液CODcr则在60mg/l左右，由于其电导率仅在600-800μs/cm，总硬度在20mg/l以下，完全可以作为聚氯乙烯(PVC)聚合釜循环冷却水补充水回用。
11)、将反渗透处理处理出水进行离子交换处理，离子交换处理的设备可以采用阳床+阴床的组合或采用混床设备。经处理后各项指标可达到直接回釜利用，作为聚氯乙烯聚合生产工序用水的要求，电导率小于2μs/cm，具体指标见下表。
 
技术指标名称 检测数值
电导率 1.0μs/cm
Fe 0.75μg/L
溶解性SiO2 5.0μg/L
CODMn 1.5mg/L
采用上述方法可使纯水回收率达60％以上。
上述实施例的数值范围及各具体选择是建立在充分中试基础上的优选方案，在保证处理效果的前提下，废水处理最经济最有效率。

Claims (10)

1、聚氯乙烯(PVC)离心母液废水的处理方法，其特征在于它依次包括以下处理步骤：
1)、自清洗滤器处理，并对自清洗滤器的反洗液进行PVC粒料回收，
2)、降温处理，
3)、混凝沉降处理，
4)、一级曝气生物滤池处理，
5)、臭氧氧化，
6)、曝气还原，
7)、二级曝气生物滤池处理，
8)、超滤处理
9)、反渗透处理，
10)、离子交换。
2、如权利要求1所述的聚氯乙烯(PVC)离心母液废水的处理方法，其特征在于超滤处理采用中空纤维超滤器，所采用的膜材料可采用聚砜、聚醚砜、聚氯乙烯、聚丙烯、聚偏氟乙烯中任意一种高分子材料。
3、如权利要求1所述的聚氯乙烯(PVC)离心母液废水的处理方法，其特征在于反渗透处理所采用的膜元件材料为卷式膜元件，所采用的膜材料为聚酰胺类的高分子材料。
4、如权利要求1所述的聚氯乙烯(PVC)离心母液废水的处理方法，其特征在于离子交换处理的设备可以采用阳床+阴床的组合或采用混床设备。
5、如权利要求1所述的聚氯乙烯(PVC)离心母液废水的处理方法，其特征在于反渗透处理的浓缩液回流作为聚氯乙烯(PVC)聚合釜循环冷却水补充水回用。
6、如权利要求1所述的聚氯乙烯(PVC)离心母液废水的处理方法，其特征在于经离子交换处理后的透过水回流至聚氯乙烯聚合生产工序作为聚氯乙烯聚合生产用水回用。
7、如权利要求1所述的聚氯乙烯(PVC)离心母液废水的处理方法，其特征在于步骤1)中的反洗液在回收PVC粒料后去所述混凝沉降前与母液废水合并处理。
8、如权利要求1所述的聚氯乙烯(PVC)离心母液废水的处理方法，其特征在于一级曝气生物滤池的反冲洗水回到所述混凝沉降前与母液废水合并处理。
9、如权利要求1所述的聚氯乙烯(PVC)离心母液废水的处理方法，其特征在于二级曝气生物滤池的反冲洗水回到所述混凝沉降前与母液废水合并处理。
10、如权利要求1所述的聚氯乙烯(PVC)离心母液废水的处理方法，其特征在于超滤的浓缩液回到所述混凝沉降前与母液废水合并处理。
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