浅析聚氯乙烯母液回收技术

2022-09-10

自从进入二十一世纪, 随着国内聚氯乙烯产业的快速发展, 大部分聚氯乙烯生产单位的年生产能力已突破百万吨, 然而也产生了超过一万吨的PVC生产废水, 废水量大, 温度较高, 其中颗粒物体众多, 有机物降解困难, 因此对聚氯乙烯的母液回收处理也成为多年来在氯碱工业无法妥善解决的环境问题, 也成了对环境和资源的浪费, 给单位造成了极大的压力, 是实现聚氯乙烯工业废水回收利用的主要障碍。正是由于这个现状, 废水处理的新技术研发和再利用已成为节能和环保方面刻不容缓的要求。

一、工艺技术和特点

1. 聚氯乙烯母液特点

聚氯乙烯母液废水主要是在悬浮聚合生产过程中产生, 料浆树脂离心分离后放电后生成废水。水质的特点:1) 水量较大。每生产一吨聚氯乙烯排放出3-5吨母液废水。2) 硬度低, 氯离子含量低, 工艺水脱盐水, 过程中没有增加水的硬度, 因此硬度较低, 通过加工之后可循环使用。3) 高浊度, 废水中主要颗粒为聚氯乙烯。4) 所含有机物质浓度较低, 通常为100到200毫克每升。5) 有机物质难降解。作为分散剂的聚乙烯醇, 是离心母液的主要污染物, 其中还含有少量其他添加剂, 通常这些化合物具有一定的毒性, 而且生物降解性较低。6) 水温较高, 因此可以考虑回收热量。

2. 母液综合处理技术的设计思路

结合生产聚氯乙烯的聚合反应中水起到的作用与上述母液的水质特点, 设计母液综合处理技术时的主要内容如下:

1.可以对废水中有利用价值的成分进行回收, 其中包括固体颗粒和大量的热。

2.废水的性质和脱盐水比较相似, 所以处理废水的过程中不用额外增加水量, 可以将处理过的废水用作聚合釜反应的脱盐水使用。

3. 控制处理成本。

3.主要的技术特点

1.设计“母液即时利用”, “余热利用”, “臭氧处理”和“离子交换床处理”等技术相互配合使用的循环反应对聚氯乙烯废水进行处理。对母液的处理应当从产生的源头开始, 设计母液罐回收装置对生产中产生的母液颗粒进行实时处理, 降低水中的悬浮物, 继而通过热交换器降低母液温度, 完成热量回收后进入生化处理阶段。处理中包含了传统的生物膜技术和先进的臭氧处理方法直接对母液进行深度处理, 可以把出水质量浓度控制到标准以下, 以确保出水的达标率。与此同时, 通过处理系统还能降低母液电导率和颗粒浓度, 确保母液废水成为完全合格的脱盐水, 可重复投入到聚合釜反应中, 不会对产品质量造成影响。这个技术方案首次从系统角度对母液处理进行了设计, 综合考虑到了加工过程中母液的特点, 通过实践也证明了该技术的可行性。

2.母液回收罐不需要电力驱动, 回收率高于传统技术。该母液回收装置根据废水中的液体残留颗粒的特性, 利用沉降和分离过程, 实时回收母液。可以很大程度上降低聚氯乙烯颗粒进入生化系统对后期生化处理的效果造成的影响。

3.使用臭氧技术处理聚氯乙烯废水。

4. 聚氯乙烯废水在通过对各系统进行处理后, 完全能够重新投入聚合釜反应, 同时对产品质量不会造成影响。

5. 工艺水处理的效果相对稳定可靠, 抗冲击负荷的能力强

二、同类技术比较

目前, 母液水处理技术主要有两种, 其中一种就是双膜法处理, 通过对母液水预处理工艺, 降低一定的颗粒浓度后再通过超滤和反渗透实现聚合釜回收后, 可以将回用率控制在70%以上, 一旦过滤和浓缩处理后的水超过标准, 还需要进行进一步的处理。因此这个方法成本较高, 而且薄膜容易堵塞、易被污染, 反冲洗的频率和强度较大, 运行和维护成本高, 推广比较困难。第二种就是生物膜法, 过滤母液后静置冷却, 再通过生化处理, 该出水水质可以达到循环水的指标, 通常用于充当水箱的补充水。但是该方法在处理COD浓度为40毫克每升的废水过程中, 无法将其回用到聚合釜反应。目前诸多聚氯乙烯企业在实际操作中, 通常以生物膜法为基础, 在原工艺的母料回收装置中对废水剩余的树脂进行连续多次的回收, 直接进入干燥系统形成产品, 避免成为废料, 废水则从母料回收装置流入热交换器进行热回收, 和冷介质换热后温度下降到40度, 减少了在生化处理阶段冷却塔的热损失, 同时还结合臭氧处理工艺, 在处理过程中直接控制COD浓度, 然后再通过深度处理系统, 进一步降低废水电导率和COD浓度, 至此母液废水中所含物质参数基本符合合格的脱盐水标准, 可以重复使用到聚合釜中。这种处理方法投资适中, 运行成本较低, 避免了水损失的同时还可以实现所有废水的循环利用, 具有较大的推广价值。

三、经济和社会效益

热处理利用、母液回收和树脂的回收需要综合考虑, 可以通过节能减排和循环达到更好的利用, 计算时按年生产量12万吨为例, 使用该技术可以实现47万吨的循环水回收, 减少COD排放量, 聚氯乙烯颗粒回收达130万吨, 利用余热2.4万M焦耳。能够保证聚氯乙烯母液废水的完全回用生产。目前, 国内的聚氯乙烯生产能力已超过1500万吨, 但是使用技术彻底治理和利用母液的比例不足10%, 水资源浪费非常严重, 大量的热量损耗。因此, 母液废水的回收利用技术在企业的综合治理中具有很大的应用前景, 值得在整个行业内进行推广, 其带来的经济效益和社会效益将十分可观。

结论

母液可以回收利用, 能大大减少污水排放, 不仅能回收溶解在废水中的氯乙烯单体, 消除对环境的污染, 节约用水, 降低生产过程中水资源短缺的问题, 实现清洁生产的要求。通常母液水温高达70℃, 含有大量的热能, 可以根据生产需要, 将余热转移到空气鼓风机装置上, 提高空气温度, 降低能源成本。使用新的母液回收技术, 短期内就能见效, 可以将回收的废水用作软化水使用, 创造可观的经济效益。

摘要：根据聚氯乙烯生产过程中母液直接排放的实际情况, 可以对母液进行综合利用和改造, 利用母液产生的热量给空气干燥器进行预热, 循环的水可以用于清洗合成炉, 也可用作冷却水和洗涤水, 也可以在冬季供暖, 一系列的综合利用能很大程度上缓解生产用水短缺的问题, 为单位创造一定的效益。

关键词：聚氯乙烯,母液回收,综合应用