Повне повторне використання після очищення стічних вод маточного розчину ПВХ

ПВХ матковий розчин для очищення стічних вод

Обсяг світового ринку ПВХ у 2023 році становив приблизно 80,63 мільярда доларів США, і очікується, що до 2028 року він зросте до 115,66 мільярда доларів США із загальним річним темпом зростання приблизно на 7,48%. Азія є домінуючим ринком, а Китай є найбільшим виробником і споживачем.

Полівінілхлорид (ПВХ) є важливим-пластиком загального призначення завдяки чудовій хімічній стійкості, ізоляційним властивостям і економічній перевагі. Він широко використовується в таких сферах, як будівництво, електричні дроти та кабелі, охорона здоров’я та упаковка. В останні роки завдяки урбанізації, розбудові інфраструктури та політиці захисту навколишнього середовища світовий ринок ПВХ зберігає стабільну тенденцію до зростання. Китай є лідером у світі за виробничими потужностями, виробництвом і попитом і має значний вплив на світовий ринок.

Проектна справа

Огляд проекту

• Основний орган: Shandong Xinlong Electrochemical Group (配套 для заводу ПВХ потужністю 120 000 тонн на рік)
• Масштаб: Проектна потужність переробки 1600 м³/добу, щорічно переробляється приблизно 500 000 тонн маточного розчину.
• Довідкова інформація: початковий матковий розчин був використаний повторно лише частково, і більша частина була скинута. Це не тільки призвело до плати за забруднення, але й до марнотратства водних ресурсів
• Мета: нульовий скид стічних вод із відповідністю стічних вод стандартам якості води для виробництва полімеризації та досягнення повного повторного використання

Характеристики якості води та процес очищення

Характеристики якості маткової води (скидання з відцентрової секції)

o Приплив: ГПК ≈ 300–500 мг/л, висока SS, температура води 45–55 градусів, рН ≈ 5,5–6,5, B/C менше або дорівнює 0,2 (погана здатність до біологічного розкладання), містить слідові кількості PVA та ртуті

o Ціль: ГПК стічних вод менше або дорівнює 50 мг/л, провідність менше або дорівнює 500 мкСм/см, каламутність менше або дорівнює 5 NTU, відповідає стандартам промислової регенерованої води GB/T 19923-2005.

Потік основного процесу (спеціальна комбінація)

1. Попередня -обробка: решітка → Вирівнювальний резервуар (гомогенізація та вирівнювання, охолодження до температури нижче 35 градусів) → Коагуляція та седиментація (видалення SS та колоїдів)

2. Біохімічна обробка: Попереднє окислення озоном (підвищення B/C до 0.35+) → Гідролізне підкислення (HRT=8 год) → Контактне окислення (концентрація осаду 3,5–4,5 г/л) → Вторинний відстійник (видалення біохімічного осаду)

3. Поглиблена обробка: піщана фільтрація → Пост{1}}озонове окислення (ХПК знижується до рівня нижче 50 мг/л) → Біологічне активоване вугілля (BAC) → Іонообмін (видалення залишкових іонів) → Точна фільтрація (захисна фільтрація 5 мкм)

4. Система повторного використання: Резервуар для зберігання виробленої води → Подача води зі змінною частотою → Повторне використання в секції полімеризації (заміна свіжої чистої води)

III. Ефект лікування та ключові показники (дані стабільної роботи)

Технічні характеристики та інноваційні моменти:

1. Озон - Біохімічна синергія: попереднє-окиснення озону покращує здатність до біологічного розкладання, тоді як пост-озонове очищення забезпечує стабільний і відповідний ГПК у стічних водах. Дозування озону на тонну води контролюється на рівні 15-20 мг/л з контрольованими витратами.

2. Модульна розширена очистка: комбінація BAC + іонообмін гарантує, що якість стоків є кращою, ніж у водопровідної води, і може бути використана безпосередньо як живлення для реактора полімеризації.

3. Рекуперація теплової енергії: використання залишкового тепла маточного розчину для попереднього підігріву біохімічної живильної води, що зменшує споживання енергії системою приблизно на 15%.

4. Дизайн нульового скиду: після того, як біохімічний осад зневоднений і висушений, він утилізується скоординованим чином, усуваючи вторинне забруднення; концентрована вода випаровується та кристалізується за допомогою MVR, а залишок солі відповідно до вимог переробляється як ресурс.

II. Огляд клієнтів для очищення стічних вод маточного розчину ПВХ

Стічні води маточного розчину ПВХ утворюються в основному в процесі відцентрового розділення в процесі виробництва ПВХ. Це тип промислових стічних вод з великим об’ємом скиду, низьким вмістом органічних речовин, але поганою здатністю до біологічного розкладання. Завдяки суворішій політиці захисту навколишнього середовища та зростанню потреб підприємств у збереженні води та скороченні енергії все більше й більше підприємств із виробництва ПВХ почали інвестувати в будівництво або модернізацію систем повторного використання стічних вод маточного розчину, щоб досягти майже-нульового скиду та відновлення ресурсів.

Зображення виробництва ПВХ

III. Очищення стічних вод маточного розчину ПВХ

Джерело стічних вод

Основне джерело: процес відцентрового розділення у виробництві ПВХ смоли генерує приблизно 3-5 тонн стічних вод маточного розчину на кожну 1 тонну виробленого ПВХ.

Конкретні джерела складу:

Залишкові дрібні частинки ПВХ (SS)

Мономер вінілхлориду, що не прореагував (VCM)

Додані добавки, такі як диспергатори (наприклад, ПВА), ініціатори та термінатори

Невелика кількість олігомерів і ізомерних продуктів

Ці речовини створюють стічні води з відносно низькою концентрацією ХПК (зазвичай 100-400 мг/л), але погано піддаються біологічному розкладанню та містять органічні речовини, які важко-розщеплюються (такі як полівініловий спирт PVA), що ускладнює процес очищення.

Опрацюйте порівняльну таблицю

IV. Процес обробки стічних вод маточного розчину ПВХ

Потік процесу очищення стічних вод маткової рідини з ПВХ

Маткова рідка стічна вода, що утворюється під час процесу виробництва ПВХ (полівінілхлориду), має такі характеристики, як висока концентрація органічних речовин, високий вміст солі та труднощі з розкладанням. Потік процесу очищення має поєднувати кілька етапів, включаючи попередню-обробку, глибоку очистку та відновлення ресурсу, щоб досягти відповідності стандартам скидання або переробки ресурсу. Нижче наведено аналіз процесу очищення маткової рідини ПВХ стічних вод на основі результатів пошуку:

1) Попередній етап лікування

Попередня -обробка є ключовим кроком у очищенні стічних вод маткової рідини з ПВХ, метою якого є видалення з стічних вод великих часток зважених частинок, колоїдних речовин і деяких розчинних органічних сполук, що створює умови для подальшого глибокого очищення.

1. Фізична попередня-обробка

Коагуляційне осадження: шляхом додавання коагулянтів (таких як PAC, PAM) і допоміжних коагулянтів зважені тверді речовини, колоїди (такі як PVA) у стічній воді утворюють пластівці та випадають в осад, покращуючи здатність стічної води до біологічного розкладання. Цей метод широко використовується при очищенні стічних вод відцентрової маткової рідини з ПВХ.

Фільтрування: використання піщаних фільтрів, дискових фільтрів тощо для видалення залишків зважених твердих частинок після попередньої -обробки, що забезпечує стабільну роботу наступних систем очищення (таких як ультрафільтрація, зворотний осмос).

Попередня хімічна-обробка

Деемульгація та видалення олії: у стічних водах, що містять емульгатори, диспергатори (наприклад, стічні води з ПВХ-пасти), шляхом регулювання pH і додавання спеціальних деемульгаторів порушується емульгований стан і видаляються масляні речовини.

Удосконалена попередня -обробка окислення: використання технології передового фотохімічного окислення (наприклад, ультрафіолетове обладнання для вдосконаленої окислювальної деградації), використання гідроксильних радикалів (·OH) для окислення та розкладання важко{1}}-розкладаних органічних речовин (таких як PVA), покращення здатності до біологічного розкладання стічних вод.

2) Етап глибокого лікування

Етап глибокого очищення в основному спрямований на високу концентрацію органічних речовин, вмісту солі та слідів забруднюючих речовин, що залишаються після попереднього очищення, використовуючи такі технології, як біологічне очищення та мембранне відділення для подальшого очищення якості води.

1. Біологічне очищення

Гідроліз підкислення-UASB-A/O-MBR комбінований процес:

Органічні стічні води з високою -концентрацією після коригування вводяться в резервуар гідролізного підкислення для покращення здатності до біологічного розкладання, а потім потрапляють у UASB (верхній потік анаеробного мулу) для ефективного анаеробного розкладання. Анаеробні стічні води надходять у систему A/O (аноксичну-аеробну) для видалення азоту та фосфору, а потім через систему MBR (мембранний біореактор) для подальшого видалення органічних речовин і зважених твердих речовин.

2. Технологія мембранної сепарації

Система ультрафільтрації - зворотного осмосу (UF-RO):

Попередньо очищені стічні води обробляються системою ультрафільтрації для видалення частинок ПВХ, ініціаторів та інших домішок. Потім фільтрат потрапляє в систему зворотного осмосу для подальшого видалення солей і органічних речовин. Видобуту воду можна повторно використовувати у виробничому процесі, причому коефіцієнт повторного використання перевищує 70%. Цей процес відбувається при фізичній і постійній температурі, має низьке енергоспоживання, а якість очищеної води не має суттєвих відмінностей від свіжої опрісненої води.

У запатентованій технології Huaguo Yuhang низько{0}}енергетичні мембрани з карбіду кремнію використовуються для фільтрації стічних вод маточного розчину, відновлення часток ПВХ і досягнення ресурсів стічних вод.

3. Розширена глибока обробка окислення

Окислення озоном/каталітичне окислення: після біохімічної обробки подальша деградація тугоплавких органічних речовин здійснюється шляхом окислення озоном або каталітичного окислення озоном (гетерогенний каталізатор) для забезпечення стабільного та відповідного ХПК у стічних водах.

3). Використання ресурсів і термінальне лікування

1. Використання водних ресурсів

Стічні води після глибокого очищення можуть бути відфільтровані за допомогою мембранної фільтрації (ультрафільтрація + зворотний осмос) і технології EDI (електродеіонізація), щоб відповідати стандартам якості води для виробничих процесів, і повторно використовуватися в таких процесах, як очищення реактора полімеризації та охолодження обладнання.

Система циркуляції охолоджувальної води забезпечує ефективне використання водних ресурсів завдяки додаванню інгібіторів корозії та електронних технологій видалення накипу.

2. Звільнення щодо відповідності терміналу

Для стічних вод, які не підлягають повторному використанню, після очищення вищевказаними процесами їх необхідно додатково очистити від залишкових забруднюючих речовин через біологічний фільтр з активованим вугіллям для забезпечення відповідності показникам COD, BOD5, SS тощо перед скидом.

При обробці вихлопних газів токсичні гази, такі як VCM (вінілхлорид), обробляються за допомогою адсорбції активованим вугіллям/глибокого холодного відновлення, каталітичного спалювання та лужного скрубера.

V. Блок-схема очищення стічних вод

Виробничі стічні води → Коагуляція та фільтрація → Видалення нафти та коагуляція → Гідролітичне підкислення → Анаеробне біохімічне очищення → Аеробне біохімічне очищення → Поглиблене очищення → Повторне використання або скидання