PVC matična tekućina za obradu otpadnih voda

PVC matična otopina za pročišćavanje otpadnih voda

Veličina globalnog tržišta PVC-a iznosila je približno 80,63 milijarde američkih dolara 2023., a očekuje se da će porasti na 115,66 milijardi američkih dolara do 2028., sa ukupnom godišnjom stopom rasta od oko 7,48%. Azija je dominantno tržište, a Kina je najveći proizvođač i potrošač.

Polivinil klorid (PVC) važna je plastika opće namjene zbog svoje izvrsne kemijske otpornosti, izolacijskih svojstava i povoljnih troškova. Naširoko se koristi u područjima kao što su građevinarstvo, električne žice i kabeli, zdravstvena njega i pakiranje. Posljednjih godina, potaknuto urbanizacijom, izgradnjom infrastrukture i politikama zaštite okoliša, globalno PVC tržište zadržalo je stabilan trend rasta. Kina je vodeća u svijetu po proizvodnom kapacitetu, proizvodnji i potražnji te ima značajan utjecaj na globalnom tržištu.

Projektni slučaj

Pregled projekta

• Glavno tijelo: Shandong Xinlong Electrochemical Group (配套 za tvornicu PVC-a od 120 000 tona godišnje)
• Mjerilo: Projektirani kapacitet prerade od 1600 m³/d, s približno 500.000 tona matične tekućine koja se obrađuje godišnje
• Pozadina: Izvorna matična tekućina samo je djelomično ponovno korištena, a većina je ispuštena. Ne samo da je naplaćivao naknade za onečišćenje, već je i uzalud trošio vodne resurse
• Cilj: Nulto ispuštanje otpadnih voda, s efluentom koji zadovoljava standarde kvalitete vode za proizvodnju polimerizacije i postizanje pune ponovne uporabe

Karakteristike kvalitete vode i postupak obrade

Karakteristike kvalitete vode matične lužnice (ispust iz centrifugalne sekcije)

o Dotok: COD ≈ 300–500 mg/L, visoka SS, temperatura vode 45–55 stupnjeva, pH ≈ 5,5–6,5, B/C manji ili jednak 0,2 (slaba biorazgradivost), sadrži PVA i živu u tragovima

o Cilj: KPK u efluentu manji ili jednak 50 mg/L, vodljivost manji ili jednak 500 μS/cm, zamućenost manji ili jednak 5 NTU, ispunjavanje standarda industrijske otpadne vode GB/T 19923-2005.

Tijek temeljnog procesa (prilagođena kombinacija)

1. Pred-tretman: Rešetka → Spremnik za izjednačavanje (homogenizacija i izjednačavanje, hlađenje ispod 35 stupnjeva) → Koagulacija i sedimentacija (uklanjanje SS-a i koloida)

2. Biokemijska obrada: Pred-ozonska oksidacija (povećanje B/C na 0.35+) → Hidrolizna acidifikacija (HRT=8h) → Kontaktna oksidacija (koncentracija mulja 3,5–4,5 g/L) → Sekundarni taložnik (uklanjanje biokemijskog mulja)

3. Napredni tretman: Pješčana filtracija → Post-ozonska oksidacija (KPK smanjen na ispod 50mg/L) → Biološki aktivni ugljen (BAC) → Ionska izmjena (uklanjanje zaostalih iona) → Precizna filtracija (sigurnosna filtracija od 5 μm)

4. Sustav ponovne upotrebe: Spremnik za skladištenje proizvedene vode → Opskrba vodom s promjenjivom frekvencijom → Ponovno korištenje u odjeljku za polimerizaciju (zamjena za svježu čistu vodu)

III. Učinak liječenja i ključni pokazatelji (podaci o stabilnom radu)

Tehničke značajke i točke inovacije:

1. Ozon - Biokemijska sinergija: Pre-oksidacija ozona poboljšava biorazgradljivost, dok post-tretman ozonom osigurava stabilan i usklađen COD u efluentu. Doziranje ozona po toni vode je kontrolirano na 15-20 mg/L, s kontroliranim troškovima.

2. Modularna napredna obrada: kombinacija BAC + ionske izmjene osigurava da je kvaliteta otpadne vode bolja od one vode iz slavine i može se izravno ponovno koristiti kao napajanje za polimerizacijski reaktor.

3. Povrat toplinske energije: Korištenje preostale topline matične tekućine za predgrijavanje biokemijske napojne vode, smanjujući potrošnju energije sustava za približno 15%.

4. Dizajn nultog ispuštanja: Nakon što se biokemijski mulj odvodi i osuši, odlaže se na koordiniran način, eliminirajući sekundarno onečišćenje; koncentrirana voda se isparava i kristalizira korištenjem MVR-a, a ostatak soli se u skladu s propisima reciklira kao resurs.

II. Pregled kupaca za obradu otpadnih voda matične tekućine od PVC-a

Otpadne vode od PVC matične tekućine uglavnom potječu iz procesa centrifugalnog odvajanja u procesu proizvodnje PVC-a. To je tip industrijske otpadne vode s velikim volumenom ispuštanja, niskim udjelom organskih tvari, ali slabom biorazgradljivošću. Zbog strožih politika zaštite okoliša i sve veće potražnje poduzeća za očuvanjem vode i smanjenjem energije, sve više poduzeća za proizvodnju PVC-a počelo je ulagati u izgradnju ili nadogradnju sustava za ponovnu upotrebu otpadnih voda matične tekućine kako bi se postiglo gotovo-nulto ispuštanje i oporavak resursa.

Slika proizvodnje PVC-a

III. Obrada otpadne vode matične tekućine od PVC-a

Izvor otpadnih voda

Osnovni izvor: Proces centrifugalnog odvajanja u proizvodnji PVC smole stvara približno 3-5 tona otpadne vode matične tekućine za svaku 1 tonu proizvedenog PVC-a.

Specifični izvori sastava:

Zaostale fine čestice PVC-a (SS)

Nereagirani monomer vinil klorida (VCM)

Dodani aditivi kao što su disperzanti (npr. PVA), inicijatori i terminatori

Mala količina oligomera i izomernih proizvoda

Te tvari rezultiraju otpadnom vodom s relativno niskom koncentracijom KPK (općenito 100-400 mg/L), ali slabom biorazgradljivošću i sadržajem teško-razgradivih organskih tvari (kao što je polivinil alkohol PVA), što čini proces obrade još izazovnijim.

Rukujte usporednom tablicom

IV. Tok procesa za obradu otpadne vode od PVC matične tekućine

Tijek procesa obrade otpadne vode matične tekućine PVC

Matična tekuća otpadna voda proizvedena tijekom procesa proizvodnje PVC-a (polivinil klorida) ima karakteristike kao što su visoka koncentracija organske tvari, visok sadržaj soli i poteškoće u razgradnji. Tijek procesa obrade treba kombinirati višestruke faze uključujući pred-tretman, duboku obradu i oporavak resursa kako bi se postigla usklađenost sa standardima ispuštanja ili recikliranje resursa. Slijedi analiza toka procesa obrade otpadne vode matične tekućine PVC-a na temelju rezultata pretraživanja:

1) -Stadij prije liječenja

Pred{0}}tretman je ključni korak u pročišćavanju otpadne vode od matične tekućine PVC-a, s ciljem uklanjanja suspendiranih čvrstih tvari velikih čestica, koloidnih tvari i nekih topljivih organskih spojeva iz otpadne vode, stvarajući uvjete za kasniju duboku obradu.

1. Fizička pred-tretman

Koagulacijska sedimentacija: Dodavanjem koagulansa (kao što je PAC, PAM) i pomoćnih sredstava za zgrušavanje, suspendirane krute tvari, koloidi (kao što je PVA) u otpadnoj vodi stvaraju flokule i talože se, poboljšavajući biorazgradivost otpadne vode. Ova metoda se naširoko koristi u PVC centrifugalnoj pročišćavanju matične tekućine otpadnih voda.

Filtriranje: Korištenje pješčanih filtara, disk filtara itd. za uklanjanje zaostalih suspendiranih krutih tvari nakon pred-obrade, osiguravajući stabilan rad naknadnih sustava za obradu (kao što su ultrafiltracija, reverzna osmoza).

Kemijska pret{0}}tretman

Deemulzifikacija i uklanjanje ulja: Za otpadnu vodu koja sadrži emulgatore, disperzante (kao što je otpadna voda od smole PVC paste), podešavanjem pH i dodavanjem posebnih deemulgatora, emulgirano stanje se narušava, a uljne tvari se uklanjaju.

Napredna oksidacijska pred-obrada: korištenje fotokemijske napredne oksidacijske tehnologije (kao što je ultraljubičasta oprema za naprednu oksidacijsku razgradnju), korištenje hidroksilnih radikala (·OH) za oksidaciju i razgradnju teško{1}}razgradivih-organskih tvari (kao što je PVA), poboljšavajući biorazgradivost otpadne vode.

2) Faza dubokog tretmana

Faza dubokog pročišćavanja uglavnom cilja na visoku koncentraciju organske tvari, sadržaja soli i zagađivača u tragovima preostalih nakon pred-obrade, koristeći tehnologije kao što su biološka obrada i membransko odvajanje za daljnje pročišćavanje kvalitete vode.

1. Biološki tretman

Kiseljenje hidrolizom-UASB-A/O-MBR kombinirani postupak:

Visoko{0}}koncentrirana organska otpadna voda nakon prilagodbe uvodi se u spremnik za zakiseljavanje hidrolize kako bi se poboljšala biorazgradivost, zatim ulazi u UASB (uzlazni anaerobni sloj mulja) za učinkovitu anaerobnu razgradnju. Anaerobni efluent ulazi u A/O (anoksični-aerobni) sustav za uklanjanje dušika i fosfora i konačno prolazi kroz MBR (membranski bioreaktor) sustav za daljnje uklanjanje organske tvari i suspendiranih krutih tvari.

2. Tehnologija odvajanja membrane

Sustav ultrafiltracije - reverzne osmoze (UF-RO):

Prethodno pročišćena otpadna voda obrađuje se sustavom ultrafiltracije kako bi se uklonile čestice PVC-a, inicijatora i drugih nečistoća. Filtrat zatim ulazi u sustav reverzne osmoze za daljnje uklanjanje soli i organskih tvari. Proizvedena voda može se ponovno koristiti u proizvodnom procesu, sa stopom ponovne upotrebe od preko 70%. Ovaj proces radi na fizičkoj i konstantnoj temperaturi, ima nisku potrošnju energije, a kvaliteta pročišćene vode ne pokazuje značajne razlike u odnosu na svježu odsoljenu vodu.

U patentiranoj tehnologiji Huaguo Yuhanga, nisko{0}}energetske membrane od silicij karbida koriste se za filtriranje otpadne vode matične tekućine, obnavljanje čestica PVC-a i postizanje iskorištenja resursa otpadne vode.

3. Napredni dubinski tretman oksidacijom

Oksidacija ozona/katalitička oksidacija: Nakon biokemijske obrade, daljnja razgradnja vatrostalnih organskih tvari provodi se oksidacijom ozona ili katalitičkom oksidacijom ozona (heterogeni katalizator) kako bi se osigurao stabilan i usklađen COD u efluentu.

3). Korištenje resursa i terminalni tretman

1. Korištenje vodnih resursa

Otpadne vode nakon dubinske obrade mogu se filtrirati membranskom filtracijom (ultrafiltracija + reverzna osmoza) i EDI (elektrodeionizacija) tehnologijom kako bi zadovoljile standarde kvalitete vode za proizvodne procese, te se ponovno upotrijebile u procesima kao što su čišćenje polimerizacijskog reaktora i hlađenje opreme.

Sustav cirkulacije rashladne vode postiže učinkovito korištenje vodnih resursa dodavanjem inhibitora korozije i elektronskih tehnologija za uklanjanje kamenca.

2. Otkaz usklađenosti terminala

Za otpadnu vodu koja se ne može ponovno upotrijebiti, nakon obrade gore navedenim procesima, potrebno ju je dodatno ukloniti od zaostalih onečišćujućih tvari kroz biološki filtar s aktivnim ugljenom kako bi se osigurala usklađenost s KPK, BPK5, SS itd. pokazateljima prije ispuštanja.

U obradi ispušnih plinova, otrovni plinovi kao što je VCM (vinil klorid) tretiraju se adsorpcijom aktivnim ugljenom/dubokom hladnom rekuperacijom, katalitičkim izgaranjem i alkalnim pročišćivačem.

V. Dijagram toka pročišćavanja otpadnih voda

Otpadne vode iz proizvodnje → Koagulacija i filtracija → Uklanjanje ulja i koagulacija → Hidrolitičko zakiseljavanje → Anaerobna biokemijska obrada → Aerobna biokemijska obrada → Napredna obrada → Ponovna uporaba ili ispuštanje