Tractament d'aigües residuals de licor mare de PVC

Solució de tractament d'aigües residuals de licor mare de PVC

La mida del mercat mundial de PVC va ser d'aproximadament 80.630 milions de dòlars EUA el 2023 i s'espera que creixi fins als 115.660 milions de dòlars EUA el 2028, amb una taxa de creixement anual composta d'uns 7,48%. Àsia és el mercat dominant, sent la Xina el major productor i consumidor.

El clorur de polivinil (PVC) és un plàstic d'ús general-important a causa de la seva excel·lent resistència química, propietats d'aïllament i avantatges de costos. S'utilitza àmpliament en camps com la construcció, els cables i cables elèctrics, la sanitat i l'embalatge. En els darrers anys, impulsat per les polítiques d'urbanització, construcció d'infraestructures i protecció del medi ambient, el mercat global del PVC ha mantingut una tendència de creixement estable. La Xina lidera el món en termes de capacitat de producció, producció i demanda, i té una influència significativa en el mercat global.

Cas del projecte

Visió general del projecte

• Cos principal: Shandong Xinlong Electrochemical Group (配套 per a una planta de PVC de 120.000 tones/any)
• Escala: Capacitat de processament dissenyada de 1600 m³/d, amb aproximadament 500.000 tones de licor mare processades anualment
• Antecedents: el licor mare original només es va reutilitzar parcialment i la majoria es va abocar. No només va incórrer en taxes de contaminació, sinó que també va malgastar recursos hídrics
• Objectiu: zero abocaments d'aigües residuals, amb l'efluent que compleix els estàndards de qualitat de l'aigua per a la producció de polimerització i aconsegueix la reutilització total

Característiques de la qualitat de l'aigua i procés de tractament

Característiques de la qualitat de l'aigua del licor mare (descàrrega de la secció centrífuga)

o Afluència: DQ ≈ 300–500 mg/L, SS alt, temperatura de l'aigua 45–55 graus, pH ≈ 5,5–6,5, B/C Menor o igual a 0,2 (poca biodegradabilitat), conté traces de PVA i mercuri

o Objectiu: DQO efluent Menor o igual a 50 mg/L, conductivitat Menor o igual a 500 μS/cm, terbolesa Inferior o igual a 5 NTU, complint amb els estàndards d'aigua recuperada industrial GB/T 19923-2005.

Flux del procés central (combinació personalitzada)

1. Pre-tractament: Reixa → Dipòsit d'equalització (homogeneïtzació i equalització, refredament per sota dels 35 graus) → Coagulació i sedimentació (eliminació de SS i col·loides)

2. Tractament bioquímic: Pre-oxidació de l'ozó (augment B/C a 0.35+) → Acidificació per hidròlisi (HRT=8h) → Oxidació per contacte (concentració de fangs 3,5–4,5 g/L) → Dipòsit de sedimentació secundari (eliminació de fangs bioquímics)

3. Tractament avançat: Filtració de sorra → Post-oxidació de l'ozó (DQO reduït a menys de 50 mg/L) → Carbó actiu biològic (BAC) → Intercanvi iònic (eliminació d'ions residuals) → Filtració de precisió (filtració de seguretat de 5μm)

4. Sistema de reutilització: Dipòsit d'emmagatzematge d'aigua produïda → Subministrament d'aigua de freqüència variable → Reutilització a la secció de polimerització (substitut d'aigua fresca pura)

III. Efecte del tractament i indicadors clau (dades d'operació estable)

Característiques tècniques i punts d'innovació:

1. Ozó - Sinèrgia bioquímica: la pre-oxidació de l'ozó millora la biodegradabilitat, mentre que el post-tractament amb ozó garanteix una DQO estable i compatible a l'efluent. La dosi d'ozó per tona d'aigua es controla a 15-20 mg/L, amb costos controlables.

2. Tractament avançat modular: La combinació BAC + intercanvi iònic garanteix que la qualitat de l'efluent és superior a la de l'aigua de l'aixeta, i es pot reutilitzar directament com a alimentació per al reactor de polimerització.

3. Recuperació d'energia tèrmica: utilitzant la calor residual del licor mare per preescalfar l'aigua d'alimentació bioquímica, reduint el consum d'energia del sistema aproximadament un 15%.

4. Disseny de descàrrega zero: després de deshidratar i assecar els fangs bioquímics, s'eliminen de manera coordinada, eliminant la contaminació secundària; l'aigua concentrada s'evapora i cristal·litza mitjançant MVR, i el residu de sal es recicla com a recurs.

II. Visió general dels clients per al tractament d'aigües residuals de licor mare de PVC

Les aigües residuals del licor mare de PVC provenen principalment del procés de separació centrífuga en el procés de producció de PVC. Es tracta d'un tipus d'aigües residuals industrials amb gran volum d'abocament, baix contingut orgànic però amb poca biodegradabilitat. A causa de polítiques de protecció mediambiental més estrictes i de la creixent demanda de conservació d'aigua i reducció d'energia per part de les empreses, cada vegada més empreses productores de PVC han començat a invertir en la construcció o millora de sistemes de reutilització d'aigües residuals de licor mare per tal d'aconseguir una descàrrega propera a -zero i la recuperació de recursos.

Imatge de la producció de PVC

III. Tractament d'aigües residuals de licor mare de PVC

Font d'aigües residuals

Font bàsica: el procés de separació centrífuga en la producció de resina de PVC genera aproximadament 3-5 tones d'aigua residual de licor mare per cada 1 tona de PVC produïda.

Fonts de composició específiques:

Partícules fines de PVC residuals (SS)

Monòmer de clorur de vinil sense reaccionar (VCM)

S'han afegit additius com ara dispersants (per exemple, PVA), iniciadors i terminadors

Una petita quantitat d'oligòmers i productes isòmers

Aquestes substàncies donen lloc a aigües residuals amb una concentració de DQO relativament baixa (generalment 100-400 mg/L), però amb una biodegradabilitat pobra i que contenen substàncies orgàniques difícils-de degradar (com l'alcohol polivinílic PVA), cosa que fa que el procés de tractament sigui més difícil.

Manejar el gràfic de comparació

IV. Flux de procés per al tractament d'aigües residuals de licor mare de PVC

Flux del procés de tractament d'aigües residuals líquides mare de PVC

Les aigües residuals líquides mare produïdes durant el procés de producció de PVC (clorur de polivinil) tenen característiques com ara una alta concentració de matèria orgànica, un alt contingut en sal i una dificultat de degradació. El flux del procés de tractament ha de combinar diverses etapes, com ara el pre-tractament, el tractament profund i la recuperació de recursos per aconseguir el compliment dels estàndards d'abocament o el reciclatge de recursos. A continuació es presenta una anàlisi del flux del procés de tractament d'aigües residuals líquides mare de PVC basat en els resultats de la cerca:

1) Fase de pre-tractament

El pre-tractament és el pas clau en el tractament d'aigües residuals líquides mare de PVC, amb l'objectiu d'eliminar partícules sòlides en suspensió, substàncies col·loïdals i alguns compostos orgànics solubles de les aigües residuals, creant les condicions per al tractament profund posterior.

1. Tractament pre-físic

Sedimentació per coagulació: mitjançant l'addició de coagulants (com ara PAC, PAM) i coagulants auxiliars, els sòlids en suspensió, col·loides (com el PVA) a les aigües residuals formen flocs i es precipiten, millorant la biodegradabilitat de les aigües residuals. Aquest mètode s'utilitza àmpliament en el tractament d'aigües residuals líquides mare centrífuga de PVC.

Filtrat: utilitzant filtres de sorra, filtres de disc, etc., per eliminar sòlids en suspensió residuals després del pre-tractament, garantint el funcionament estable dels sistemes de tractament posteriors (com ara ultrafiltració, osmosi inversa).

Pretractament químic

Desemulsificació i eliminació d'oli: per a les aigües residuals que contenen emulsionants, dispersants (com ara aigües residuals de resina de pasta de PVC), ajustant el pH i afegint desemulsionants especials, l'estat emulsionat s'interromp i s'eliminen les substàncies d'oli.

Pretractament d'oxidació avançat: utilitzant tecnologia fotoquímica d'oxidació avançada (com ara equips de degradació d'oxidació avançada ultraviolada), utilitzant radicals hidroxil (·OH) per oxidar i descompondre substàncies orgàniques difícils de--degradar (com ara PVA), millorant la biodegradabilitat de les aigües residuals.

2) Etapa de tractament profund

L'etapa de tractament profund està orientada principalment a l'alta concentració de matèria orgànica, contingut de sal i traces de contaminants que queden després del pre{0}}tractament, utilitzant tecnologies com ara el tractament biològic i la separació de membrana per purificar encara més la qualitat de l'aigua.

1. Tractament biològic

Procés combinat d'acidificació per hidròlisi-UASB-A/O-MBR:

Les aigües residuals orgàniques d'alta-concentració després de l'ajust s'introdueixen al dipòsit d'acidificació d'hidròlisi per millorar la biodegradabilitat, i després entren a l'UASB (llit de fangs anaeròbics de flux ascendent) per a una degradació anaeròbica eficient. L'efluent anaeròbic entra al sistema A/O (anòxic-aeròbic) per a l'eliminació de nitrogen i fòsfor, i finalment passa pel sistema MBR (bioreactor de membrana) per eliminar encara més la matèria orgànica i els sòlids en suspensió.

2. Tecnologia de separació de membrana

Sistema d'ultrafiltració - d'osmosi inversa (UF-RO):

Les aigües residuals pretractades són processades pel sistema d'ultrafiltració per eliminar partícules de PVC, iniciadors i altres impureses. A continuació, el filtrat entra al sistema d'osmosi inversa per eliminar encara més les sals i les substàncies orgàniques. L'aigua produïda es pot reutilitzar en el procés de producció, amb una taxa de reutilització superior al 70%. Aquest procés funciona a una temperatura física i constant, té un baix consum energètic i la qualitat de l'aigua tractada no presenta cap diferència significativa amb l'aigua dolça dessalada.

A la tecnologia patentada de Huaguo Yuhang, s'utilitzen membranes de carbur de silici de baixa -energia per filtrar les aigües residuals del licor mare, recuperar partícules de PVC i aconseguir la utilització dels recursos d'aigües residuals.

3. Tractament profund d'oxidació avançada

Oxidació de l'ozó/oxidació catalítica: després del tractament bioquímic, es duu a terme una degradació addicional de les substàncies orgàniques refractàries mitjançant l'oxidació de l'ozó o l'oxidació catalítica de l'ozó (catalitzador heterogeni) per garantir una DQO estable i compatible a l'efluent.

3). Ús de recursos i tractament terminal

1. Aprofitament dels recursos hídrics

Les aigües residuals després del tractament profund es poden filtrar mitjançant tecnologia de filtració de membrana (ultrafiltració + osmosi inversa) i EDI (electrodeionització) per complir amb els estàndards de qualitat de l'aigua per als processos de producció, i ser reutilitzades en processos com la neteja del reactor de polimerització i la refrigeració d'equips.

El sistema de circulació d'aigua de refrigeració aconsegueix una utilització eficient dels recursos hídrics afegint inhibidors de corrosió i tecnologies de descalcificació electròniques.

2. Descàrrega de compliment del terminal

Per a les aigües residuals que no es poden reutilitzar, després de ser tractades pels processos anteriors, cal eliminar encara més els contaminants residuals mitjançant un filtre biològic de carbó actiu per garantir el compliment dels indicadors DQO, DBO5, SS, etc. abans de l'abocament.

En el tractament dels gasos d'escapament, els gasos tòxics com el VCM (clorur de vinil) es tracten mitjançant adsorció de carbó actiu/recuperació profunda del fred, combustió catalítica i depurador alcali.

V. Diagrama de flux de tractament d'aigües residuals

Producció d'aigües residuals → Coagulació i filtració → Eliminació i coagulació d'oli → Acidificació hidrolítica → Tractament bioquímic anaeròbic → Tractament bioquímic aeròbic → Tractament avançat → Reutilització o descàrrega