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聚氯乙烯離心母液的雙膜法處理及回用

來(lái)源：塑膠五金網(wǎng)發(fā)布時(shí)間：2015-01-20 13:57:19點(diǎn)擊率：

　　1· PVC 離心母液回收項(xiàng)目技術(shù)內(nèi)容

　　寧夏英力特化工股份有限公司PVC 生產(chǎn)規(guī)模為10 萬(wàn)t/a。在懸浮法PVC 生產(chǎn)過(guò)程中， 為了保證PVC 生產(chǎn)的正常進(jìn)行，通?？刂芕CM/H2O=1.0∶1.1～1.0∶1.6。因此，在VCM 聚合過(guò)程中要消耗一定量脫鹽水。同時(shí)，在PVC 料漿離心過(guò)程中產(chǎn)生大量的難生物降解的有機(jī)廢水， 廢水主要污染物為細(xì)小顆粒的PVC，以懸浮物形式存在，其他少量的VCM 單體和少量殘留助劑是廢水中COD 的主要來(lái)源。PVC生產(chǎn)工藝要求參與聚合的水質(zhì)為脫鹽水， 所產(chǎn)生的離心母液廢水也近似于含雜質(zhì)的軟化水， 其特點(diǎn)是溫度、濁度和顆粒度高，硬度、氯根低，不同于常見(jiàn)的有機(jī)廢水。PVC 離心母液水質(zhì)數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。

　　傳統(tǒng)工藝流程是物化處理和生化處理相結(jié)合的廢水處理工藝。通過(guò)傳統(tǒng)的自然沉降法與加藥絮凝沉降法相結(jié)合，去除廢水中的懸浮物之后，對(duì)于水中可溶性的分散劑、引發(fā)劑、中止劑及其他產(chǎn)生COD的助劑采用微濾方式除去， 但是存在著溶解的有機(jī)藥劑無(wú)法去除的問(wèn)題。如此處理的水因含有溶解的添加劑及有機(jī)物而無(wú)法回用于聚合工段， 多只能降級(jí)使用，浪費(fèi)了水資源。

　　根據(jù)廢水的特點(diǎn)， 該公司采用新加坡凱膜過(guò)濾技術(shù)(上海)有限公司 研發(fā)的雙膜(超濾+反滲透)過(guò)濾技術(shù)處理離心母液。該技術(shù)在陜西金泰成功工業(yè)化運(yùn)用的基礎(chǔ)上通過(guò)一系列的中試試驗(yàn)， 進(jìn)行優(yōu)化后找出了適合PVC 離心母液分離的 膜元件和相關(guān)操作工藝參數(shù)。

　　膜分離的基本原理是以壓力為推動(dòng)力，對(duì)PVC離心母液進(jìn)行分離。在壓差作用下， 大于膜孔徑的PVC 顆粒、殘留的VCM 單體、殘留的少量引發(fā)劑和分散劑等懸浮物及大分子有機(jī)物等被截留到第1 級(jí)和第2 級(jí)濾膜上， 而分子量小的水透過(guò)膜進(jìn)入濾出液中。由于PVC 生產(chǎn)工藝中的用水是經(jīng)過(guò)軟化的去離子水， 在生產(chǎn)過(guò)程中沒(méi)有添加任何其他的鹽類雜質(zhì)，只要將PVC、VCM 和少量分散劑、引發(fā)劑等去除后，回收水就直接可以回用。

　　新加坡凱膜過(guò)濾技術(shù)(上海)有限公司的雙膜處理離心母液技術(shù)的特點(diǎn)如下：

　　(1)針對(duì)離心母液濁度高的特點(diǎn)，選用擁有專利的超濾膜產(chǎn)品， 采用外壓式的方式， 消除了傳統(tǒng)內(nèi)壓式超濾膜致命的堵膜問(wèn)題， 用一步式的方法將母液中的PVC 產(chǎn)品回收;

　　(2)工藝技術(shù)及設(shè)備先進(jìn)、處理效果較穩(wěn)定，保證出水穩(wěn)定地達(dá)到規(guī)定的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)， 以便直接回用到生產(chǎn)裝置中;

　　(3)工藝簡(jiǎn)單，易于操作便于管理，占地少，運(yùn)行費(fèi)用低;

　　(4)運(yùn)行管理方便，運(yùn)轉(zhuǎn)靈活，對(duì)水量和水質(zhì)變化的適應(yīng)性強(qiáng);

　　(5)便于實(shí)現(xiàn)工藝過(guò)程的自動(dòng)控制，提高管理水平，降低勞動(dòng)強(qiáng)度和人工費(fèi)用;

　　(6)效率高，廢物排放量少，在減少環(huán)境污染同時(shí)，節(jié)約大量水資源;

　　(7)過(guò)濾后產(chǎn)生的小部分濃縮液更適合生化處理;

　　(8)出水水質(zhì)可以滿足PVC 聚合工藝水水質(zhì)要求，節(jié)省了脫鹽水;

　　(9) 能夠根據(jù)聚合釜型和聚合反應(yīng)分散體系的特點(diǎn)，選用合適的專業(yè)膜技術(shù)，工藝技術(shù)，可保證穩(wěn)定的處理效果，保證出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)。

　　2 ·工藝流程簡(jiǎn)述

　　根據(jù)離心母液廢水水質(zhì)和聚合反應(yīng)水質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)， 凱膜公司設(shè)計(jì)的離心母液廢水處理和回用工藝流程如圖1所示。

　　PVC 母液經(jīng)離心分離收集后，首先經(jīng)過(guò)降溫均和，去除廢水中易揮發(fā)組分同時(shí)均衡廢水水量水質(zhì)，經(jīng)換熱器降溫保證進(jìn)膜溫度適宜。廢水經(jīng)機(jī)械過(guò)濾器去除50～100 μm 大顆粒物和異物后，由超濾進(jìn)水泵送進(jìn)入超濾膜系統(tǒng)。

　　2.1 超濾系統(tǒng)

　　在一定壓力作用下， 廢水中大于超濾膜孔徑的大分子物質(zhì)，包括PVC、VCM、分散劑和引發(fā)劑等，都被膜強(qiáng)制截留，而小分子量有機(jī)物及水則透過(guò)膜，進(jìn)一步降低了水中有機(jī)物及離子。超濾濃液回到系統(tǒng)，對(duì)濃液中的PVC 作進(jìn)一步的回收。

　　2.2 抗污染反滲透系統(tǒng)

　　超濾后的清液進(jìn)一步用泵打入反滲透系統(tǒng)，脫除98%以上的鹽分及大部分有機(jī)物。由于PVC 聚合工藝采用的水是經(jīng)過(guò)處理后的去離子軟化水， 離子含量不高，因此，經(jīng)過(guò)超濾及反滲透系統(tǒng)，水質(zhì)就能回用至聚合工藝用水。濃水可用于初次沖釜。

　　3 ·雙膜法工藝技術(shù)特點(diǎn)

　　3.1 預(yù)處理

　　根據(jù)本項(xiàng)目原水中固體含量高，水質(zhì)不穩(wěn)定的特點(diǎn)， 本技術(shù)選用冷卻系統(tǒng)調(diào)節(jié)沉清+機(jī)械過(guò)濾器作為系統(tǒng)預(yù)處理。預(yù)處理工藝是本系統(tǒng)成功的重點(diǎn)。針對(duì)離心母液的特點(diǎn)專門設(shè)計(jì)了預(yù)處理工藝，適量降低母液溫度消除了離心母液中對(duì)膜不利的因素，確保了后續(xù)的超濾、反滲透能長(zhǎng)時(shí)間、高效率工作。

　　3.2 膜過(guò)濾裝置

　　膜分離工藝中，PVC 離心分離母液用膜的選擇主要根據(jù)PVC 顆粒分布和PVC 聚合過(guò)程中顆粒大小變化特征來(lái)選用， 以此來(lái)選擇能夠使出水滿足PVC 工藝水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的 合適的膜分離技術(shù)。膜分離技術(shù)的主要設(shè)計(jì)參數(shù)見(jiàn)表2。

　　3.2.1 超濾裝置

　　超濾系統(tǒng)主要去除水中的懸浮物、膠體、色度、濁度、有機(jī)物等妨礙后續(xù)反滲透運(yùn)行的雜質(zhì)。超濾膜分離技術(shù)具有占地面積小、出水水質(zhì)好、自動(dòng)化程度高等特點(diǎn)。超濾膜材質(zhì)為聚醚砜。

　　本裝置中超濾裝置采用凱膜公司生產(chǎn)的專利產(chǎn)品Kristal-PVC 超濾膜，外壓操作、錯(cuò)流過(guò)濾、頻繁反洗的全自動(dòng)連續(xù)運(yùn)行方式。Kristal-PVC 的小分子量超濾膜采用先進(jìn)的雙皮層設(shè)計(jì)， 不但能進(jìn)行外壓式操作，而且能進(jìn)行內(nèi)壓式操作，從而使其應(yīng)用領(lǐng)域得到大大的拓展。和其他傳統(tǒng)的單皮層結(jié)構(gòu)的超濾膜相比，該超濾膜不但在物理結(jié)構(gòu)上強(qiáng)度更高，耐受化學(xué)物質(zhì)能力更好，使用壽命更長(zhǎng)，而且還能顯著降低更換膜的費(fèi)用，以及使用時(shí)的運(yùn)行費(fèi)用。超濾裝置采用外壓式操作，可降低膜內(nèi)發(fā)生堵塞的幾率，處理過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)頻繁中斷的現(xiàn)象， 系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性更好， 適于離心母液的復(fù)雜環(huán)境。系統(tǒng)采用PLC 全自動(dòng)控制，和反滲透共用一套化學(xué)清洗系統(tǒng)。

　　其特點(diǎn)如下：

　　(1)小分子量的Kristal-PVC 超濾膜(0.01 μm，35 000 截留分子量)，對(duì)難降解的大分子有機(jī)物起到了有效的截留;

　　(2)小分子量的Kristal-PVC 超濾膜，有效地截留顆粒、膠體、病毒、細(xì)菌、病原微生物和一些可溶性大分子物質(zhì)，是同類產(chǎn)品中過(guò)濾精度 的，對(duì)第二級(jí)RO 膜起到了保護(hù)，使進(jìn)入RO 水質(zhì)中的SDI<2，大大延長(zhǎng)了RO 膜的清洗周期， 提高了RO 膜的使用效率和壽命;

　　(3)擁有獨(dú)特結(jié)構(gòu)的雙皮層膜和軟性的封裝連接，大大提高了膜的強(qiáng)度和可靠性;

　　(4)超濾膜適合于撓性的反清洗，抗污染性遠(yuǎn)遠(yuǎn)強(qiáng)于傳統(tǒng)膜; 獨(dú)到的設(shè)計(jì)和反洗系統(tǒng)很好地解決了化學(xué)清洗頻繁的問(wèn)題。

　　3.2.2 反滲透裝置

　　反滲透設(shè)備是本工藝中的關(guān)鍵設(shè)備， 為了保證反滲透設(shè)備的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行， 選擇了特制的性能優(yōu)越的抗污染反滲透膜組件HY400-D。

　　HY400-D 膜元件采用了專有抗污染膜技術(shù)進(jìn)行化學(xué)及物理改性，專門針對(duì)有較嚴(yán)格的預(yù)處理，但原水仍富含生物和有機(jī)物等污染物的應(yīng)用領(lǐng)域，表現(xiàn)出了 的抗污染能力和可清洗特性。HY400-D己在使用中顯示出了 的抗污染能力和系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。

　　HY400-D 膜元件具有如下特點(diǎn)：

　　(1)有效膜面積大，在不提高運(yùn)行通量的前提下，獲得更高的產(chǎn)水量;

　　(2)高脫鹽率的HY400-D 膜是世界上清洗pH范圍 寬(1~12)的膜元件，能對(duì)無(wú)機(jī)鹽垢、有機(jī)物和微生物實(shí)現(xiàn)有效地清洗;

　　(3)全自動(dòng)、精確的制造技術(shù)，采用了縮短膜片長(zhǎng)度，增加膜葉數(shù)的先進(jìn)結(jié)構(gòu)， 地提高了膜效率;

　　(4) 膜片表面平整技術(shù)保證污染物不會(huì)停留在膜內(nèi)部，降低污染風(fēng)險(xiǎn);

　　(5)多層復(fù)合膜加入了抗污染層，有效地延長(zhǎng)了膜的清洗周期。

　　上述特征使RO 在處理高污染水源時(shí)可以獲得長(zhǎng)期的經(jīng)濟(jì)性和 大的無(wú)故障操作。

　　根據(jù)源水水質(zhì)情況， 反滲透設(shè)備采用一級(jí)二段設(shè)計(jì)，回收率≥75%。其中，膜組件分別裝在壓力容器中。反滲透設(shè)備的脫鹽率大于97%。

　　3.2.3 濃縮液處理

　　對(duì)于占有整個(gè)水量30%左右的濃縮液，如果單純地排放會(huì)對(duì)環(huán)境造成影響， 同時(shí)浪費(fèi)了大部分可再回用的水。

　　把濃縮液分為2 個(gè)部分： 超濾系統(tǒng)濃縮液，占10%左右;反滲透系統(tǒng)濃縮液，占20%左右。對(duì)于反滲透系統(tǒng)濃縮液， 由于其不含顆粒，濁度<1 NTU，完全能夠作為 次沖釜水使用

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