负压气提脱析技术在PVC专用树脂离心母液水预处理中的应用探讨

2014-05-06新疆石河子中发化工有限责任公司石河子市832000张永慧耿丽平

石河子科技 2014年1期

（新疆石河子中发化工有限责任公司，石河子市，832000）张永慧耿丽平

在市场对PVC生产企业的产品结构提出加快特种、专用树脂开发和生产的新要求的大形势下，为了提高企业市场竞争力和生存能力，发展聚氯乙烯专用树脂，满足市场对聚氯乙烯的多元化需求势在必行[1,2]。专用树脂生产过程中会产生大量富含有机物的聚合母液废水，如何合理利用聚合母液水，将工业废水变废为宝，提高水资源的综合利用率，降低水的消耗成本，已经成为制约当前聚氯乙烯专用树脂发展的重要因素。聚氯乙烯专用树脂母液水含有难以生化降解的高分子物质，现有的工业废水处理工艺无法满足环保达标排放要求，限制了聚氯乙烯专用树脂健康可持续发展，成为聚氯乙烯专用树脂生产企业的发展瓶颈[3]。

1 专用树脂母液水水质特征[4]

1）水量大，每吨专用树脂产生5～7m3工业废水；

2）硬度、氯根低，聚合生产用水为去离子水，聚合过程中也没有增加水质硬度的环节，其硬度和含盐均较低；

3）有机物难降解，主要包括来自专用树脂聚生产原料和所选用的助剂，生产原料有醋酸乙烯酯、丙烯酸酯等，常用的助剂有主分散剂(水溶性有机高分子物质，如聚乙烯醇)、助分散剂(表面活性剂)、引发剂(如偶氮化合物或过氧化物)、消泡剂(如聚醚类)、缓冲剂(如碳酸氢铵、磷酸三钙)、终止剂(如双酚A、丙酮缩氨基硫尿)等，这些物质具有一定的毒性和难生物降解性；

4）浊度高，聚氯乙烯专用树脂离心母液水中悬浮物和单体含量较高，其悬浮物（SS）质量浓度为200～400mg/L；

5）有机物浓度较高，COD质量浓度一般在400～1500mg/L；

6）热量高，温度一般在60℃左右。

2 专用树脂母液水预处理

废水的可生化性也称废水的生物可降解性,即废水中有机污染物被生物降解的难易程度，是废水的重要特性之一[5]。BOD5/COD比值法是最经典、也是目前最为常用的一种评价废水可生化性的水质指标评价法[6]。传统观点认为BOD5/COD,即B/C体现了废水中可生物降解的有机污染物占有机污染物总量的比，目前普遍认为,B/C＜0.3的废水属于难生物降解废水，而B/C＞0.3的废水属于可生物降解废水[7,8]。专用树脂母液水的预处理可有效降低其COD值，提高其B/C值，对专用树脂母液水处理技术的选择、生化处理工段进水量确定、有机负荷等重要工艺参数具有重要的意义。

2.1 负压气提脱析技术

由于离心母液中含有部分甲醇等低沸点的可挥发性有机物，它们与水能形成均相混合物，常态下两者不容易分离[9]。负压汽提，即将带有有机挥发物的专用树脂母液水抽至压缩系统，并保持塔内为负压，利用汽提塔中高温水蒸气带出离心母液中的甲醇等有机物。采用负压技术通过充分的气液

传质过程，使废水中的有机物穿过气液界面，向气相转移，从而达到脱除有机物的目的，有效地降低COD值，实现有机物的回收，降低微生物的降解难度与负荷，同时还可以降低能耗和运行成本，实现资源利用最大化和节能减排的环保目标。

表负压值控制对预处理效果的影响

2.2 预处理工艺流程

专用树脂母液水经沉降池初步沉降并加入母液水水质调节助剂后[10]，由进水管进入汽提塔内，塔底通入蒸汽，由回收及真空系统保持塔内为负压，通过充分的气液传质过程，使专用树脂母液水中的有机物穿过气液界面，向气相转移，利用汽提塔中高温水蒸气带出母液中的部分有机物，有效地降低母液水COD值，提高其可生化性，降低后续生化处理中微生物的降解难度与负荷，同时降低能耗和运行成本，实现资源利用最大化和节能减排的环保目标。塔顶蒸汽经冷凝回收，塔底负压汽提后的母液水可进行后续降解处理。负压气提脱析母液水预处理工艺流程见图1。

图1 负压气提脱析母液水预处理工艺流程

3 试验结果与分析

试验分别考察了负压值为30kPa、40kPa、45kPa、50kPa、55kPa、60kPa时，母液水的预处理效果情况，见表1。

试验结果表明，负压气提脱析技术在PVC专用树脂母液水预处理中的应用，可有效降低其COD值，提高母液水B/C值，为母液水后续的生化处理部分提供保障。在该预处理工艺中，负压值控制对母液水BOD5、COD值影响较大，进而影响可生化性。负压值在30～45kPa范围内，母液水B/C值基本在0.3以下，属于难生化处理母液水；负压值在50kPa以上，母液水B/C值基本处于0.3以上，属于可生化母液水；而负压值在55kPa以上，经预处理后的母液水COD值下降效果不明显，故得出最佳负压值控制范围为50～55kPa。