母液水的處理和利用

1、母液水的處理和利用董前程關(guān)鍵詞PVC母液、COD處理、聚合反應(yīng)、綜合利用摘要懸浮法聚氯乙烯生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生大量離心母液，離心母液中含有大量PVA和部分殘留引發(fā)劑，C OD含量嚴(yán)重超出排放標(biāo)準(zhǔn)，而做好安全無(wú)污染排放既關(guān)系到無(wú)定河兩岸人民飲水安全問(wèn)題，又是金泰綜 合效益與社會(huì)經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展的具體體現(xiàn)。刖言在國(guó)民經(jīng)濟(jì)不斷富強(qiáng)的今天，人民對(duì)環(huán)境保護(hù)的需求是前所未有的，政府對(duì)環(huán)境保護(hù)的要求也越來(lái)越嚴(yán)格。 尤其聚氯乙烯生產(chǎn)是高能耗、高污染行業(yè)，如何做好三廢標(biāo)準(zhǔn)排放是金泰公司長(zhǎng)期而艱巨的任務(wù)，必須花 大力氣解決環(huán)保問(wèn)題，搞好清潔生產(chǎn)。工業(yè)三廢中的廢水嚴(yán)重影響著人民息息相關(guān)的生存環(huán)境，它具有影響時(shí)間長(zhǎng)，影響地域廣

2、，治理和控制難 度大等特點(diǎn)。對(duì)于懸浮法生產(chǎn)聚氯乙烯的企業(yè)來(lái)說(shuō)，如何做好廢水標(biāo)準(zhǔn)排放，保護(hù)水資源和回收再利用， 是企業(yè)增產(chǎn)增效、長(zhǎng)治久安的重要環(huán)保問(wèn)題。1.廢水的產(chǎn)生和控制聚合生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生大量廢水，其中COD含量為200mg/L以上，而母液中COD含量的多少與PVC聚 合所用原料及助劑關(guān)系極大，包括軟水和單體的質(zhì)量、分散劑、引發(fā)劑、終止劑、防粘釜?jiǎng)┑钠贩N和用量， 以及添加劑、消泡劑、阻聚劑用量等，所以聚合過(guò)程中，這些原料和助劑的合理比例使用是降低母液中C OD含量的有效措施。在保證安全和樹(shù)脂質(zhì)量的前提下，聚合助劑用量盡可能少；引發(fā)劑用量綜合考慮引發(fā)效率和反應(yīng)結(jié)束時(shí)的 殘留量；不同生產(chǎn)季節(jié)，聚合

3、綜合配方需要進(jìn)行調(diào)整等，這些將保證聚合廢水從源頭上最大程度減少COD 含量，同時(shí)對(duì)減少聚合成本也起到積極作用。針對(duì)這些特點(diǎn)，結(jié)合聚合本身工藝原理，聚氯乙烯分廠對(duì)PVC聚合一直做著積極努力，使得PVC產(chǎn)量、 質(zhì)量在不斷提高的同時(shí)，廢水也得到了聚合回用，產(chǎn)品成本大大降低。其中包括：.引發(fā)劑的復(fù)合使用，一改過(guò)去單一引發(fā)劑的聚合模式。單體聚合反應(yīng)依靠的是引發(fā)劑引發(fā)活性，不同的引發(fā)劑，其半衰期也與不同的聚合反應(yīng)溫度而不同，如果 相同溫度的聚合反應(yīng)，選用單一活性高的引發(fā)劑，會(huì)使得聚合反應(yīng)前期比較劇烈，不易控制，而到反應(yīng)后 期又會(huì)出現(xiàn)壓降速度慢等特點(diǎn)，使得反應(yīng)周期變長(zhǎng)；選用單一活性低一些的引發(fā)劑，將使得聚合

4、反應(yīng)前期 聚合速度慢，聚合后期出現(xiàn)壓力反翹，印發(fā)劑殘留高等特點(diǎn)，使得聚合綜合成本和廢水COD含量都會(huì)大 大提高，為此，分廠專門(mén)組織攻關(guān)小組與引發(fā)劑廠家協(xié)作，對(duì)聚合反應(yīng)體系進(jìn)行了大的調(diào)整，引進(jìn)了復(fù)合 式引發(fā)劑的反應(yīng)體系，聚合反應(yīng)放熱平穩(wěn)，引發(fā)劑殘留大大降低，終止劑用量減少，使得廢水COD含量 大大降低，母液水的處理難度降低，能夠很好的安全排放或回收利用。.引發(fā)劑和分散劑的具體使用，根據(jù)原料質(zhì)量和季節(jié)不同進(jìn)行合理匹配。懸浮聚合反應(yīng)中，分散劑起著保膠和分散單體液滴的作用，使得分散劑包裹住每一個(gè)氯乙烯液滴周圍，形 成保護(hù)層，避免液滴碰撞發(fā)生粘合現(xiàn)象，保證PVC的顆粒粒徑在規(guī)定范圍內(nèi)，顆粒形態(tài)類似棉花球

5、狀。在聚合反應(yīng)初期，即氯乙烯液滴形成期是分散劑大量消耗的過(guò)程，一半以上的分散劑被消耗掉，隨著反應(yīng) 的繼續(xù)進(jìn)行，氯乙烯小液滴本體聚合，PVC內(nèi)溶的氯乙烯被輔助分散劑擠出，并迅速形成液滴，這樣剩余 的分散劑被繼續(xù)消耗。但是聚合反應(yīng)受單體、純水的質(zhì)量以及聚合設(shè)備的影響很大，為了保證聚合反應(yīng)的 安全，通常分散劑的加入量都要加過(guò)一部分，這樣母液中就存在大量PVA有機(jī)物，需要經(jīng)過(guò)處理才能排放。 首先，利用PVA的濁點(diǎn)，在漿料汽提過(guò)程中，能把剩余的PVA進(jìn)行大量消耗，但是仍有部分PVA被離心 到母液中，金泰公司率先在懸浮聚合氯乙烯生產(chǎn)行業(yè)中，首家引進(jìn)上海凱膜反滲透技術(shù)，使母液經(jīng)過(guò)初步 沉淀，砂濾器過(guò)濾，然后

6、通過(guò)UF超濾，解決了母液安全排放問(wèn)題，并且UF超濾產(chǎn)水經(jīng)過(guò)反滲透處理后， 完全達(dá)到聚合軟水應(yīng)用的要求，RO處理產(chǎn)水經(jīng)過(guò)連續(xù)幾個(gè)月回用證明，巳經(jīng)為中國(guó)西部節(jié)約用水，變廢 為寶積累了寶貴的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)。其次，根據(jù)季節(jié)變化，聚氯乙烯生產(chǎn)對(duì)引發(fā)劑和分散劑進(jìn)行調(diào)整：夏季氣溫高，循環(huán)水溫度高，反應(yīng)熱移走困難，容易造成反應(yīng)失控的現(xiàn)象，針對(duì)這些特征，聚氯乙烯分廠 組織力量，在保證成品質(zhì)量的前提下，根據(jù)引發(fā)劑的實(shí)際用量，將主分散劑比例適當(dāng)加大，確保夏季生產(chǎn) 安全，基本做到消泡劑用量不增加、終止劑用量減少，把母液中COD含量控制在200mg/L以下；冬季 環(huán)境溫度低，循環(huán)水能夠滿足聚合使用，引發(fā)劑用量增加，分散劑也要

7、進(jìn)行比例匹配，做到阻聚劑、終止 劑、消泡劑用量不增加，最大程度控制母液COD含量，確保母液處理達(dá)到廢水排放標(biāo)準(zhǔn)。還有，氯乙烯單體、純水質(zhì)量好壞直接影響聚合反應(yīng)體系，會(huì)使母液COD含量大幅度提高。氯乙烯單體中低沸（乙炔）含量每增加200ppm,聚合度大約要降低50，需要通過(guò)降低聚合反應(yīng)溫度，才 能達(dá)到PVC成品的質(zhì)量要求，一般伴隨顆粒分布寬，白度下降，熱穩(wěn)定性下降等特征，使得漿料泡沫夾帶 增多，不利于汽提、干燥操作，使母液中PVC含量增多及消泡劑用量增加，造成母液COD含量大幅度提 高；另外單體中高沸含量過(guò)高直接影響PVC的熱穩(wěn)定性，增加歧化反應(yīng)，產(chǎn)生大量不飽和支鏈，使得成品 性能下降，分解產(chǎn)物

8、導(dǎo)致母液電導(dǎo)增加，所以氯乙烯單體質(zhì)量好壞對(duì)聚合反應(yīng)體系和母液的COD含量多 少影響極其重要。金泰公司合成工序是采用國(guó)內(nèi)成熟的河北工業(yè)大學(xué)設(shè)備研究所的精餾工藝，使VCM純度含量99.99%達(dá) 到以上，很好的解決了氯乙烯單體的質(zhì)量問(wèn)題。另外純水是懸浮聚合傳熱的載體，硬度過(guò)高，會(huì)影響產(chǎn)品的電絕緣性能及熱穩(wěn)定性，氯根過(guò)高，特別對(duì)聚 乙烯醇分散體系，易使顆粒變粗，影響產(chǎn)品的顆粒形態(tài)；PH值影響分散劑的穩(wěn)定性，較低或較高的PH值 都會(huì)引起聚乙烯醇的部分醇解，影響分散效果及顆粒形態(tài)，還會(huì)影響引發(fā)劑的分解速率，導(dǎo)致母液COD 增加。2.母液處理2.1上海凱膜反滲透制水工藝流程凱膜反滲透制水具體工藝流程如圖所示

9、。母液水處理利用流程圖根據(jù)以上圖示可以看出，懸浮聚合母液水經(jīng)過(guò)斜板沉降池初級(jí)沉淀，粒徑大于80pm固體顆粒被大量沉淀 下來(lái)，同時(shí)HCL、C2H3CL、NH3等易揮發(fā)物被蒸發(fā)掉，然后通過(guò)砂濾器過(guò)濾，大量PVA和小于80pm 的固體顆粒被進(jìn)一步沉淀過(guò)濾，在砂濾工序運(yùn)行期間通過(guò)定期氣洗、水洗，將沉淀、絮凝物質(zhì)清除干凈， 過(guò)濾后的母液進(jìn)入下一道工序-UF超濾系統(tǒng)。砂濾的母液進(jìn)入U(xiǎn)F膜超濾系統(tǒng)后，此時(shí)大于15pm的PVA等有機(jī)物被過(guò)濾干凈，另外在超濾工序系統(tǒng) 運(yùn)行過(guò)程中，需要強(qiáng)化加酸，將NH4+中和，保證水質(zhì)呈中性，并且為了保證UF膜良好的超濾效果，要 每間隔900S對(duì)UF進(jìn)行一次40C水反清洗，一周進(jìn)

10、行一次UF維護(hù)化學(xué)清洗。UF超濾產(chǎn)水經(jīng)過(guò)收集， 通過(guò)反滲透加壓泵P103打入RO反滲透系統(tǒng)。在反滲透系統(tǒng)中，小于15pm的有機(jī)物和無(wú)機(jī)物被凈化干凈，凈化的產(chǎn)水巳經(jīng)達(dá)到聚合用水需求，濃水達(dá) 到安全排放標(biāo)準(zhǔn)。2.2母液的綜合利用如何科學(xué)利用母液，節(jié)約水資源，金泰公司根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際，因地制宜，通過(guò)引進(jìn)反滲透技術(shù)，巳經(jīng)成功的 實(shí)現(xiàn)了母液水回收利用。表1是母液原水水質(zhì)分析數(shù)據(jù)，表2是母液反滲透水質(zhì)分析數(shù)據(jù)。表1母液原水水質(zhì)分析數(shù)據(jù)分析項(xiàng)目序號(hào)PH值電導(dǎo)率COD8.29 125.1 193.088.85 131.6 198.028.74 128.6 195.718.46 126.9 185.359.03 1

11、27.4 194.327.97 123.7 196.678.73 120.9 200.338.95 119.2 197.368.67 110.5 190.529.12 123.8 203.26表2 反滲透水質(zhì)分析數(shù)據(jù)分析項(xiàng)目序號(hào)PH值電導(dǎo)率COD7.46 9.61 2.677.25 10.16 2.146.87 9.51 1.806.72 9.61 2.046.89 8.63 1.966.85 7.70 2.556.55 8.27 2.776.67 9.69 2.516.71 9.63 2.527.15 9.92 1.90通過(guò)以上分析數(shù)據(jù)可以看到，母液水經(jīng)過(guò)反滲透，水質(zhì)得到很好的處理，水中的COD被凈化到小于10 m g/L，電導(dǎo)率達(dá)到10ps以下，PH值達(dá)到6.5-8.0,完全符合聚合用水的標(biāo)準(zhǔn)，并且經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的聚合回 用實(shí)踐證明，母液水回收利用是可行的，以懸浮聚合