負(fù)壓氣提脫析技術(shù)在PVC專用樹脂離心母液水預(yù)處理中的應(yīng)用探討

（新疆石河子中發(fā)化工有限責(zé)任公司，石河子市，832000） 張永慧 耿麗平

在市場對PVC生產(chǎn)企業(yè)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)提出加快特種、專用樹脂開發(fā)和生產(chǎn)的新要求的大形勢下，為了提高企業(yè)市場競爭力和生存能力，發(fā)展聚氯乙烯專用樹脂，滿足市場對聚氯乙烯的多元化需求勢在必行[1,2]。專用樹脂生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生大量富含有機(jī)物的聚合母液廢水，如何合理利用聚合母液水，將工業(yè)廢水變廢為寶，提高水資源的綜合利用率，降低水的消耗成本，已經(jīng)成為制約當(dāng)前聚氯乙烯專用樹脂發(fā)展的重要因素。聚氯乙烯專用樹脂母液水含有難以生化降解的高分子物質(zhì)，現(xiàn)有的工業(yè)廢水處理工藝無法滿足環(huán)保達(dá)標(biāo)排放要求，限制了聚氯乙烯專用樹脂健康可持續(xù)發(fā)展，成為聚氯乙烯專用樹脂生產(chǎn)企業(yè)的發(fā)展瓶頸[3]。

1 專用樹脂母液水水質(zhì)特征[4]

1）水量大，每噸專用樹脂產(chǎn)生5～7m3工業(yè)廢水；

2）硬度、氯根低，聚合生產(chǎn)用水為去離子水，聚合過程中也沒有增加水質(zhì)硬度的環(huán)節(jié)，其硬度和含鹽均較低；

3）有機(jī)物難降解，主要包括來自專用樹脂聚生產(chǎn)原料和所選用的助劑，生產(chǎn)原料有醋酸乙烯酯、丙烯酸酯等，常用的助劑有主分散劑(水溶性有機(jī)高分子物質(zhì)，如聚乙烯醇)、助分散劑(表面活性劑)、引發(fā)劑(如偶氮化合物或過氧化物)、消泡劑(如聚醚類)、緩沖劑(如碳酸氫銨、磷酸三鈣)、終止劑(如雙酚A、丙酮縮氨基硫尿)等，這些物質(zhì)具有一定的毒性和難生物降解性；

4）濁度高，聚氯乙烯專用樹脂離心母液水中懸浮物和單體含量較高，其懸浮物（SS）質(zhì)量濃度為200～400mg/L；

5）有機(jī)物濃度較高，COD質(zhì)量濃度一般在400～1500mg/L；

6）熱量高，溫度一般在60℃左右。

2 專用樹脂母液水預(yù)處理

廢水的可生化性也稱廢水的生物可降解性,即廢水中有機(jī)污染物被生物降解的難易程度，是廢水的重要特性之一[5]。BOD5/COD比值法是最經(jīng)典、也是目前最為常用的一種評價(jià)廢水可生化性的水質(zhì)指標(biāo)評價(jià)法[6]。傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為BOD5/COD,即B/C體現(xiàn)了廢水中可生物降解的有機(jī)污染物占有機(jī)污染物總量的比，目前普遍認(rèn)為,B/C＜0.3的廢水屬于難生物降解廢水，而B/C＞0.3的廢水屬于可生物降解廢水[7,8]。專用樹脂母液水的預(yù)處理可有效降低其COD值，提高其B/C值，對專用樹脂母液水處理技術(shù)的選擇、生化處理工段進(jìn)水量確定、有機(jī)負(fù)荷等重要工藝參數(shù)具有重要的意義。

2.1 負(fù)壓氣提脫析技術(shù)

由于離心母液中含有部分甲醇等低沸點(diǎn)的可揮發(fā)性有機(jī)物，它們與水能形成均相混合物，常態(tài)下兩者不容易分離[9]。負(fù)壓汽提，即將帶有有機(jī)揮發(fā)物的專用樹脂母液水抽至壓縮系統(tǒng)，并保持塔內(nèi)為負(fù)壓，利用汽提塔中高溫水蒸氣帶出離心母液中的甲醇等有機(jī)物。采用負(fù)壓技術(shù)通過充分的氣液

傳質(zhì)過程，使廢水中的有機(jī)物穿過氣液界面，向氣相轉(zhuǎn)移，從而達(dá)到脫除有機(jī)物的目的，有效地降低COD值，實(shí)現(xiàn)有機(jī)物的回收，降低微生物的降解難度與負(fù)荷，同時(shí)還可以降低能耗和運(yùn)行成本，實(shí)現(xiàn)資源利用最大化和節(jié)能減排的環(huán)保目標(biāo)。

表 負(fù)壓值控制對預(yù)處理效果的影響

2.2 預(yù)處理工藝流程

專用樹脂母液水經(jīng)沉降池初步沉降并加入母液水水質(zhì)調(diào)節(jié)助劑后[10]，由進(jìn)水管進(jìn)入汽提塔內(nèi)，塔底通入蒸汽，由回收及真空系統(tǒng)保持塔內(nèi)為負(fù)壓，通過充分的氣液傳質(zhì)過程，使專用樹脂母液水中的有機(jī)物穿過氣液界面，向氣相轉(zhuǎn)移，利用汽提塔中高溫水蒸氣帶出母液中的部分有機(jī)物，有效地降低母液水COD值，提高其可生化性，降低后續(xù)生化處理中微生物的降解難度與負(fù)荷，同時(shí)降低能耗和運(yùn)行成本，實(shí)現(xiàn)資源利用最大化和節(jié)能減排的環(huán)保目標(biāo)。塔頂蒸汽經(jīng)冷凝回收，塔底負(fù)壓汽提后的母液水可進(jìn)行后續(xù)降解處理。負(fù)壓氣提脫析母液水預(yù)處理工藝流程見圖1。

圖1 負(fù)壓氣提脫析母液水預(yù)處理工藝流程

3 試驗(yàn)結(jié)果與分析

試驗(yàn)分別考察了負(fù)壓值為30kPa、40kPa、45kPa、50kPa、55kPa、60kPa時(shí)，母液水的預(yù)處理效果情況，見表1。

試驗(yàn)結(jié)果表明，負(fù)壓氣提脫析技術(shù)在PVC專用樹脂母液水預(yù)處理中的應(yīng)用，可有效降低其COD值，提高母液水B/C值，為母液水后續(xù)的生化處理部分提供保障。在該預(yù)處理工藝中，負(fù)壓值控制對母液水BOD5、COD值影響較大，進(jìn)而影響可生化性。負(fù)壓值在30～45kPa范圍內(nèi)，母液水B/C值基本在0.3以下，屬于難生化處理母液水；負(fù)壓值在50kPa以上，母液水B/C值基本處于0.3以上，屬于可生化母液水；而負(fù)壓值在55kPa以上，經(jīng)預(yù)處理后的母液水COD值下降效果不明顯，故得出最佳負(fù)壓值控制范圍為50～55kPa。

4 結(jié)束語

1）負(fù)壓氣提脫析技術(shù)利用減壓操作系統(tǒng)，降低部分可揮發(fā)有機(jī)物沸點(diǎn)并提高相對揮發(fā)度，在低于常壓操作溫度條件下將部分可揮發(fā)有機(jī)物從母液水中脫除。

2）該工藝傳質(zhì)效率高，COD去除效果明顯，可有效提高母液水B/C比值，為母液水生化處理提供基礎(chǔ)。

3）PVC專用樹脂母液水預(yù)處理工藝中，最佳負(fù)壓值控制范圍為50～55kPa，母液水B/C值處于0.3以上，屬可生化母液水。

[1]孫文勇，李迎堂.中國氯堿工業(yè)發(fā)展策略[J].氯堿工業(yè),2010,46(3):4.

[2]袁茂全，王彤.消光PVC專用樹脂的合成研究[J].中國氯堿,2003(3):11～17.

[3]杜建銀.PVC離心母液水技術(shù)方案的分析探討[J].聚氯乙烯,2010,38(7):42～44.

[4]張強(qiáng)，孫玉軍.聚氯乙烯專用樹脂母液水處理新工藝[J].聚氯乙烯,2013,41(5):39～41.

[5]徐美倩.廢水可生化性評價(jià)技術(shù)探討[J].工業(yè)水處理,2008,28(5):17～20.

[6]張忠祥.若干工業(yè)廢水和城市污水BOD與COD相關(guān)性初步探討[J].給水排水,1982,8(2):26-28.

[7]肖志成.BOD5和COD的理論相關(guān)原理及其應(yīng)用的初步探討[J].環(huán)境科學(xué),1983,5(1):75.

[8]郭文成，吳群河.BOD5/CODCr值評價(jià)污廢水可生化性的可行性分析[J].環(huán)境科學(xué)技術(shù),1998,8(3):39-41.

[9]盧北，成琳.汽提法在工業(yè)廢水處理中的應(yīng)用[J].化工裝備技術(shù),2006,27(4):66～67.

[10]曹祥民，盛國斌.VCM聚合母液的回用工藝[J].聚氯乙烯,2009,37(10):33～35.