聚氯乙烯行业离心母液水的处理方法

摘  要：传统聚氯乙烯行业生产工艺在使用过程中产生大量离心母液水，这部分水体若被直接排放到自然环境中，会造成严重的环境污染及资源浪费。为此行业试图通过一定技术处理手段，实现离心母液水的回收利用。本文即介绍一种更为高效的离心母液水处理工艺流程，通过对比分析，经该方法处理的离心母液水水质要明显优于常规处理方法，遂对相关技术经验进行总结。

关键词：聚氯乙烯行业;离心母液水;聚氯乙烯

中图分类号：X703    文献标识码：A       文章编号：1671-2064（2020）03-0000-00

0引言

聚氯乙烯生产的主流方法为悬浮法，每吨聚氯乙烯要产生3～4t的离心母液水，存在相对严重的水资源利用率不足问题。2018年上半年，我国聚氯乙烯总产量为960.29万t，由此产生的水资源浪费及污染问题不容忽视，优化离心母液水处理方式，提高聚氯乙烯生产综合效益成为聚氯乙烯行业急需解决的问题。

1聚氯乙烯行业离心母液水处理现状

1.1离心母液水

离心母液水主要来自离心机、聚合釜、过滤器等设备运行产生的废水。在VCM聚合反应中，不同型号的聚氯乙烯采用不同生产配方，过程中添加试剂种类较为复杂，由此产生的离心母液水带有以下特点：第一，水温高。通常温度在60℃以上，该状态下微生物难以生存，需进行降温处理。第二，体量大。每生产1t聚氯乙烯大概生成3～4t离心母液水。第三，浑浊度高。离心母液水悬浮大量聚氯乙烯颗粒，颗粒直径微小，很难被常规过滤装置清除，其平均浓度在100～150mg/L。第四，难降解。离心母液水中有机物主要为原料和化学试剂，如醋酸乙烯酯、丙烯酸酯、表面活性劑、过氧化物、α-甲基丙乙烯等。以上物质均带有不同程度的毒性，难以被降解。第五，可生化性弱。聚氯乙烯离心母液水中COD浓度通常在250～350mg/L，BOD浓度通常在40～60mg/L，其BOD/COD<0.2，被划定为难生化废水。

1.2离心母液水处理常见技术

1.2.1生化处理技术

生化处理技术在聚氯乙烯行业离心母液水处理中的应用非常普遍，且工艺流程发展成熟，具备较高的经济性。如青海盐湖工业股份有限公司等企业采用该方法，离心母液水的回收利用率均保持在较高水平。采用不同生产工艺形成的离心母液水属性差异明显，但其处理流程大致相同，经历冷却塔、沉淀池、一级生化、二级生化、中间水池、微污染处理、回用水池1、脱盐单元、回用水池2、聚合釜等环节。

（1） 预处理。对离心母液水进行降温处理，在冷却塔完成换热降温至室温水平，然后进入沉淀池进行固液分离，排除废水中的固态物质。

（2） 生化处理。根据离心母液水属性向生化池添加相应的营养物，该阶段也为生化处理技术的核心，分别经过厌氧生化处理和好氧生化处理，以清除水中的有机物。常用好氧处理工艺包括活性污泥工艺、MBR工艺等。

（3） 微污染处理。对离心母液水进行深层处理，去除其中难降解的微生物。该过程主要设备包括砂滤器、活性炭过滤器、臭氧反应池等。经过微污染处理的离心母液水水质已经得到极大的改善，可被用于园林绿化或作为循环水使用。

（4） 脱盐处理。脱盐过程包括反渗透及离子交换树脂工艺，进一步清除水中有机物。处理指标为COD不高于5mg/L，导电率不高于8？S/cm，达到聚合用水水质要求。

在生化处理环节，常用的处理技术包括活性污泥法、生物接触法和膜生物反应器（MBR）三种。其中，活性污泥法采用活性污泥对离心母液水进行处理，处理过程中，向水体中输入空气，以对废水中的微生物进行培养。在一段时间后，其中的好氧微生物大量繁殖，产生絮状沉淀，即所说的活性污泥。活性污泥实质为菌胶团，具备优良的氧化能力和吸附能力，可分解、清除水体中的有机物。通过固液分离，污泥循环回曝气池，将多余部分排除。生物接触法同时具备活性污泥法和生物膜法的优点，在生物接触池完成污水处理过程。曝气池中设有焦炭、塑料蜂窝等填料，沉浸在水体当中。利用鼓风机在填料底部供氧，空气经滤料传输至地面，溢出后促使废水经过滤料从上而下流动。生物膜在气流的作用下发生搅动，带来更优的净化效果。膜生物反应器是一种将膜处理与生物处理相结合的新型处理技术。在该技术流程中，以往的二次沉淀池被生物膜所取代，保证生物反应器中活性污泥的浓度，其设施占地面积更小。膜生物反应器借助沉浸在好氧生物池中的膜组件，分离水体中的大分子有机物，对离心母液水进行深层处理。

1.2.2膜处理技术

膜处理技术相对较新，经膜处理后，70%以上的离心母液水能够达到聚合用水的要求，其余部分可通过污水处理流程实现循环利用。膜处理技术的核心工艺为反渗透和超滤。离心母液水经预处理降温至室温水平后，经过斜板沉降及空气气浮处理清除其中大部分油脂，促使聚氯乙烯颗粒与引发剂分离。在超滤池中首先经过滤器进行初步过滤，清除水中悬浮颗粒，然后在通过超滤膜清除其中大分子有机物，进入反渗透池做进一步的过滤。经过多次过滤处理的离心母液水中有机物的浓度过高，需进行生化处理。经膜处理技术处理后的离心母液水PH值一般在7～8，浑浊度降低至5mg/L以下。

2聚氯乙烯行业离心母液水处理优化方法

2.1离心母液水处理工艺流程

现有的生化处理技术已经可实现离心母液水的一次循环使用，节能减排效果显著。但一次循环还不能将离心母液水的综合效益挖掘到最大，因此决定对传统生化处理工艺流程进行创新和延伸，对经过生化处理的离心母液水进行臭氧、活性炭及离子交换处理。在生化处理及多重过滤之后，借助臭氧进一步分解水中的高分子有机物，然后通过活性炭吸附进入到离子交换环节，降低水体的导电率。处理达标后的离心母液水再次回到聚合釜中。

2.1.1预处理

在初沉池进行自然沉降，清除离心母液水中的聚氯乙烯悬浮颗粒及其他可沉降物质。优选平流沉淀方式，将固态物质沉降至池底，统一转移至污泥斗中，再利用提升泵输送至污泥池。增设预曝气调节池，对污水水质进行初步调整确保后续处理装置中污水水质均匀。在冷却塔完成降温处理，选用高温型圆形逆流式，使水温降低至35℃左右。

2.1.2水解酸化

利用水解酸化菌分解离心母液水中的大分子难降解物质，提高其可生化性，以保证后期生化处理效果。水解酸化池配备填料装置，调节池中污泥的浓度，对处理效果进行控制。结合处理情况，选择在池中添加NP营养盐，确保微生物维持正常的新陈代谢状态。

2.1.3生物接触

离心母液水以既定流速通过生物处理池填料上的生物膜，使水体与生物膜充分接触，清除其中有机物。此外，还可选用曝气方式，为微生物供养。生物接触处理方式的优点在于，浸没在污水中的填料面积大、缝隙率高，能够附着大量微生物，且基质流入、代谢物流出、生物膜更新脱落等均可正常进行，能够始终保持生物膜的活性，提高生化反应速率，同时具备生物滤池和活性污泥法的优点。

2.1.4二次沉降

经生化处理的离心母液水中微生物老化形成活性污泥，通过二次沉降进行固液分离。沉降后的污水存储在中间水池中，再被提升泵传输至介质过滤池开展下一步处理。

2.1.5过滤处理

在石英砂过滤池完成细小悬浮物的清除，降低水体浑浊度，并进一步去除生化处理未处理完全的COD和BOD等有害物质。石英砂过滤池每间隔一段时间进行反清洗作业，将反清洗水排放至调节池中。进入多介质过滤器，清除水中悬浮物及胶体。

2.1.6臭氧及活性炭处理

臭氧和活性炭處理为深化处理环节。臭氧发生器释放O3，在反应器对水体中剩余的COD进行氧化反应。然后将水体泵送至活性炭过滤器，吸附水中剩余的杂质和有机物。该阶段后，水体中的COD浓度低于10mg/L，存放在清水池当中。

2.1.7离子交换

使用罗门哈斯离子交换技术，控制出水质量为COD<3mg/L，导电率<1？S/cm。

2.2离心母液水处理技术创新

2.2.1添加多介质过滤器

多介质过滤器顾名思义采用多种过滤介质，当浑浊度较高的废水以一定流速经过过滤器时，其中的悬浮物质被有效吸附清除。在整个离心母液水处理过程的后半段增加多介质过滤器，能够清除沉淀过程无法清除的细微颗粒、细菌等物质。一般而言，多介质过滤器的悬浮物处理效果可达到80%以上，其出水悬浮颗粒的浓度不超过10mg/L。使用该过滤器时需注意定期进行反洗作业，并将反洗废水集中到废水收集池，重新进入预处理阶段，实现反洗水的循环利用。

2.2.2添加臭氧处理池

经处理的离心母液水中还可能存有一定的细菌，传统工艺中常用次氯酸、二氧化氯等物质进行消毒，氯离子浓度的增加也对对水质产生一定影响。使用臭氧消毒技术能够在清除水体细菌的同时，进一步降低水中COD及BOD，达到更好的处理效果。

3离心母液水处理优化方法实践评估

3.1数据采集

以上离心母液水处理流程投入运行后，对预处理阶段、生化处理阶段及后期过滤阶段的离心母液水处理情况进行监督，连续观察4d，采集相关数据。

预处理阶段，分别采集进水及调节池处的COD数据，进水处数据为366.11、338.25、323.87、367.80mg/L，调节池数据为336.53、308.56、295.17、337.69mg/L。过程中COD降幅保持在8.08%～8.86%。

水解酸化阶段，水解酸化池出口处检测到的COD分别为292.42、269.36、248.85、291.41mg/L，降幅保持在12.70%～15.69%。另外，水解酸化池出口位置的ρ（SS）分别为104.68、99.85、99.56、86.75mg/L，相较于调节池，最大降幅达到33.27%。

在生物接触处理之后，水解酸化池出口位置检测到的COD降幅分别在78.86%、76.77%、78.35%、77.59%，降幅明显。二次沉降池出口检测到的BOD降幅分别为82.67%、86.33%、83.78%、84.17%。

回收池与沉淀池间ρ（SS）降幅分别为85.67%、87.08%、85.54%、83.93%。

3.2效果评估

对整个数据监测过程的离心母液水处理平均情况进行分析，进水处离心母液水的COD、BOD、ρ（NH3-N）、ρ（SS）浓度分别为339.8、80、10、150mg/L，在经过整个处理流程之后，出水口以上各项数据变化为48、10、4、9mg/L。

以上数据能够证明，预处理阶段对离心母液水水质进行调整及水解酸化处理后，水体的可生化性显著提升。多介质过滤器的添加提高了水体中悬浮物的清除率，整个工艺流程离心母液水处理能力及效果显著提升，出口水质稳定。以臭氧代替传统工艺中的氯离子进行水杀菌消毒，经处理的废水完全符合循环用水要求，企业聚氯乙烯生产过程中水资源的消耗量大大降低。同时，新的离心母液水处理流程运行效果稳定，操作便捷，也能在一定程度上帮助企业节约生产成本。

4结论

本文对聚氯乙烯行业离心母液水处理现状及其创新处理方案进行分析，通过实践检验，新的处理工艺流程水质提升效果更佳，能够真正实现离心母液水的循环利用。离心母液水处理创新工艺推广面临的主要阻碍为前期投入过高，但以目前纯水生产成本进行计算，引入新工艺2年左右即可收回前期投入成本，环保效益及经济效益明显，值得大面积推广。

收稿日期：2020-01-06

作者简介：张成玉（1974—），男，甘肃临泽人，大专，工程师，研究方向：氯碱和聚氯乙烯行业。