Xử lý nước thải rượu mẹ PVC

Giải pháp xử lý nước thải rượu mẹ PVC

Quy mô thị trường PVC toàn cầu đạt khoảng 80,63 tỷ đô la Mỹ vào năm 2023 và dự kiến ​​sẽ tăng lên 115,66 tỷ đô la Mỹ vào năm 2028, với tốc độ tăng trưởng kép hàng năm khoảng 7,48%. Châu Á là thị trường thống trị, trong đó Trung Quốc là nhà sản xuất và tiêu dùng lớn nhất.

Polyvinyl clorua (PVC) là một loại nhựa có mục đích chung quan trọng-do khả năng kháng hóa chất tuyệt vời, đặc tính cách nhiệt và lợi thế về chi phí. Nó được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực như xây dựng, dây và cáp điện, chăm sóc sức khỏe và đóng gói. Trong những năm gần đây, được thúc đẩy bởi quá trình đô thị hóa, xây dựng cơ sở hạ tầng và các chính sách bảo vệ môi trường, thị trường PVC toàn cầu vẫn duy trì xu hướng tăng trưởng ổn định. Trung Quốc dẫn đầu thế giới về năng lực sản xuất, sản lượng và nhu cầu, đồng thời có ảnh hưởng đáng kể đến thị trường toàn cầu.

trường hợp dự án

Tổng quan dự án

• Cơ quan chính: Tập đoàn điện hóa Shandong Xinlong (配套 cho nhà máy PVC 120.000 tấn/năm)
• Quy mô: Công suất chế biến thiết kế 1600 m³/ngày, với khoảng 500.000 tấn rượu mẹ được chế biến hàng năm
• Bối cảnh: Rượu mẹ ban đầu chỉ được tái sử dụng một phần và phần lớn đã được thải ra ngoài. Nó không chỉ phát sinh phí ô nhiễm mà còn lãng phí tài nguyên nước
• Mục tiêu: Không xả nước thải, nước thải đáp ứng các tiêu chuẩn chất lượng nước để sản xuất polyme hóa và đạt được khả năng tái sử dụng hoàn toàn

Đặc tính chất lượng nước và quy trình xử lý

Đặc tính chất lượng nước rượu mẹ (xả từ phần ly tâm)

o Dòng vào: COD ≈ 300–500 mg/L, SS cao, nhiệt độ nước 45–55 độ, pH ≈ 5,5–6,5, B/C Nhỏ hơn hoặc bằng 0,2 (khả năng phân hủy sinh học kém), chứa một lượng nhỏ PVA và thủy ngân

o Mục tiêu: COD nước thải Nhỏ hơn hoặc bằng 50 mg/L, độ dẫn điện Nhỏ hơn hoặc bằng 500 μS/cm, độ đục Nhỏ hơn hoặc bằng 5 NTU, đáp ứng tiêu chuẩn nước tái chế công nghiệp GB/T 19923-2005.

Luồng quy trình cốt lõi (kết hợp tùy chỉnh)

1. Xử lý sơ bộ: Grate → Bể cân bằng (đồng nhất và cân bằng, làm nguội xuống dưới 35 độ) → Đông tụ và lắng (loại bỏ SS và chất keo)

2. Xử lý sinh hóa: Quá trình oxy hóa tiền-ozone (tăng B/C lên 0.35+) → Axit hóa thủy phân (HRT=8h) → Quá trình oxy hóa tiếp xúc (nồng độ bùn 3,5–4,5g/L) → Bể lắng thứ cấp (loại bỏ bùn sinh hóa)

3. Xử lý nâng cao: Lọc cát → Quá trình oxy hóa sau{1}}ozone (COD giảm xuống dưới 50mg/L) → Than hoạt tính sinh học (BAC) → Trao đổi ion (loại bỏ các ion dư) → Lọc chính xác (lọc bảo mật 5μm)

4. Hệ thống tái sử dụng: Bể chứa nước sản xuất → Cấp nước tần số thay đổi → Tái sử dụng ở khâu polyme hóa (thay thế nước ngọt tinh khiết)

III. Hiệu quả điều trị và các chỉ số chính (Dữ liệu hoạt động ổn định)

Tính năng kỹ thuật và điểm đổi mới:

1. Sự phối hợp sinh hóa - của Ozone: Quá trình oxy hóa trước{2}} của ozone giúp tăng cường khả năng phân hủy sinh học, trong khi quá trình xử lý sau- bằng ozone đảm bảo COD ổn định và tuân thủ trong nước thải. Liều lượng ozone cho mỗi tấn nước được kiểm soát ở mức 15-20 mg/L, với chi phí có thể kiểm soát được.

2. Xử lý tiên tiến theo mô-đun: Sự kết hợp trao đổi ion BAC + đảm bảo chất lượng nước thải vượt trội so với nước máy và có thể được tái sử dụng trực tiếp làm nguyên liệu cho lò phản ứng trùng hợp.

3. Thu hồi năng lượng nhiệt: Tận dụng nhiệt dư của rượu mẹ để làm nóng trước nước cấp sinh hóa, giảm mức tiêu thụ năng lượng của hệ thống khoảng 15%.

4. Thiết kế không xả thải: Sau khi bùn sinh hóa được khử nước và sấy khô, nó sẽ được xử lý một cách phối hợp, loại bỏ ô nhiễm thứ cấp; nước cô đặc được làm bay hơi và kết tinh bằng MVR, còn cặn muối được tái chế tuân thủ làm tài nguyên.

II. Tổng quan về khách hàng xử lý nước thải rượu mẹ PVC

Nước thải rượu mẹ PVC chủ yếu bắt nguồn từ quá trình tách ly tâm trong quy trình sản xuất PVC. Là loại nước thải công nghiệp có lưu lượng thải lớn, hàm lượng hữu cơ thấp nhưng khả năng phân hủy sinh học kém. Do các chính sách bảo vệ môi trường chặt chẽ hơn và nhu cầu tiết kiệm nước và giảm năng lượng ngày càng tăng của các doanh nghiệp, ngày càng nhiều doanh nghiệp sản xuất PVC bắt đầu đầu tư xây dựng hoặc nâng cấp hệ thống tái sử dụng nước thải rượu mẹ để đạt được mức thải gần như- bằng không và thu hồi tài nguyên.

Hình ảnh sản xuất PVC

III. Xử lý nước thải rượu mẹ PVC

Nguồn nước thải

Nguồn lõi: Quá trình tách ly tâm trong sản xuất nhựa PVC tạo ra khoảng 3-5 tấn nước thải rượu mẹ cho mỗi 1 tấn PVC sản xuất.

Nguồn thành phần cụ thể:

Hạt mịn PVC dư (SS)

Monome vinyl clorua không phản ứng (VCM)

Đã thêm các chất phụ gia như chất phân tán (ví dụ PVA), chất khởi đầu và chất kết thúc

Một lượng nhỏ các sản phẩm oligome và đồng phân

Những chất này tạo ra nước thải có nồng độ COD tương đối thấp (thường là 100-400 mg/L), nhưng khả năng phân hủy sinh học kém và chứa các chất hữu cơ khó phân hủy-(chẳng hạn như rượu polyvinyl PVA), khiến quá trình xử lý trở nên khó khăn hơn.

Xử lý biểu đồ so sánh

IV. Quy trình xử lý nước thải rượu mẹ PVC

Quy trình xử lý nước thải chất lỏng mẹ PVC

Nước thải lỏng mẹ tạo ra trong quá trình sản xuất PVC (polyvinyl clorua) có các đặc điểm như nồng độ chất hữu cơ cao, hàm lượng muối cao và khó phân hủy. Quy trình xử lý cần kết hợp nhiều giai đoạn bao gồm-tiền xử lý, xử lý sâu và thu hồi tài nguyên để đạt được sự tuân thủ các tiêu chuẩn xả thải hoặc tái chế tài nguyên. Sau đây là phân tích về quy trình xử lý nước thải lỏng mẹ PVC dựa trên kết quả tìm kiếm:

1) Giai đoạn tiền{1}}điều trị

Xử lý sơ bộ là bước quan trọng trong quá trình xử lý nước thải dạng lỏng mẹ PVC, nhằm mục đích loại bỏ các chất rắn lơ lửng dạng hạt lớn, chất keo và một số hợp chất hữu cơ hòa tan khỏi nước thải, tạo điều kiện cho quá trình xử lý sâu tiếp theo.

1. Xử lý sơ bộ về mặt vật lý

Lắng đọng keo tụ: Bằng cách thêm chất keo tụ (như PAC, PAM) và chất hỗ trợ keo tụ, chất rắn lơ lửng, chất keo (như PVA) trong nước thải tạo thành khối và kết tủa, cải thiện khả năng phân hủy sinh học của nước thải. Phương pháp này được sử dụng rộng rãi trong xử lý nước thải dạng lỏng mẹ ly tâm PVC.

Lọc: Sử dụng bộ lọc cát, bộ lọc đĩa, v.v. để loại bỏ chất rắn lơ lửng còn sót lại sau quá trình-xử lý trước, đảm bảo hoạt động ổn định của các hệ thống xử lý tiếp theo (chẳng hạn như siêu lọc, thẩm thấu ngược).

Xử lý sơ bộ bằng hóa chất

Khử nhũ tương và loại bỏ dầu: Đối với nước thải có chứa chất nhũ hóa, chất phân tán (như nước thải nhựa dán PVC), bằng cách điều chỉnh độ pH và thêm chất khử nhũ tương đặc biệt, trạng thái nhũ hóa bị phá vỡ và các chất dầu được loại bỏ.

Xử lý trước quá trình oxy hóa nâng cao: Sử dụng công nghệ oxy hóa nâng cao quang hóa (như thiết bị phân hủy quá trình oxy hóa nâng cao bằng tia cực tím), sử dụng gốc hydroxyl (·OH) để oxy hóa và phân hủy các chất hữu cơ khó phân hủy (chẳng hạn như PVA), cải thiện khả năng phân hủy sinh học của nước thải.

2) Giai đoạn xử lý sâu

Giai đoạn xử lý sâu chủ yếu nhắm đến nồng độ cao chất hữu cơ, hàm lượng muối và vết ô nhiễm còn sót lại sau-xử lý trước, sử dụng các công nghệ như xử lý sinh học và tách màng để tiếp tục làm sạch chất lượng nước.

1. Xử lý sinh học

Quá trình kết hợp axit hóa thủy phân-UASB-A/O-MBR:

Nước thải hữu cơ có nồng độ-cao sau khi điều chỉnh được đưa vào bể axit hóa thủy phân để cải thiện khả năng phân hủy sinh học, sau đó đi vào UASB (lớp bùn kỵ khí dòng lên) để phân hủy kỵ khí hiệu quả. Nước thải kỵ khí đi vào hệ thống A/O (anoxic{2}}hiếu khí) để loại bỏ nitơ và phốt pho và cuối cùng đi qua hệ thống MBR (lò phản ứng sinh học màng) để tiếp tục loại bỏ chất hữu cơ và chất rắn lơ lửng.

2. Công nghệ tách màng

Hệ thống siêu lọc - thẩm thấu ngược (UF-RO):

Nước thải đã qua xử lý trước được xử lý bằng hệ thống siêu lọc để loại bỏ các hạt PVC, chất khơi mào và các tạp chất khác. Dịch lọc sau đó đi vào hệ thống thẩm thấu ngược để tiếp tục loại bỏ muối và các chất hữu cơ. Nước sản xuất ra có thể tái sử dụng trong quá trình sản xuất với tỷ lệ tái sử dụng trên 70%. Quá trình này hoạt động ở nhiệt độ vật lý và không đổi, tiêu thụ năng lượng thấp và chất lượng nước được xử lý không có sự khác biệt đáng kể so với nước ngọt đã khử muối.

Trong công nghệ đã được cấp bằng sáng chế của Huaguo Yuhang, màng cacbua silic năng lượng-thấp được sử dụng để lọc nước thải rượu mẹ, thu hồi các hạt PVC và tận dụng tài nguyên nước thải.

3. Điều trị sâu oxy hóa nâng cao

Quá trình oxy hóa ôzôn/oxy hóa xúc tác: Sau khi xử lý sinh hóa, quá trình phân hủy tiếp theo của các chất hữu cơ chịu lửa được thực hiện thông qua quá trình oxy hóa ôzôn hoặc quá trình oxy hóa xúc tác ôzôn (chất xúc tác không đồng nhất) để đảm bảo COD ổn định và tuân thủ trong nước thải.

3). Sử dụng tài nguyên và xử lý cuối cùng

1. Sử dụng tài nguyên nước

Nước thải sau khi xử lý sâu có thể được lọc bằng phương pháp lọc màng (siêu lọc + thẩm thấu ngược) và công nghệ EDI (điện cực hóa) để đáp ứng tiêu chuẩn chất lượng nước cho quy trình sản xuất và được tái sử dụng trong các quy trình như làm sạch lò phản ứng trùng hợp và làm mát thiết bị.

Hệ thống tuần hoàn nước làm mát đạt được hiệu quả sử dụng tài nguyên nước bằng cách bổ sung chất ức chế ăn mòn và công nghệ tẩy cặn điện tử.

2. Xả tuân thủ thiết bị đầu cuối

Đối với nước thải không thể tái sử dụng, sau khi xử lý theo các quy trình trên cần tiếp tục loại bỏ các chất ô nhiễm tồn dư thông qua bộ lọc than hoạt tính sinh học để đảm bảo tuân thủ các chỉ tiêu COD, BOD5, SS,… trước khi thải ra môi trường.

Trong xử lý khí thải, các khí độc như VCM (vinyl clorua) được xử lý thông qua hấp phụ than hoạt tính/thu hồi lạnh sâu, đốt xúc tác và lọc kiềm.

V. Sơ đồ xử lý nước thải

Nước thải sản xuất → Đông tụ và lọc → Loại bỏ và đông tụ dầu → Axit thủy phân → Xử lý sinh hóa kỵ khí → Xử lý sinh hóa hiếu khí → Xử lý nâng cao → Tái sử dụng hoặc thải bỏ