שימוש חוזר מלא לאחר טיפול בשפכי משקאות אמא PVC

תמיסת טיפול בשפכים של אלכוהול אם מסוג PVC

גודל שוק ה-PVC העולמי עמד על כ-80.63 מיליארד דולר בשנת 2023, וצפוי לגדול ל-115.66 מיליארד דולר עד 2028, עם שיעור צמיחה שנתי מורכב של כ-7.48%. אסיה היא השוק הדומיננטי, כאשר סין היא היצרנית והצרכנית הגדולה ביותר.

פוליוויניל כלוריד (PVC) הוא פלסטיק חשוב לשימוש כללי-בגלל העמידות הכימית המעולה שלו, תכונות הבידוד ויתרונות העלות שלו. הוא נמצא בשימוש נרחב בתחומים כמו בנייה, חוטי חשמל וכבלים, שירותי בריאות ואריזות. בשנים האחרונות, מונע על ידי עיור, בניית תשתיות ומדיניות הגנת הסביבה, שוק ה-PVC העולמי שמר על מגמת צמיחה יציבה. סין מובילה בעולם מבחינת כושר ייצור, תפוקה וביקוש, ויש לה השפעה משמעותית על השוק העולמי.

מקרה פרויקט

סקירת פרויקט

• גוף עיקרי: שאנדונג Xinlong Electrochemical Group (配套 עבור מפעל PVC של 120,000 טון לשנה)
• קנה מידה: כושר עיבוד מתוכנן של 1600 מ"ק ליום, עם כ-500,000 טון של משקאות אם מעובדים מדי שנה
• רקע: משקאות האם המקוריים היו בשימוש חוזר חלקי בלבד ורובו שוחרר. זה לא רק גרם לדמי זיהום אלא גם בזבוז משאבי מים
• המטרה: אפס הזרמת שפכים, כשהקולחים עומדים בתקני איכות המים לייצור פילמור והשגת שימוש חוזר מלא

מאפייני איכות המים ותהליך הטיפול

מאפייני איכות מים של משקה אם (הזרמה מהקטע הצנטריפוגלי)

o זרימה: COD ≈ 300-500 מ"ג/ליטר, SS גבוה, טמפרטורת מים 45-55 מעלות, pH ≈ 5.5-6.5, B/C פחות או שווה ל-0.2 (התכלות ביולוגית ירודה), מכיל כמויות עקבות של PVA וכספית

o יעד: COD קולחים פחות או שווה ל-50 mg/L, מוליכות פחות או שווה ל-500 μS/cm, עכירות פחות או שווה ל-5 NTU, עומדים בתקני המים המוחזרים בתעשייה של GB/T 19923-2005.

זרימת תהליך ליבה (שילוב מותאם אישית)

1. טיפול קדם-: גרגר ← מיכל שוויון (הומוגניזציה והשוואה, קירור מתחת ל-35 מעלות) ← קרישה ושקיעה (הסרת SS וקולואידים)

2. טיפול ביוכימי: חמצון טרום-אוזון (העלאת B/C ל-0.35+) ← החמצת הידרוליזה (HRT=8h) ← חמצון במגע (ריכוז בוצה 3.5–4.5 גרם/ליטר) ← מיכל שיקוע משני (סילוק בוצה ביוכימית)

3. טיפול מתקדם: סינון חול → חמצון אוזון לאחר- (COD מופחת מתחת ל-50mg/L) → פחמן פעיל ביולוגי (BAC) → חילופי יונים (הסרת יונים שאריות) → סינון מדויק (סינון אבטחה של 5μm)

4. מערכת שימוש חוזר: מיכל אחסון מים מיוצר ← אספקת מים בתדירות משתנה ← שימוש חוזר בסעיף פילמור (תחליף למים טהורים טריים)

III. השפעת הטיפול ומדדי מפתח (נתוני פעולה יציבים)

תכונות טכניות ונקודות חדשנות:

1. אוזון - סינרגיה ביוכימית: חמצון טרום-אוזון משפר את הפירוק הביולוגי, בעוד שהטיפול לאחר-אוזון מבטיח COD יציב ותואם בשפכים. מינון האוזון לטון מים נשלט ב-15-20 מ"ג/ליטר, בעלויות ניתנות לשליטה.

2. טיפול מודולרי מתקדם: שילוב BAC + חילופי יונים מבטיח שאיכות הקולחים עדיפה על זו של מי ברז, וניתן לעשות בהם שימוש חוזר ישירות כהזנה לכור הפילמור.

3. שחזור אנרגיית חום: ניצול החום השיורי של משקה האם לחימום מוקדם של מי הזנה הביוכימיים, הפחתת צריכת האנרגיה של המערכת בכ-15%.

4. תכנון אפס פריקה: לאחר הפקת מים וייבוש הבוצה הביוכימית, היא נפטרת בצורה מתואמת, תוך ביטול זיהום משני; המים המרוכזים מתאדים ומתגבשים באמצעות MVR, ושאריות המלח ממוחזרות כמשאב.

II. סקירה כללית של לקוחות לטיפול בשפכי אלכוהול PVC

שפכי אלכוהול האם של PVC מקורם בעיקר בתהליך ההפרדה הצנטריפוגלי בתהליך ייצור ה-PVC. זהו סוג של שפכים תעשייתיים עם נפח הזרמה גדול, תכולה אורגנית נמוכה אך מתכלות ביולוגית ירודה. עקב מדיניות מחמירה יותר להגנת הסביבה והביקוש הגובר לחיסכון במים והפחתת אנרגיה מצד ארגונים, יותר ויותר מפעלי ייצור PVC החלו להשקיע בבנייה או בשדרוג של מערכות לשימוש חוזר בשפכי אלכוהול אם כדי להשיג כמעט אפס הפרשה והחזרת משאבים.

תמונה של ייצור PVC

III. טיפול בשפכי אלכוהול אם של PVC

מקור מי שפכים

מקור ליבה: תהליך ההפרדה הצנטריפוגלי בייצור שרף PVC מייצר כ-3-5 טון של שפכי אלכוהול אם על כל טון אחד של PVC המיוצר.

מקורות קומפוזיציה ספציפיים:

שאריות חלקיקי PVC עדינים (SS)

מונומר ויניל כלוריד לא מגיב (VCM)

נוספו תוספים כגון מפזרים (למשל PVA), יוזמים ומסיימים

כמות קטנה של אוליגומרים ומוצרי איזומר

חומרים אלו גורמים לשפכים עם ריכוז COD נמוך יחסית (בדרך כלל 100-400 מ"ג/ליטר), אך מתכלות ביולוגית ירודה ומכילים חומרים אורגניים שקשה-להתפרק (כגון פוליוויניל אלכוהול PVA), מה שהופך את תהליך הטיפול למאתגר יותר.

טפל בטבלת ההשוואה

IV. זרימת תהליך לטיפול בשפכי אלכוהול אם של PVC

זרימת תהליך טיפול בשפכים נוזליים PVC Mother

לשפכי האם הנוזליים המיוצרים בתהליך ייצור ה-PVC (פוליויניל כלוריד) יש מאפיינים כמו ריכוז גבוה של חומרים אורגניים, תכולת מלח גבוהה וקושי בפירוק. זרימת תהליך הטיפול צריכה לשלב מספר שלבים, כולל-טיפול מקדים, טיפול עמוק ושחזור משאבים כדי להשיג עמידה בתקני פריקה או מיחזור משאבים. להלן ניתוח של זרימת תהליך הטיפול בשפכים נוזלי אם PVC בהתבסס על תוצאות החיפוש:

1) שלב-קדם טיפול

טרום-טיפול הוא השלב המרכזי בטיפול בשפכים נוזליים של PVC אם, שמטרתו להסיר ממי השפכים מוצקים מרחפים חלקיקים גדולים, חומרים קולואידים וכמה תרכובות אורגניות מסיסות, תוך יצירת תנאים לטיפול עמוק לאחר מכן.

1. טיפול מקדים-פיזי

שקיעת קרישה: על ידי הוספת חומרי קרישה (כגון PAC, PAM) ועזרי קרישה, המוצקים המרחפים, הקולואידים (כגון PVA) בשפכים יוצרים פקקים ומשקעים, ומשפרים את הפירוק הביולוגי של השפכים. שיטה זו נמצאת בשימוש נרחב בטיפול בשפכי אם נוזלי צנטריפוגלי PVC.

סינון: שימוש במסנני חול, מסנני דיסק וכו', כדי להסיר שאריות מוצקים מרחפים לאחר טיפול מקדים, מה שמבטיח את הפעולה היציבה של מערכות הטיפול הבאות (כגון סינון אולטרה, אוסמוזה הפוכה).

טיפול מקדים-כימי

הדמולסיפיקציה והסרת שמנים: לשפכים המכילים מתחלבים, חומרים מפזרים (כגון שפכים שרף משחת PVC), על ידי התאמת ה-pH והוספת חומרים ממיסים מיוחדים, משבשים את המצב המתחלב, וחומרי שמן מוסרים.

טיפול מקדים בחמצון-: שימוש בטכנולוגיית חמצון מתקדמת פוטוכימית (כגון ציוד פירוק חמצון מתקדם אולטרה סגול), שימוש ברדיקלי הידרוקסיל (·OH) כדי לחמצן ולפרק חומרים אורגניים שקשה-לפרק (כגון PVA), שיפור הפירוק הביולוגי של המים.

2) שלב טיפול עמוק

שלב הטיפול העמוק מתמקד בעיקר בריכוז הגבוה של חומר אורגני, תכולת מלח ומזהמים עקבות שנותרו לאחר-הטיפול המקדים, תוך שימוש בטכנולוגיות כגון טיפול ביולוגי והפרדת ממברנות לטיהור נוסף של איכות המים.

1. טיפול ביולוגי

חומצת הידרוליזה-UASB-A/O-תהליך משולב של MBR:

שפכים אורגניים בריכוז גבוה- לאחר התאמה מוכנסים למיכל ההחמצה בהידרוליזה כדי לשפר את ההתכלות הביולוגית, ואז נכנסים למיטה ה-UASB (המצע האנאירובי בזרימה מעלה) לפירוק אנאירובי יעיל. הקולחים האנאירוביים נכנסים למערכת A/O (אנוקסית-אירובית) להסרת חנקן וזרחן, ולבסוף עוברים דרך מערכת MBR (ממברנה ביו-ריאקטור) כדי להסיר עוד יותר חומרים אורגניים ומוצקים מרחפים.

2. טכנולוגיית הפרדת ממברנה

מערכת אולטרסינון - אוסמוזה הפוכה (UF-RO):

מי השפכים המטופלים מראש מעובדים על ידי מערכת האולטרה סינון כדי להסיר חלקיקי PVC, יוזמים וזיהומים אחרים. לאחר מכן, התסנין נכנס למערכת האוסמוזה ההפוכה כדי להסיר עוד יותר מלחים וחומרים אורגניים. במים המופקים ניתן לעשות שימוש חוזר בתהליך הייצור, עם שיעור שימוש חוזר של למעלה מ-70%. תהליך זה פועל בטמפרטורה פיזית וקבועה, בעל צריכת אנרגיה נמוכה, ואיכות המים המטופלים אינה מראה הבדל משמעותי ממים טריים מותפלים.

בטכנולוגיה המוגנת בפטנט של Huaguo Yuhang, נעשה שימוש בממברנות סיליקון קרביד -נמוכות כדי לסנן את שפכי אלכוהול האם, לשחזר חלקיקי PVC ולהשיג ניצול משאבי שפכים.

3. טיפול עמוק בחמצון מתקדם

חמצון אוזון/חמצון קטליטי: לאחר טיפול ביוכימי, פירוק נוסף של חומרים אורגניים עקשניים מתבצע באמצעות חמצון אוזון או חמצון קטליטי של אוזון (זרז הטרוגני) כדי להבטיח COD יציב ותואם בשפכים.

3). ניצול משאבים וטיפול מסוף

1. ניצול משאבי מים

השפכים לאחר טיפול עמוק ניתנים לסינון באמצעות סינון ממברנה (אולטרה סינון + אוסמוזה הפוכה) וטכנולוגיית EDI (אלקטרודיוניזציה) כדי לעמוד בתקני איכות המים לתהליכי ייצור, ולעשות בהם שימוש חוזר בתהליכים כגון ניקוי כורי פילמור וקירור ציוד.

מערכת מחזור מי הקירור משיגה ניצול יעיל של משאבי המים על ידי הוספת מעכבי קורוזיה וטכנולוגיות הסרת אבנית אלקטרוניות.

2. פריקת תאימות מסוף

עבור שפכים שלא ניתן לעשות בהם שימוש חוזר, לאחר טיפול בתהליכים הנ"ל, יש צורך להסירם משאריות מזהמים באמצעות מסנן פחם פעיל ביולוגי כדי להבטיח עמידה במחווני COD, BOD5, SS וכו' לפני הפריקה.

בטיפול בגזי הפליטה, גזים רעילים כגון VCM (ויניל כלוריד) מטופלים באמצעות ספיחה של פחמן פעיל/התאוששות קור עמוק, בעירה קטליטית ו-scrubber אלקלי.

V. תרשים זרימה לטיפול בשפכים

שפכים לייצור ← קרישה וסינון ← סילוק וקרישת שמן ← החמצה הידרוליטית ← טיפול ביוכימי אנאירובי ← טיפול ביוכימי אירובי ← טיפול מתקדם ← שימוש חוזר או פריקה