Réutilisation complète après le traitement des eaux usées des liqueurs mères en PVC

Solution de traitement des eaux usées de liqueur mère en PVC

La taille du marché mondial du PVC était d'environ 80,63 milliards de dollars américains en 2023 et devrait atteindre 115,66 milliards de dollars américains d'ici 2028, avec un taux de croissance annuel composé d'environ 7,48 %. L’Asie est le marché dominant, la Chine étant le plus grand producteur et consommateur.

Le polychlorure de vinyle (PVC) est un plastique-à usage général important en raison de son excellente résistance chimique, de ses propriétés isolantes et de ses avantages en termes de coût. Il est largement utilisé dans des domaines tels que la construction, les fils et câbles électriques, les soins de santé et l'emballage. Ces dernières années, sous l’impulsion de l’urbanisation, de la construction d’infrastructures et des politiques de protection de l’environnement, le marché mondial du PVC a maintenu une tendance de croissance stable. La Chine est leader mondial en termes de capacité de production, de production et de demande, et exerce une influence significative sur le marché mondial.

Cas de projet

Aperçu du projet

• Corps principal : Shandong Xinlong Electrochemical Group (配套 pour une usine de PVC de 120 000 tonnes/an)
• Échelle : Capacité de traitement prévue de 1 600 m³/j, avec environ 500 000 tonnes de liqueur mère traitées chaque année
• Contexte : La liqueur mère d'origine n'a été que partiellement réutilisée et la majeure partie a été rejetée. Cela a non seulement entraîné des frais de pollution, mais également un gaspillage de ressources en eau.
• Objectif : Zéro rejet d’eaux usées, les effluents répondant aux normes de qualité de l’eau pour la production par polymérisation et permettant une réutilisation complète

Caractéristiques de la qualité de l’eau et processus de traitement

Caractéristiques de la qualité de l'eau des liqueurs mères (rejet de la section centrifuge)

o Entrée : DCO ≈ 300–500 mg/L, MES élevées, température de l'eau 45–55 degrés, pH ≈ 5,5–6,5, B/C inférieur ou égal à 0,2 (mauvaise biodégradabilité), contient des traces de PVA et de mercure.

o Objectif : DCO des effluents inférieure ou égale à 50 mg/L, conductivité inférieure ou égale à 500 μS/cm, turbidité inférieure ou égale à 5 NTU, répondant aux normes industrielles d'eau récupérée de GB/T 19923-2005.

Flux de processus de base (combinaison personnalisée)

1. Pré-traitement : Grille → Réservoir d'égalisation (homogénéisation et égalisation, refroidissement en dessous de 35 degrés) → Coagulation et sédimentation (élimination des SS et des colloïdes)

2. Traitement biochimique : Pré-oxydation à l'ozone (augmentation du B/C à 0.35+) → Acidification par hydrolyse (HRT=8h) → Oxydation par contact (concentration des boues 3,5–4,5 g/L) → Bassin de sédimentation secondaire (élimination des boues biochimiques)

3. Traitement avancé : Filtration sur sable → Post-oxydation par l'ozone (DCO réduite à moins de 50 mg/L) → Charbon actif biologique (BAC) → Échange d'ions (élimination des ions résiduels) → Filtration de précision (filtration de sécurité 5 μm)

4. Système de réutilisation : Réservoir de stockage d'eau produite → Alimentation en eau à fréquence variable → Réutilisation dans la section de polymérisation (substitut à l'eau pure fraîche)

III. Effet du traitement et indicateurs clés (données de fonctionnement stables)

Caractéristiques techniques et points d'innovation :

1. Synergie biochimique - à l'ozone : l'oxydation pré-ozone améliore la biodégradabilité, tandis que le traitement post-ozone garantit une DCO stable et conforme dans l'effluent. Le dosage d'ozone par tonne d'eau est contrôlé à 15-20 mg/L, avec des coûts contrôlables.

2. Traitement avancé modulaire : La combinaison BAC + échangeur d'ions garantit que la qualité de l'effluent est supérieure à celle de l'eau du robinet et peut être directement réutilisée comme alimentation du réacteur de polymérisation.

3. Récupération d'énergie thermique : utilisation de la chaleur résiduelle de la liqueur mère pour préchauffer l'eau d'alimentation biochimique, réduisant ainsi la consommation d'énergie du système d'environ 15 %.

4. Conception à rejet zéro : une fois les boues biochimiques déshydratées et séchées, elles sont éliminées de manière coordonnée, éliminant ainsi la pollution secondaire ; l'eau concentrée est évaporée et cristallisée à l'aide de MVR, et les résidus de sel sont recyclés de manière conforme en tant que ressource.

II. Aperçu des clients pour le traitement des eaux usées des liqueurs mères de PVC

Les eaux usées de la liqueur mère du PVC proviennent principalement du processus de séparation centrifuge dans le processus de production du PVC. Il s’agit d’un type d’eaux usées industrielles avec un volume de rejet important, une faible teneur en matières organiques mais une faible biodégradabilité. En raison de politiques de protection de l'environnement plus strictes et de la demande croissante des entreprises en matière d'économie d'eau et de réduction d'énergie, de plus en plus d'entreprises de production de PVC ont commencé à investir dans la construction ou la modernisation de systèmes de réutilisation des eaux usées de liqueur mère afin d'atteindre un rejet et une récupération des ressources proches de -zéro.

Photo de la production de PVC

III. Traitement des eaux usées de liqueur mère de PVC

Source des eaux usées

Source principale : Le processus de séparation centrifuge dans la production de résine PVC génère environ 3 à 5 tonnes d'eaux usées de liqueur mère pour chaque tonne de PVC produite.

Sources de composition spécifiques :

Particules fines résiduelles de PVC (SS)

Monomère de chlorure de vinyle (VCM) n'ayant pas réagi

Additifs ajoutés tels que des dispersants (par exemple PVA), des initiateurs et des terminateurs

Une petite quantité d'oligomères et de produits isomères

Ces substances génèrent des eaux usées avec une concentration de DCO relativement faible (généralement 100-400 mg/L), mais une faible biodégradabilité et contenant des substances organiques difficiles-à dégrader (telles que l'alcool polyvinylique PVA), ce qui rend le processus de traitement plus difficile.

Gérer le tableau de comparaison

IV. Flux de processus pour le traitement des eaux usées de liqueur mère de PVC

Flux de processus de traitement des eaux usées liquides mères en PVC

Les eaux usées liquides mères produites au cours du processus de production de PVC (chlorure de polyvinyle) présentent des caractéristiques telles qu'une concentration élevée de matière organique, une teneur élevée en sel et une difficulté de dégradation. Le flux du processus de traitement doit combiner plusieurs étapes, notamment le pré-traitement, le traitement en profondeur et la récupération des ressources, pour assurer la conformité aux normes de rejet ou au recyclage des ressources. Ce qui suit est une analyse du flux du processus de traitement des eaux usées liquides mères du PVC basée sur les résultats de la recherche :

1) Étape de pré-traitement

Le pré-traitement est l'étape clé du traitement des eaux usées liquides mères du PVC, visant à éliminer les grosses particules de solides en suspension, les substances colloïdales et certains composés organiques solubles des eaux usées, créant ainsi les conditions d'un traitement en profondeur ultérieur.

1. Prétraitement physique-

Sédimentation par coagulation : en ajoutant des coagulants (tels que PAC, PAM) et des aides coagulants, les matières en suspension, les colloïdes (tels que le PVA) présents dans les eaux usées forment des flocs et des précipités, améliorant ainsi la biodégradabilité des eaux usées. Cette méthode est largement utilisée dans le traitement des eaux usées liquides mères centrifuges en PVC.

Filtrage : utilisation de filtres à sable, de filtres à disques, etc., pour éliminer les matières en suspension résiduelles après le pré-traitement, garantissant ainsi le fonctionnement stable des systèmes de traitement ultérieurs (tels que l'ultrafiltration, l'osmose inverse).

Prétraitement chimique-

Désémulsification et élimination de l'huile : pour les eaux usées contenant des émulsifiants et des dispersants (tels que les eaux usées de résine de pâte de PVC), en ajustant le pH et en ajoutant des désémulsifiants spéciaux, l'état émulsifié est perturbé et les substances huileuses sont éliminées.

Pré-traitement d'oxydation avancé : utilisation d'une technologie d'oxydation photochimique avancée (telle qu'un équipement de dégradation par oxydation avancée aux ultraviolets), utilisant des radicaux hydroxyles (·OH) pour oxyder et décomposer des substances organiques difficiles-à-dégrader (telles que le PVA), améliorant ainsi la biodégradabilité des eaux usées.

2) Étape de traitement en profondeur

L'étape de traitement en profondeur cible principalement la concentration élevée de matière organique, la teneur en sel et les traces de polluants restant après le pré-traitement, en utilisant des technologies telles que le traitement biologique et la séparation par membrane pour purifier davantage la qualité de l'eau.

1. Traitement biologique

Acidification par hydrolyse-UASB-A/O-Procédé combiné MBR :

Après ajustement, les eaux usées organiques à haute -concentration sont introduites dans le réservoir d'acidification par hydrolyse pour améliorer la biodégradabilité, puis entrent dans l'UASB (lit de boues anaérobies à flux ascendant) pour une dégradation anaérobie efficace. L'effluent anaérobie entre dans le système A/O (anoxique-aérobie) pour l'élimination de l'azote et du phosphore, et passe finalement par le système MBR (bioréacteur à membrane) pour éliminer davantage la matière organique et les matières en suspension.

2. Technologie de séparation par membrane

Système d'ultrafiltration - osmose inverse (UF-RO) :

Les eaux usées prétraitées sont traitées par le système d'ultrafiltration pour éliminer les particules de PVC, les initiateurs et autres impuretés. Le filtrat entre ensuite dans le système d'osmose inverse pour éliminer davantage les sels et les substances organiques. L'eau produite peut être réutilisée dans le processus de production, avec un taux de réutilisation de plus de 70 %. Ce processus fonctionne à une température physique et constante, a une faible consommation d'énergie et la qualité de l'eau traitée ne présente aucune différence significative par rapport à l'eau fraîche dessalée.

Dans la technologie brevetée de Huaguo Yuhang, des membranes en carbure de silicium à faible-énergie sont utilisées pour filtrer les eaux usées de la liqueur mère, récupérer les particules de PVC et permettre l'utilisation des ressources en eaux usées.

3. Traitement en profondeur d'oxydation avancée

Oxydation à l'ozone/oxydation catalytique : Après le traitement biochimique, une dégradation supplémentaire des substances organiques réfractaires est effectuée par oxydation à l'ozone ou oxydation catalytique à l'ozone (catalyseur hétérogène) pour garantir une DCO stable et conforme dans l'effluent.

3). Utilisation des ressources et traitement terminal

1. Utilisation des ressources en eau

Les eaux usées après traitement en profondeur peuvent être filtrées par filtration membranaire (ultrafiltration + osmose inverse) et technologie EDI (électrodéionisation) pour répondre aux normes de qualité de l'eau pour les processus de production, et être réutilisées dans des processus tels que le nettoyage des réacteurs de polymérisation et le refroidissement des équipements.

Le système de circulation de l'eau de refroidissement permet une utilisation efficace des ressources en eau en ajoutant des inhibiteurs de corrosion et des technologies de détartrage électronique.

2. Décharge de conformité du terminal

Pour les eaux usées qui ne peuvent pas être réutilisées, après avoir été traitées par les processus ci-dessus, elles doivent être davantage éliminées des polluants résiduels à travers un filtre biologique à charbon actif pour garantir le respect des indicateurs DCO, DBO5, SS, etc. avant leur rejet.

Dans le traitement des gaz d'échappement, les gaz toxiques tels que le VCM (chlorure de vinyle) sont traités par adsorption sur charbon actif/récupération à froid en profondeur, combustion catalytique et épurateur alcalin.

V. Organigramme du traitement des eaux usées

Eaux usées de production → Coagulation et filtration → Élimination des huiles et coagulation → Acidification hydrolytique → Traitement biochimique anaérobie → Traitement biochimique aérobie → Traitement avancé → Réutilisation ou rejet