Tratamento de águas residuais de licor-mãe de PVC

Solução de tratamento de águas residuais de licor-mãe de PVC

O tamanho do mercado global de PVC foi de aproximadamente 80,63 bilhões de dólares americanos em 2023 e deverá crescer para 115,66 bilhões de dólares americanos até 2028, com uma taxa composta de crescimento anual de cerca de 7,48%. A Ásia é o mercado dominante, sendo a China o maior produtor e consumidor.

O cloreto de polivinila (PVC) é um importante plástico-de uso geral devido à sua excelente resistência química, propriedades de isolamento e vantagens de custo. É amplamente utilizado em áreas como construção, fios e cabos elétricos, saúde e embalagens. Nos últimos anos, impulsionado pela urbanização, construção de infraestruturas e políticas de proteção ambiental, o mercado global de PVC manteve uma tendência de crescimento estável. A China lidera o mundo em termos de capacidade de produção, produção e procura, e tem uma influência significativa no mercado global.

Caso de projeto

Visão geral do projeto

• Corpo principal: Shandong Xinlong Electrochemical Group (配套 para uma planta de PVC de 120.000 toneladas/ano)
• Escala: Capacidade de processamento projetada de 1.600 m³/d, com aproximadamente 500.000 toneladas de licor-mãe processadas anualmente
• Antecedentes: O licor-mãe original foi reutilizado apenas parcialmente e a maior parte foi descartada. Não só incorreu em taxas de poluição, mas também desperdiçou recursos hídricos
• Meta: Descarga zero de águas residuais, com o efluente atendendo aos padrões de qualidade da água para produção de polimerização e alcançando reutilização total

Características de qualidade da água e processo de tratamento

Características de qualidade da água do licor-mãe (descarga da seção centrífuga)

o Entrada: DQO ≈ 300–500 mg/L, SS alto, temperatura da água 45–55 graus, pH ≈ 5,5–6,5, B/C menor ou igual a 0,2 (baixa biodegradabilidade), contém vestígios de PVA e mercúrio

o Meta: DQO do efluente menor ou igual a 50 mg/L, condutividade menor ou igual a 500 μS/cm, turbidez menor ou igual a 5 NTU, atendendo aos padrões industriais de água recuperada de GB/T 19923-2005.

Fluxo do processo principal (combinação personalizada)

1. Pré-tratamento: Grelha → Tanque de equalização (homogeneização e equalização, resfriamento abaixo de 35 graus) → Coagulação e sedimentação (remoção de SS e colóides)

2. Tratamento bioquímico: Pré-oxidação com ozônio (aumentar B/C para 0.35+) → Acidificação por hidrólise (HRT=8h) → Oxidação de contato (concentração de lodo 3,5–4,5g/L) → Tanque de sedimentação secundário (remoção de lodo bioquímico)

3. Tratamento avançado: Filtragem de areia → Pós{1}}oxidação de ozônio (DQO reduzido para menos de 50mg/L) → Carvão ativado biológico (BAC) → Troca iônica (remoção de íons residuais) → Filtragem de precisão (filtração de segurança de 5μm)

4. Sistema de reutilização: Tanque de armazenamento de água produzida → Fornecimento de água com frequência variável → Reutilização na seção de polimerização (substituto por água doce pura)

III. Efeito do tratamento e indicadores-chave (dados de operação estável)

Características técnicas e pontos de inovação:

1. Sinergia bioquímica do ozônio -: A oxidação pré-do ozônio aumenta a biodegradabilidade, enquanto o tratamento pós-com ozônio garante DQO estável e compatível no efluente. A dosagem de ozônio por tonelada de água é controlada em 15-20 mg/L, com custos controláveis.

2. Tratamento modular avançado: A combinação de troca iônica BAC + garante que a qualidade do efluente seja superior à da água da torneira, podendo ser reutilizada diretamente como alimentação do reator de polimerização.

3. Recuperação de energia térmica: Utiliza o calor residual do licor-mãe para pré-aquecer a água de alimentação bioquímica, reduzindo o consumo de energia do sistema em aproximadamente 15%.

4. Projeto de descarga zero: Após a desidratação e secagem do lodo bioquímico, ele é descartado de forma coordenada, eliminando a poluição secundária; a água concentrada é evaporada e cristalizada usando MVR, e o resíduo de sal é reciclado de forma compatível como recurso.

II. Visão geral dos clientes para tratamento de águas residuais de licor-mãe de PVC

As águas residuais do licor-mãe de PVC originam-se principalmente do processo de separação centrífuga no processo de produção de PVC. É um tipo de efluente industrial com grande volume de descarga, baixo teor orgânico, mas baixa biodegradabilidade. Devido a políticas de proteção ambiental mais rigorosas e à crescente demanda por conservação de água e redução de energia por parte das empresas, cada vez mais empresas de produção de PVC começaram a investir na construção ou modernização de sistemas de reutilização de águas residuais de licor-mãe, a fim de alcançar quase{2}}descarga zero e recuperação de recursos.

Imagem da produção de PVC

III. Tratamento de Águas Residuais de Licor Mãe de PVC

Fonte de Águas Residuais

Fonte principal: O processo de separação centrífuga na produção de resina de PVC gera aproximadamente 3-5 toneladas de águas residuais de licor-mãe para cada 1 tonelada de PVC produzido.

Fontes de composição específicas:

Partículas finas residuais de PVC (SS)

Monômero de cloreto de vinila não reagido (VCM)

Aditivos adicionados, como dispersantes (por exemplo, PVA), iniciadores e terminadores

Uma pequena quantidade de oligômeros e produtos isômeros

Essas substâncias resultam em águas residuais com uma concentração de DQO relativamente baixa (geralmente 100{1}}400 mg/L), mas com baixa biodegradabilidade e contendo substâncias orgânicas difíceis-de degradar (como o álcool polivinílico PVA), tornando o processo de tratamento mais desafiador.

Lidar com o gráfico de comparação

4. Fluxo do processo para tratamento de águas residuais de licor-mãe de PVC

Fluxo do processo de tratamento de águas residuais líquidas mãe de PVC

O efluente líquido-mãe produzido durante o processo de produção do PVC (policloreto de vinila) apresenta características como alta concentração de matéria orgânica, alto teor de sal e dificuldade de degradação. O fluxo do processo de tratamento precisa combinar vários estágios, incluindo pré-tratamento, tratamento profundo e recuperação de recursos para alcançar conformidade com padrões de descarga ou reciclagem de recursos. A seguir está uma análise do fluxo do processo de tratamento de águas residuais com líquido-mãe de PVC com base nos resultados da pesquisa:

1) Estágio de pré-tratamento

O pré-tratamento é a etapa principal no tratamento de águas residuais com líquido-mãe de PVC, com o objetivo de remover partículas grandes de sólidos em suspensão, substâncias coloidais e alguns compostos orgânicos solúveis das águas residuais, criando condições para tratamento profundo subsequente.

1. Pré-tratamento físico

Sedimentação por coagulação: Ao adicionar coagulantes (como PAC, PAM) e auxiliares coagulantes, os sólidos suspensos, colóides (como PVA) nas águas residuais formam flocos e precipitam, melhorando a biodegradabilidade das águas residuais. Este método é amplamente utilizado no tratamento de águas residuais líquidas-mãe centrífugas de PVC.

Filtragem: Uso de filtros de areia, filtros de disco, etc., para remover sólidos residuais em suspensão após o pré-tratamento, garantindo a operação estável de sistemas de tratamento subsequentes (como ultrafiltração, osmose reversa).

Pré--tratamento químico

Desemulsificação e remoção de óleo: Para águas residuais contendo emulsificantes, dispersantes (como águas residuais de resina de pasta de PVC), ajustando o pH e adicionando desemulsificantes especiais, o estado emulsificado é interrompido e as substâncias oleosas são removidas.

Pré--tratamento avançado de oxidação: uso de tecnologia fotoquímica de oxidação avançada (como equipamento ultravioleta avançado de degradação por oxidação), usando radicais hidroxila (·OH) para oxidar e decompor substâncias orgânicas difíceis-de{2}}degradar (como PVA), melhorando a biodegradabilidade das águas residuais.

2) Estágio de tratamento profundo

A etapa de tratamento profundo visa principalmente a alta concentração de matéria orgânica, teor de sal e vestígios de poluentes remanescentes após o pré-tratamento, usando tecnologias como tratamento biológico e separação por membrana para purificar ainda mais a qualidade da água.

1. Tratamento biológico

Processo combinado de acidificação por hidrólise-UASB-A/O-MBR:

Após o ajuste, águas residuais orgânicas de alta{0}concentração são introduzidas no tanque de acidificação de hidrólise para melhorar a biodegradabilidade e depois entram no UASB (leito de lodo anaeróbico de fluxo ascendente) para degradação anaeróbica eficiente. O efluente anaeróbio entra no sistema A/O (aeróbio-anóxico) para remoção de nitrogênio e fósforo e, finalmente, passa pelo sistema MBR (biorreator de membrana) para remover ainda mais matéria orgânica e sólidos suspensos.

2. Tecnologia de separação de membrana

Sistema de ultrafiltração - Osmose Reversa (UF-RO):

As águas residuais pré-tratadas são processadas pelo sistema de ultrafiltração para remover partículas de PVC, iniciadores e outras impurezas. O filtrado então entra no sistema de osmose reversa para remover ainda mais sais e substâncias orgânicas. A água produzida pode ser reaproveitada no processo produtivo, com índice de reaproveitamento superior a 70%. Este processo opera a uma temperatura física e constante, tem baixo consumo de energia e a qualidade da água tratada não apresenta diferenças significativas em relação à água doce dessalinizada.

Na tecnologia patenteada de Huaguo Yuhang, membranas de carboneto de silício de baixa-energia são usadas para filtrar as águas residuais do licor-mãe, recuperar partículas de PVC e obter a utilização dos recursos de águas residuais.

3. Tratamento profundo de oxidação avançada

Oxidação de Ozônio/Oxidação Catalítica: Após o tratamento bioquímico, a degradação adicional de substâncias orgânicas refratárias é realizada através da oxidação de ozônio ou oxidação catalítica de ozônio (catalisador heterogêneo) para garantir DQO estável e compatível no efluente.

3). Utilização de recursos e tratamento terminal

1. Utilização de Recursos Hídricos

As águas residuais após tratamento profundo podem ser filtradas por filtração por membrana (ultrafiltração + osmose reversa) e tecnologia EDI (eletrodeionização) para atender aos padrões de qualidade da água para processos produtivos, e ser reutilizadas em processos como limpeza de reatores de polimerização e resfriamento de equipamentos.

O sistema de circulação de água de resfriamento consegue uma utilização eficiente dos recursos hídricos adicionando inibidores de corrosão e tecnologias eletrônicas de descalcificação.

2. Descarga de Conformidade Terminal

Para águas residuais que não podem ser reutilizadas, após serem tratadas pelos processos acima, elas precisam ser removidas ainda mais dos poluentes residuais através de um filtro biológico de carvão ativado para garantir a conformidade com os indicadores DQO, DBO5, SS, etc.

No tratamento dos gases de escape, gases tóxicos como o VCM (cloreto de vinila) são tratados através de adsorção de carvão ativado/recuperação a frio profundo, combustão catalítica e purificador de álcalis.

V. Fluxograma de Tratamento de Esgoto

Águas residuais de produção → Coagulação e filtração → Remoção e coagulação de óleo → Acidificação hidrolítica → Tratamento bioquímico anaeróbio → Tratamento bioquímico aeróbio → Tratamento avançado → Reutilização ou descarga