聚酯酯化废水的工艺处理

聚酯酯化废水的工艺处理

李虹泽

410381199203238513  河南省洛阳市471000

摘要：现阶段，我国是世界上污水排放量最多的国家。据统计，我国生产1吨聚酯（PET）排放污水1.78吨。其废水产生主要集中在酯化阶段，产生量为0.19/吨。现阶段，我国聚酯及相关产品产量约4000万吨，废水总量达7000万吨。因此，有必要了解如何有效处理聚酯酯化废水。

关键词：聚酯；酯化废水；工艺处理

一、引言

PET是以精对苯二甲酸和乙二醇为原料，通过酯化、缩聚反应生产的，同时酯化、缩聚过程会产生大量含有机物的酯化废水。酯化废水污染物含量高，导致其化学需氧量（COD）值高达20000～30000mg/L；其成分比较复杂，主要有乙二醇、乙醛等有机物。 [1]

为了解决上述聚酯废水有机物的回收，同时减少对环境的污染，再即保证不浪费资源，又能为企业带来更大的经济收入，文章介绍数种市场主流的废水处理工艺。

二、聚酯酯化废水的处理工艺

（一）有机物回收工艺

聚酯是纺织工业和工程塑料工业最重要的原材料，然而，每生产1吨聚酯产品就会直接产生废水约0.187吨，虽然这些有机物的总含量只有废水的1%-2%，但这些有机物进入水体后会污染水源。[2]

现阶段，大多数PET企业都建立了一套完整的酯化废水预处理工艺进行废水处理。汽提后的富含乙醛的废气作为燃料在热环境炉中燃烧，然后转入乙醛回收装置进行处理，既减少了排放，又提高了资源回收率，工艺流程如图1所示。

图1-1 酯化废水工艺流程图

1.汽提系统

PET酯化废水首先进入汽提塔，0.5MPa水蒸气进入汽提塔底部，水蒸气的质量分数约为88%，2-甲基-1 ,3-二氧戊环约2%，在空气冷却器的作用下冷凝，形成冷凝液，然后通过冷凝冷却器冷却。然后工艺废水经进料泵泵入乙醛精馏塔。处理后的塔釜废水COD值大幅降低，满足污水处理要求，送污水处理厂进一步处理。[3]

2.精馏单元

凝液收集罐中汽提后的尾气凝液经进料预热器预热（以杂质处理塔内的水为预热热源），然后送至乙醛精馏塔中部。余热锅炉产生的蒸汽用于塔式锅炉提供精馏所需的热量。生成的混合蒸气从塔底蒸发，蒸气与冷凝液反向运动，完成传质和传热，同时乙醛和乙二醇的缔合逐渐分解，乙醛蒸气在塔顶富集。塔底废水送至净化塔分离乙二醇。

乙醛蒸气在塔顶冷凝后进入乙醛回流罐，经过化学反应后再进入精馏塔，进行再次分解，部分分解物进入乙醛中间罐，取样后流入工业乙醛储罐并且分析达到排放标准。[4]

3.乙二醇除杂单元

脱除乙醛后，汽提尾气冷凝物收集在乙醛精馏塔底部，然后送至汽提塔顶部加热（蒸汽加热），得到一定浓度乙醛的乙二醇水溶液，被输送至装置工艺塔上部进行回用。

（二）膜技术工艺

1.反渗透膜分离技术

该类型膜是现阶段行业内最先进的膜分离技术，原理主要是根据溶液的渗透压原理。反渗透膜装备应放置在温度5-38摄氏度的环境中，设备必须在到达现场后30天内安装完毕并投入使用，以尽可能减少故障和设备故障，有效延长设备的使用寿命。 [5]

利用酯化反应对废水进行处理，利用汽提技术进行原始脱除，由于聚酯生产废水往往含有乙二醇物质，基于此可以使用反渗透膜技术，对废水中的乙二醇进行收集。在塔的底端富含乙二醇等物质，经过两级降低温度后进入该超滤模块。浓缩后再处理。[6]

2.超滤膜分离技术

当需要有效分离或净化溶质和气体时，可以采用超滤膜技术。该技术采用渗透性良好的膜作为分离介质，整个膜壁布满各种小孔，溶剂和一些分子颗粒可以穿过膜壁得到滤液，而大分子物质无法通过。超滤膜分离是一个动态的分离过程，体积比较大的物质随着浓缩液慢慢流过膜组件，设备出现整体宕机的可能性较小，整个过滤过程可在常温环境下进行，在实践中证明节能效果效率较高。 [7]

3.微滤膜分离技术

这种膜技术出现较早，在20世纪70年代就已发展起来，并在随后的十年中迅速推广，微膜分离技术一度受到业界的高度青睐，有效滤除化工废水中原本隐藏的细小杂质。可以有效过滤尺寸略大于孔径的细小颗粒，过滤效果好，操作比较简单，使用成本方面有优势。

（三）活性污泥法

活性污泥法广泛应用于生活污水和化工污水的处理，活性污泥法工艺流程大致为：污水进入曝气池，在曝气池内形成混合液，空气压缩机向混合液供给空气，空气以细小气泡的形式转移到曝气池中。通过曝气池底部的通气孔，池内混合液的含氧量和空气量增加，细菌分解废水的能力增强。沉降池用于沉降，最终分离细菌消化后的沉降物。但该方法对于聚酯有机废水的效用有限。

（四）PACT工艺（生物碳法工艺）

PACT 工艺类似于废水处理的活性污泥工艺。此工艺是在曝气池中放入活性炭，可以增加不可降解物质的去除效率，并快速吸附水中溶解的有机物，富集微生物。 [8]

以上四种聚酯酯化废水处理工艺，以聚酯酯化废水中有机物回收技术的效果最好，在降低聚酯酯化废水处理成本的同时，也通过有机物回收创造一定的经济效益，因此在行业内得到了广泛应用和快速推广。

三、聚酯酯化废水中有机物回收技术经济效益描述分析

从经济角度看，从酯化废水中提取工业乙醛具有很高的经济效益，可用于树脂、橡胶、塑料等材料的制备，也可用于造纸和制药行业。聚酯生产所需原料乙二醇的价格也在7000元/吨以上，分离出来的酯化废水中的乙二醇可送至聚酯装置重复利用，从而节省成本。 [9]

（一）经济效益

酯化废水中具有经济重要性的有机物主要是乙醛和乙二醇，下面是某年产100万吨聚酯工厂的效益分析，主要回收产品及产品见表3-1；

表3-1产品及收益表

从表中可以看出，与传统的用细菌直接消化聚酯废水中有机物的废水处理方法相比，该方法可为年产100万吨的中型聚酯企业提供显着的经济效益。

（二）社会效益

聚酯酯化废水中有机物的回收不仅可以提高企业的经济效益，而且具有一定的社会效益。这种未经处理的酯化废水污染水源并危害水中的各种生物，废气直接排放到空气中，散发出的恶臭和异味直接污染大气。这两大污染严重影响了我们的社会环境。乙醛等有机废液在常温下属于挥发性物质，挥发性物质对人体有直接刺激作用，如果发生轻度中毒，会引起头晕、哮喘、呕吐等反应。血液中的含量减少，血压升高。

四、结语

本着“绿水青山就是金山银山”的发展理念，聚酯酯化废水技术处理变废为宝，节能减废，打造高效绿色经济。通过回收PET酯化废水中的乙醛和乙二醇，实现资源循环利用，经济效益显着。聚酯酯化废水处理项目的实施，大大提高了企业的环保水平，将有助于企业朝着清洁生产、资源节约、环境相容的方向发展。参考文献

[1]朱小冬,贠延滨,马青青,朱玉合,王磊.化学絮凝法和微电解法预处理酯化废水研究[J].环境工程,2016,34(S1):373-377.

[2]朱小冬,贠延滨,马青青,朱玉合,王磊,陈金金.絮凝强化铁炭微电解预处理酯化废水的研究[J].工业水处理,2016,36(12):39-42.

[3].上海石化聚酯装置应用“聚酯酯化废水中有机物回收技术”[J].石油炼制与化工,2018,49(06):100.