聚酯化纤废水处理工程设计方案
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1、.1总论1.1 工程概况江苏某公司是一家以聚酯生产为主业的企业，聚酯生产时主要有原料脱水过程中排放的冷凝水、酯化反应过程中排放的酯化水、真空泵强制抽出冷凝水、水环真空泵排水、循环冷却系统排水、生活污水等。它具有成分复杂、浓度较高、来水不稳定，有时夹带油剂、浆料、重油等成分，水体氮、磷成分少，可生化性差的特点。为了保护当地环境和实施可持续发展，集团决定实施污水集中处理，总体规划日处理能力为10000m3/d,分期实施，一期按日处理能力5000吨设计。1.2 设计目的、依据及原则1.2.1 设计目的对废水处理系统工艺单体进行详细优化设计，提出主要设备材料表，据此编制投资估算。1.2.2 设计依据(
2、1)委托单位提供的水质、水量及排放要求；(2)太湖地区城镇污水处理厂及重点工业行业主要水污染物排放限值(DB32/T10722007)；(3)室外排水设计规范(GB50014-2006)(4)污水综合排放标准(GB8978-1996)(5)水处理设备制造技术条件(JB293286)(6)水处理设备油漆、包装技术条件(ZBJ9800387)(7)机械设备安装工程施工及验收规范(GBJ231-75)(8)建筑给水排水设计规范(GBJ1588)(9)废水处理工艺设计规范、手册;(10)同类废水的水质情况;1.2.3设计原则(1)执行国家环境保护的政策，符合国家和地方有关的法规、规范及标准，污水经处理
3、后达标排放并部分回用尾水。(2)根据企业规划和实际情况，以便于运行管理，充分发挥工程投资效益。(3)在平面布局上尽可能安排紧凑，节约用地，为将来的发展、尾水回用处理等保留可用土地，同时在保留足够的绿化用地。(4)尽量提高去除率，减少投资和运行费用。（5）操作管理方便，经常性运行费用低，操作人员的劳动强度低，达标率高。（6）充分考虑尾水的回收利用要求，为尾水回用打下基础。2聚酯生产工艺、污水源分析2.1 聚酯生产工艺2.1.1 聚酯简单介绍以二元或多元醇和竣酸为原料，经过缩聚反应合成的聚酯，通常分为饱和和不饱和两大类，不饱和聚酯分子结构中含有非芳香烂的不饱和键，它们可以被引发交联生成具有网状（体
4、型）结构的热固性高聚物材料；饱和聚酯分子结构中不含非芳姓的不饱和键，是一种线型热塑性高聚物材料。饱和聚酯分类方法通常是根据组成、结构、性能和用途来命名。如按组成和结构有共混聚酯、共（聚）聚酯、结晶聚酯、液晶聚酯、环型聚酯等，如按性能有着色、阻燃、抗静电、吸湿、抗起球、增白、低熔点、增粘（高粘）、增强、阻燃增强聚酯等，如按用途有纤维级、薄膜级、瓶级（瓶用）、塑料级、涂料级、粘合级聚酯等。同时，各种分类之间还有综合相交叉。如按组成和结构分类的共混聚酯、液晶聚酯，按性能分类的阻燃聚酯、抗静电聚酯通称为改性聚酯；通常纤维级聚酯按其中消光剂TiO2含量又可分为（全）消光、半消光、有光、大有光，还包括着色
5、、阻燃、抗起球、吸湿聚酯等；同样抗静电聚酯又包括纤维级、薄膜级等。聚酯纤维制造方法按其使用原料状态的不同，可以分为切片纺丝（间接纺丝）和直接纺丝两类；按纺丝速度的不同，可分为常规纺丝和高速纺丝：按纤维品种的不同又可分为长丝纺丝和短纤维纺丝。在短纤维的纺丝过程中，根据楼层高度和设备布置的不同，分为传统纺丝和短程纺丝（又称紧凑纺丝）。切片纺丝也称间接纺丝，包括切片干燥、熔融、纺丝和后加工等过程。直接纺丝所使用的原料是局聚物熔体，所以不必进行干燥和熔融，而其纺丝和后加工过程与切片纺丝完全一样。聚酯工程塑料，广义讲应包括不饱和和饱和两大类。前者应用于增强塑料领域即所谓“玻璃钢”；后者指热塑性聚酯树脂及
6、其塑料制品。2.1.2 聚酯生产反应方程式聚酯（PET和PBT）合成在生产工业中主要以精对苯二甲酸（PTA）或中纯度对苯二甲酸（MTA）与乙二醇（EG）/l,4一丁二醇（BG）为原料的直接酯化法3（又称PTA法）和以对苯二甲酸二甲酯（DMT）与EG/BG为原料的酯交换法（又称DMT法）。以PTA法和DMT法合成聚酯，又各具有间歇和连续两种工艺，一般采用PTA法的连续生产工艺。直接酯化法：PAT/MTA+EG/BG一PET酯交换法：DMT+EG/BG一PETPTA法连续生产工艺以对苯二甲酸（PTA）和乙二醇（EG）为原料，以Sb2O3为催化剂，经过连续酯化、连续缩聚生成聚酯（PET）。酯化反应方
7、程式如下：一Sb2O3HOOC一COOH+2HOCH2CH20HHOCH2CH2OOCCOOCH2CH2OH+2H2O酯化反应主要副反应为乙二醇合成乙二醇醴、乙二醇分解成乙醛，副反应方程式如下：2HOCH2CH2OH-HOCH2CH20CH2CH20H+H2OHOCH2CH2OH-CH3CHO+H2O酯化反应生成的对苯二甲酸乙二酯（BHET）缩聚反应方程式：一Sb2O3nHOCH2CH2OO9一COOCH2CH20HHOCH2CH2OOCCSCOOnH+n1H0CH2CH20H由于PTA不溶于EG,但可溶于酯化物（BHET）中，因此，PTA和EG（乙二醇）悬浮物（浆液）进入酯化反应釜后，很快由
8、非均相反应转化为均相反应。在酯化反应的同时，还有少量缩聚反应，当酯化率达到约96.5%时，进入缩聚反应器。在睇催化剂存在和真空条件下，随着不断抽走反应生成的小分子EG,缩聚反应不断向正反应方向进行，聚合的分子链不断加大，成为具有一定特性粘度的聚酯熔体。PTA法生产聚酯的物料平衡见表2-1。表2-1PTA法生产聚酯的物料平衡表序号名称单耗（kg/t产品）备注1精对苯二甲酸PTA857333乙二醇EG3二氧化钛TiO23.5消光齐1J4二醋酸睇Sb(Ac)30.37催化剂2.1.3生产工艺流程图在聚酯的生产过程中，由原料聚酯反应得到聚酯熔体，然后经过纺丝后加工得到涤纶纤维，具体的聚酯生产工艺流程见
9、图2-1。图2-1聚酯生产工艺流程图2.2污染源分析生产中主要有原料脱水过程中排放的冷凝水、酯化反应过程中排放的酯化水、真空泵强制抽出冷凝水、水环真空泵排水、循环冷却系统排水、生活污水等。2.2.1聚酯车间废水废水主要为物料发生物理、化学反应中的几种产物：酯化反应生成的副产物水和乙醛，还有缩聚过程中生成的乙二醇以及热解副产物乙醛。酯化过程产生的废水及真空泵抽出冷凝水COD浓度较高，且废水中含有少量的醛类和低聚合物质，B/C都较低，可生化性较差，属高浓度难降解有机废水。废水中的醛类物质和其他有毒物质对生化系统内微生物有毒害作用，从而对生化系统的有效运行造成一定的影响，故该部分废水需经汽提塔吸收，
10、回收乙二醇及吸收废水中乙醛等，以去除废水中的部分醛类和醇类物质，可以有效降低废水的浓度，降低后续处理设施的投资费用。根据同类工程实践6,该类废水中含有大量的醛类、醇类(包括新戊二醇、杂醇)、吠喃类、小分子低聚物等，还有少量的酚类，COD浓度达到2.83.6万mg/L,该部分水需经过汽提处理后再进入污水处理系统，不同厂的汽提塔运行效果和运行状况不同，集团应加强清洁生产水平，使汽提塔高效、稳定运行，为废水处理设施稳定运行、达标回用提供保障。汽提后该股废水的COD浓度约为30005000mg/L,目前该类废水水量约为60m3/h。2.2.2 纺丝油剂废水该类废水主要是纺丝拉伸工序中的水浴、油浴等产生
11、的含油废水，该类废水COD浓度约为20003000mg/L,目前该类废水水量约为2.53m3/h。2.2.3 清洗废水清洗废水主要有聚酯芯清洗废水、纺丝组件清洗废水、地面冲洗水等。3设计水量、水质、设计范围及排放标准3.1设计水量、水质项目服务对象为该区域内的居民及工业企业、超市、酒店、园区管委会以及单位企业。工业园区目前废水排放源为聚酯废水、纺丝废水及镇区、园区的生活污水。根据园区发展规划，园区将建设集中污水处理厂，并在达标排放的基础上进行全部回用。目前各个排污单位的水质水量情况见表3-1o表3-1各个排污单位的水质水量情况统计表在舁厅P项目水量水质废水类别小时水量(m3/h)日水量(m3/
