Решение для очистки сточных вод при производстве эфира целлюлозы
Ожидается, что объем мирового рынка эфиров целлюлозы достигнет примерно 65,125 миллиардов юаней (около 9 миллиардов долларов США) в 2025 году, при этом совокупный годовой темп роста составит около 8,6% и будет продолжаться до 2032 года, когда ожидается, что он превысит 116 миллиардов юаней.
Эфиры целлюлозы – это тип водо-растворимых полимеров, получаемых путем химической модификации природной целлюлозы. Они широко используются, среди прочего, в строительстве, пищевой промышленности, фармацевтике, средствах личной гигиены, на нефтяных месторождениях. В последние годы, с развитием экологически чистых строительных материалов, функциональных продуктов питания и фармацевтической промышленности, мировой спрос на эфиры целлюлозы продолжает устойчиво расти. Азиатско-Тихоокеанский регион, особенно Китай, стал одним из крупнейших рынков производства и потребления в мире.
I. Обзор заказчиков по очистке сточных вод производства эфиров целлюлозы
Cellulose ethers, as an "industrial seasoning" widely used in construction, medicine, food, etc., generate a large amount of high-concentration organic wastewater during the production process. This type of wastewater has characteristics such as high COD (up to 50,000 mg/L or more), high salt content (>5%), плохая биоразлагаемость и наличие токсичных веществ, подавляющих рост микробов (таких как оксид пропилена, монохлорметан), что делает традиционные методы очистки неэффективными. Поэтому на рынке существует спрос на профессиональные решения по очистке сточных вод.
Компания Jinan Guangbo Environmental Protection Technology Co., Ltd. уже много лет активно занимается очисткой сточных вод эфиром целлюлозы. Решая проблемы отрасли, связанные с высоким содержанием солей, высоким уровнем ХПК и присутствием ингибирующих органических веществ в этом типе сточных вод, компания сформировала зрелую и стабильную комплексную-технологическую систему очистки, охватывающую пред-предварительную очистку, опреснение, биоразложение, глубокую очистку, а также восстановление и повторное использование ресурсов на протяжении всего процесса. Его можно адаптировать к основным сценариям производства эфира целлюлозы, таким как HPMC и CMC, и он реализовал множество проектных решений. Сточные воды соответствуют национальным стандартам, таким как GB 31572-2015, и строгим местным стандартам, а также обеспечивают много-переработку соли, воды и энергии. Он предлагает комплексный-сервис от проектирования схемы, инженерного строительства до управления эксплуатацией и техническим обслуживанием, обеспечивая долгосрочную и эффективную работу системы.
Изображение производства эфира целлюлозы
II. Очистка сточных вод для производства эфира целлюлозы Источник сточных вод
В частности, источники сточных вод производства эфира целлюлозы можно резюмировать следующим образом:
1. Прямой сброс во время производственного процесса: при производстве эфира целлюлозы в результате химических реакций и физической обработки образуются сточные воды, содержащие высокие концентрации органических веществ, солей и других загрязняющих веществ. Эти сточные воды являются основным источником очистки сточных вод.
2. Очистка сточных вод. В ходе производственного процесса при очистке оборудования и инструментов образуется определенное количество сточных вод, которые также содержат определенное количество органических веществ и загрязняющих веществ.
3. Бытовые сточные воды: Бытовые сточные воды предприятий по производству эфира целлюлозы также являются частью очистки сточных вод, хотя концентрация загрязняющих веществ в этой части сточных вод относительно низкая, их все равно необходимо очищать для соответствия нормам сброса.
Таким образом, источники сточных вод производства эфира целлюлозы в основном включают прямые сбросы во время производственного процесса, очистные сточные воды и бытовые сточные воды. Эти сточные воды имеют такие характеристики, как высокая минерализация, высокий уровень ХПК, темный цвет и сложность очистки. Для очистки необходимо применять соответствующие процессы очистки, отвечающие требованиям защиты окружающей среды.
Сравнение фотографий загрязненной воды и фотографий очищенной воды
III. Технологическая схема очистки сточных вод производства эфира целлюлозы
Сточные воды, образующиеся в процессе производства эфира целлюлозы, имеют такие характеристики, как высокая минерализация (до 7–10%), высокий ХПК (обычно 5–100 000 мг/л), насыщенный цвет, плохая биоразлагаемость и т. д. Прямая биологическая очистка затруднена из-за этих характеристик. Поэтому необходимо применять многоэтапный комбинированный процесс, объединяющий физические, химические и биологические методы, для эффективной очистки таких трудно-поддающихся-разложению органических сточных вод.
Подробно процесс описан следующим образом:
1. Этап предварительной-очистки: регулирование качества воды и удаление взвешенных веществ.
Сначала смешайте сточные воды с высокой-концентрацией эфира целлюлозы с другими сточными водами с низкой-концентрацией (например, очистной водой, бытовыми сточными водами) в сборном резервуаре, чтобы сбалансировать качество и объем воды. При этом крупные частицы примесей удаляют через решетки или фильтрующие сетки во избежание засорения последующего оборудования.
2. Регулировка pH и деэмульгационная обработка воздушной флотацией.
Доведите pH сточных вод до 8–9 и добавьте деэмульгаторы, чтобы растворенный эфир целлюлозы выпал в осадок и образовал хлопья. Затем отделяют их от воды с помощью флотации растворенным воздухом, что позволяет удалить 10–20% ХПК и снизить нагрузку на последующую очистку.
3. Выпаривание и концентрационная очистка сточных вод с высокой-минерализацией.
Для сточных вод с высокой-минерализацией и содержанием солей более 10 % используйте MVR (механическую рекомпрессию пара) или много-технологию выпаривания для выпаривания и концентрирования, значительно уменьшая объем сточных вод и восстанавливая конденсатную воду для последующей обработки; Полученную кристаллическую соль из-за присутствия органических загрязнителей часто утилизируют как опасные отходы.
4. Разбавление для контроля содержания солей, поступающих в биохимическую систему.
Смешайте выпаренную концентрированную жидкость или маточный раствор со сточными водами с низкой-минерализацией (например, дождевой водой, охлаждающей водой и т. д.), чтобы обеспечить снижение общего содержания солей в сточных водах до 3–4 %, чтобы обеспечить условия выживания соле-толерантных микроорганизмов и предотвратить ингибирование биологической активности высоким осмотическим давлением.
5. Аноксическое гидролизное подкисление для улучшения биоразлагаемости.
Сточные воды поступают в резервуар гидролизного подкисления, где анаэробные бактерии разлагают крупномолекулярные органические вещества на мелкие молекулы, увеличивая соотношение B/C (т. е. БПК/ХПК), улучшая их биоразлагаемость и создавая благоприятные условия для последующих анаэробных реакций.
6. Анаэробный реактор ABR для эффективного анаэробного разложения.
Используйте модифицированный ABR (бескислородный биологический пластинчатый реактор), который имеет несколько последовательных блоков и активные биологические наполнители, и добавьте сложную популяцию солеустойчивых анаэробных бактерий (таких как солевые бактерии, галофильные бактерии и т. д.), постепенно разлагающих органические вещества. Этот процесс имеет высокую объемную нагрузку, стабильную работу и короткое время запуска-.
7. Аэробная биологическая очистка для дальнейшего снижения содержания органических веществ.
Анаэробные сточные воды попадают в аэробный резервуар (например, A/O, SBR или резервуар контактного окисления), куда подается воздух для насыщения кислородом, а остаточные органические вещества далее разлагаются соле-толерантными аэробными микроорганизмами. На этом этапе удаляется большая часть ХПК, и эффективность лечения значительно повышается.
8. Мембранный биореактор MBR для улучшения отделения осадка-воды.
Аэробные сточные воды проходят через систему MBR, которая имеет ультрафильтрационную мембрану из ПТФЭ (размер пор 0,2 мкм), способную удерживать ил и тугоплавкие частицы, обеспечивая эффективное разделение твердых частиц-жидкости, с прозрачными сточными водами, пригодными для последующей глубокой очистки или повторного использования.
9. Глубокая очистка, такая как окисление Фентона, для улучшения качества сточных вод.
Если сточные воды по-прежнему не соответствуют стандарту, они поступают в окислительный бак Фентона, где Fe²⁺ и H₂O₂ генерируют сильные окисляющие свободные радикалы, разрушая структуру трудно-разлагаемых-органических веществ, дополнительно улучшая биоразлагаемость и удаляя остаточную ХПК.
10. Коагуляционное осаждение и окончательный сброс или повторное использование.
Очищенные сточные воды поступают в флокуляционный отстойник, куда добавляются коагулянты (такие как ПАЦ, ПАМ) для удаления взвешенных веществ и коллоидов. Конечные сточные воды также могут подвергаться обработке нанофильтрацией/обратным осмосом для повторного использования в производстве.
Схема очистки сточных вод
Промышленные сточные воды → Фильтрация и перехват → Регулировка pH → Высокоэффективное осаждение → Анаэробная биохимическая очистка → Аэробная биохимическая очистка → Коагуляция и осаждение → Сброс или повторное использование
IV. Конкретные практические исследования по очистке сточных вод производства эфира целлюлозы
I. Обзор проекта: Проект очистки сточных вод Шаньдунской компании Guangda Ruyue Technology Co., Ltd.
II. Обзор сточных вод: Проектный объем сточных вод составляет 600 м³/сутки.
III. Ситуация со сточными водами: Рафинированный хлопок — это целлюлозный продукт высокой-чистоты, получаемый путем переработки коротких волокон хлопка с помощью таких процессов, как варка в щелочи и отбеливание. Он в основном используется для производства сложных и простых эфиров целлюлозы и других производных целлюлозы и широко применяется в таких областях, как пищевая промышленность, медицина, электроника, производство бумаги, металлургия, аэрокосмическая промышленность и т. д. При производстве рафинированного хлопка образуется большое количество сточных вод, содержащих лигниновые вещества, такие как короткие волокна хлопка. Состав этих сточных вод сложен, а их биоразлагаемость низкая. Если он будет сброшен напрямую без очистки или с некачественной очисткой, он загрязнит водоем, повредит местную структуру почвы и серьезно повлияет на рост сельскохозяйственных культур. Поэтому сточные воды от производства рафинированного хлопка должны быть эффективно очищены, прежде чем их можно будет сбросить.
Биологический метод является широко используемым методом в области очистки органических сточных вод. Благодаря удобству эксплуатации и отсутствию вторичного загрязнения это безопасный и надежный метод очистки сточных вод. Однако из-за высокой концентрации органических загрязнителей в сточных водах производства рафинированного хлопка и высокой биологической токсичности прямое использование биологического метода очистки дает плохой эффект. Если будет найден эффективный метод предварительной-очистки для удаления токсичных загрязнителей и снижения токсичности сточных вод, это значительно улучшит эффект последующей биологической очистки.
IV. Компания Guangbo Environmental Protection специализируется на очистке сточных вод и является профессиональным поставщиком комплексных решений по очистке сточных вод. Он имеет квалификацию экологического инженерного проектирования класса B и квалификацию профессионального подрядчика по экологической инженерии. Она прошла сертификацию ISO и другие системы управления качеством и является филиалом высокотехнологичного-предприятия. Компания в основном занимается очисткой промышленных сточных вод, химической очисткой сточных вод, контролем запаха на канализационных станциях и системами повторного использования воды после очистки сточных вод. Это комплексная компания по защите окружающей среды, которая объединяет исследования и разработки, производство оборудования, инженерный монтаж, пуско-наладочные работы, технические консультации и после-послепродажное обслуживание.
