聚酯化纤废水处理工程设计方案dzif.docx
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1、1 总论论1.1 工程概概况江苏某公公司是一一家以聚聚酯生产产为主业业的企业业,聚酯酯生产时主要有有原料脱脱水过程程中排放放的冷凝凝水、酯酯化反应应过程中中排放的的酯化水水、真空空泵强制制抽出冷冷凝水、水水环真空空泵排水水、循环环冷却系系统排水水、生活活污水等等。它具具有成分分复杂、浓浓度较高高、来水水不稳定定,有时时夹带油油剂、浆浆料、重重油等成成分,水水体氮、磷磷成分少少,可生生化性差差的特点点。为了了保护当当地环境境和实施施可持续续发展,集集团决定定实施污污水集中中处理,总体规划日处理能力为10000 m3/d,分期实施,一期按日处理能力5000吨设计。1.2 设计目目的、依依据及原原则
2、1.2.1 设设计目的的对废水处处理系统统工艺单单体进行行详细优优化设计计,提出出主要设设备材料料表,据据此编制制投资估估算。1.2.2设计计依据(1)委委托单位位提供的的水质、水水量及排排放要求求;(2)太太湖地区区城镇污污水处理理厂及重重点工业业行业主主要水污污染物排排放限值值(DDB322/T11072220007);(3)室室外排水水设计规规范(GB5500114220066)(4)污水综合排放标准(GB8978-1996)(5)水水处理设设备制造造技术条条件 (JJB29932886)(6)水水处理设设备油漆漆、包装装技术条条件 (ZZBJ9980003877)(7)机机械设备备安装
3、工工程施工工及验收收规范 (GBBJ2331775)(8)建建筑给水水排水设设计规范范 (GGBJ115888)(9)废废水处理理工艺设设计规范范、手册册;(10)同类废水的水质情况;1.2.3 设设计原则则(1)执执行国家家环境保保护的政政策,符符合国家家和地方方有关的的法规、规规范及标标准,污污水经处处理后达达标排放放并部分分回用尾尾水。(2)根根据企业业规划和和实际情情况,以以便于运运行管理理,充分分发挥工工程投资资效益。(3)在在平面布布局上尽尽可能安安排紧凑凑,节约约用地,为为将来的的发展、尾尾水回用用处理等等保留可可用土地地,同时时在保留留足够的的绿化用用地。(4)尽尽量提高高去除
4、率率,减少少投资和和运行费费用。(5)操操作管理理方便,经经常性运运行费用用低,操操作人员员的劳动动强度低低,达标标率高。(6)充充分考虑虑尾水的的回收利利用要求求,为尾尾水回用用打下基基础。2聚酯生生产工艺艺、污水水源分析析2.1聚聚酯生产产工艺2.1.1 聚酯简简单介绍绍以二元或或多元醇醇和羧酸酸为原料料,经过过缩聚反反应合成成的聚酯酯,通常常分为饱饱和和不不饱和两两大类,不不饱和聚聚酯分子子结构中中含有非非芳香烃烃的不饱饱和键,它它们可以以被引发发交联生生成具有有网状(体型)结构的的热固性性高聚物物材料;饱和聚聚酯分子结结构中不不含非芳芳烃的不不饱和键,是是一种线线型热塑塑性高聚聚物材料
5、料。饱和聚酯酯分类方方法通常常是根据据组成、结结构、性性能和用用途来命命名。如如按组成成和结构构有共混混聚酯、共共(聚)聚酯、结结晶聚酯酯、液晶晶聚酯、环环型聚酯酯等,如按性性能有着着色、阻阻燃、抗抗静电、吸吸湿、抗抗起球、增增白、低低熔点、增增粘(高粘)、增强强、阻燃燃增强聚聚酯等,如按用用途有纤纤维级、薄薄膜级、瓶瓶级(瓶用)、塑料料级、涂涂料级、粘粘合级聚聚酯等。同同时,各各种分类类之间还还有综合合相交叉叉。如按按组成和和结构分分类的共共混聚酯酯、液晶晶聚酯,按按性能分分类的阻阻燃聚酯酯、抗静静电聚酯酯通称为为改性聚聚酯;通通常纤维维级聚酯酯按其中中消光剂剂TiOO2含量又又可分为为(全
6、)消光、半半消光、有有光、大大有光,还还包括着着色、阻阻燃、抗抗起球、 吸湿聚聚酯等;同样抗抗静电聚聚酯又包包括纤维维级、薄薄膜级等等。聚酯纤维维制造方方法按其其使用原原料状态态的不同同,可以以分为切切片纺丝丝(间接接纺丝)和和直接纺纺丝两类类;按纺纺丝速度度的不同同,可分分为常规规纺丝和和高速纺纺丝:按按纤维品品种的不不同又可可分为长长丝纺丝丝和短纤纤维纺丝丝。在短短纤维的的纺丝过过程中,根根据楼层层高度和和设备布布置的不不同,分分为传统统纺丝和和短程纺纺丝(又又称紧凑凑纺丝)。切切片纺丝丝也称间间接纺丝丝,包括括切片干干燥、熔熔融、纺纺丝和后后加工等等过程。直直接纺丝丝所使用用的原料料是局
7、聚聚物熔体体,所以以不必进进行干燥燥和熔融融,而其其纺丝和和后加工工过程与与切片纺纺丝完全全样。聚酯工程程塑料,广广义讲应应包括不不饱和和和饱和两两大类。前前者应用用于增强强塑料领领域即所所谓“玻璃钢钢”;后者者指热塑塑性聚酯酯树脂及及其塑料料制品。2.1.2 聚酯生生产反应应方程式式聚酯(PPET和和PBTT)合成成在生产产工业中中主要以以精对苯苯二甲酸酸(PTTA)或或中纯度度对苯二二甲酸(MMTA)与与乙二醇醇(EGG)/ l,4丁丁二醇(BBG)为为原料的的直接酯酯化法3(又又称PTTA法)和和以对苯苯二甲酸酸二甲酯酯(DMMT)与与EG/BG为为原料的酯酯交换法法(又称称DMTT法)
8、。以以PTAA法和DDMT法法合成聚聚酯,又又各具有有间歇和和连续两两种工艺艺,一般般采用PPTA法法的连续续生产工工艺。直接酯化化法:PPAT/ MTTA+ EGG/ BGGPETT酯交换法法:DMMT+EG/BGPETTPTA法法连续生生产工艺艺以对苯苯二甲酸酸(PTTA)和和乙二醇醇(EGG)为原原料,以以Sb22O3为催化化剂,经经过连续续酯化、连连续缩聚聚生成聚聚酯(PPET)。Sb2O3酯化反应应方程式式如下:HOOCC COOOH+ 2HOOCH22CH2OH HOCHH2CH2OOC CCOOCCH2CH2OH+2H22O酯化反应应主要副副反应为为乙二醇醇合成乙乙二醇醚醚、乙二
9、二醇分解解成乙醛醛,副反反应方程程式如下下:2HOCCH2CH2OH HOOCH22CH2OCH22CH2OH + HH2OHOCHH2CH2OH CHH3CHOO + H2OSb2O3酯化反应应生成的的对苯二二甲酸乙乙二酯(BHEET)缩聚反反应方程程式:nHOCCH2CH2OOCC COOOCH22CH2OH HOCCH2CH2OOCC CCOOnH+nn1HOOCH22CH2OH由于PTTA不溶溶于EGG,但可可溶于酯酯化物(BBHETT)中,因因此,PPTA和和EG(乙二醇醇)悬浮物物(浆液液)进入入酯化反反应釜后后,很快快由非均均相反应应转化为为均相反反应。在在酯化反反应的同同时,还
10、还有少量量缩聚反反应,当当酯化率率达到约约96.5%时时,进入入缩聚反反应器。在在锑催化化剂存在在和真空空条件下下,随着着不断抽抽走反应应生成的的小分子子EG,缩缩聚反应应不断向向正反应应方向进进行,聚聚合的分分子链不不断加大大,成为为具有一一定特性性粘度的的聚酯熔熔体。PPTA法法生产聚聚酯的物物料平衡衡见表22-1。表2-11PTAA法生产产聚酯的的物料平平衡表序号名称单耗(kkg/tt产品)备注1精对苯二二甲酸PPTA8572乙二醇EEG3333二氧化钛钛TiOO23.5消光剂4三醋酸锑锑Sb(Ac)30.377催化剂2.1.3 生产工工艺流程程图在聚酯的的生产过过程中,由由原料聚聚酯反
11、应应得到聚聚酯熔体体,然后后经过纺纺丝后加加工得到到涤纶纤纤维,具具体的聚聚酯生产产工艺流流程见图图2-11。消光剂乙二醇回酯化釜水、乙醛等EG旋转给料器酯化反应釜浆料混合槽熔体过滤、输送预缩聚反应釜后缩聚反应釜直接纺涤纶短丝铸 带水下切粒切片烘干包 装水、乙醛等废气粉尘尾气洗涤塔冷凝塔废水去汽提塔冷凝器EG喷射泵冷凝器EG乙二醇液封槽EG去浆料混合槽低聚酯废渣PTAEG催化剂回流槽精馏塔图2-11 聚酯生生产工艺艺流程图图2.2 污染源源分析生产中主主要有原原料脱水水过程中中排放的的冷凝水水、酯化化反应过过程中排排放的酯酯化水、真真空泵强强制抽出出冷凝水水、水环环真空泵泵排水、循循环冷却却系
12、统排排水、生生活污水水等。2.2.1 聚聚酯车间间废水废水主要要为物料料发生物物理、化化学反应应中的几几种产物物:酯化化反应生生成的副副产物水水和乙醛醛,还有有缩聚过过程中生生成的乙乙二醇以以及热解解副产物物乙醛。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。废水中的的醛类物物质和其其他有毒毒物质对对生化系系统内微微生物有有毒害作作用,从从而对生生化系统统的有效效运行造造成一定定的影响响,故该该部分废废水需经经汽提塔塔吸收,回收乙乙二醇及及吸收废废水中乙乙醛等,以以去除废废水中的的部分醛醛类和醇醇类物
13、质质,可以以有效降降低废水水的浓度度,降低低后续处处理设施施的投资资费用。根据同类类工程实实践66,该该类废水水中含有有大量的的醛类、醇醇类(包包括新戊戊二醇、杂杂醇)、呋呋喃类、小小分子低低聚物等等,还有有少量的的酚类,CCOD浓浓度达到到2.883.6万mmg/LL,该部部分水需需经过汽汽提处理理后再进进入污水水处理系系统,不不同厂的的汽提塔塔运行效效果和运运行状况况不同,集集团应加加强清洁洁生产水水平,使使汽提塔塔高效、稳稳定运行行,为废废水处理理设施稳稳定运行行、达标标回用提提供保障障。汽提后该该股废水水的COOD浓度度约为33000050000mmg/LL,目前前该类废废水水量量约为
14、660m33/h。2.2.2 纺丝油油剂废水水该类废水水主要是是纺丝拉拉伸工序序中的水水浴、油油浴等产产生的含含油废水水,该类类废水CCOD浓浓度约为为2000030000mg/L,目目前该类类废水水水量约为为2.553 m3/h。2.2.3 清洗废废水清洗废水水主要有有聚酯芯芯清洗废废水、纺纺丝组件件清洗废废水、地地面冲洗洗水等。3 设设计水量量、水质质、设计计范围及及排放标标准3.1 设计水量量、水质质项目服务务对象为为该区域域内的居居民及工工业企业业、超市市、酒店店、园区区管委会会以及单单位企业业。工业业园区目目前废水水排放源源为聚酯酯废水、纺纺丝废水水及镇区区、园区区的生活活污水。根根
15、据园区区发展规规划,园园区将建建设集中中污水处处理厂,并并在达标标排放的的基础上上进行全全部回用用。目前前各个排排污单位位的水质质水量情情况见表表3-11。表3-11 各个个排污单单位的水水质水量量情况统统计表序号项目水量水质废水类别别小时水量量(m3/h)日水量(m3/d)COD(mg/L)SS(mg/L)pH1聚酯废水水601440030000500003005000562生活污水水62.551500025035001502500693全混合废废水122.5318001500025500200350069说明:工工业园区区、镇区区等职工工、流动动人口、商商贸、集集镇等人人口按1100000
16、人来来预测,以以人均生生活污水水排放量量0.115m33/d来来估算。(1)设设计水量量构成污水水处理厂厂进水量量的有:工业废废水,商商业和公公共事业业污水,居居民、职职工生活活污水,渗渗入管网网系统的的地下水水及其他他废水等等。工业业废水包包括聚酯酯废水、纺纺丝油剂剂废水和和清洗废废水及其其经过脱脱硫塔后后的脱硫硫废水,和和其他企企业排放放的废水水;生活活污水包包括工业业园区的的企业、酒酒店、超超市、园园区管委委会、商商业和公公共事业业等生活活污水;其他水水包括污污水管网网的渗漏漏和初期期雨水等等。工业业园区废废水水量量现状及及预测水水量见表表3-22。序号项目目设计水水量废水类别别现状水量
17、量(m3/d)预测水量量( m33/d)1聚酯废水水144003000023生活污水水1500015000地下水渗渗入和初初期雨水水5005004总水量3440050000表3-22 工工业园区区废水水水量现状状和预测测表说明:聚聚酯废水水排放量量的现状状水量已已含发展展的余量量,考虑虑行业发发展趋势势和国民民经济增增长,以以9%来来考虑现现状的发发展速度度。考虑到工工业园区区有一定定的企业业增长率率及现有有企业的的发展,工工业废水水和生活活污水会会随之增增加,一一期工程程实施334年后后,到第第四年污污水量为为50000m3/d,故故一期的的设计规规模为55000mm3/d。规规划远期期设计
18、规规模为1100000m33/d,分分两期实实施,一一期和二二期设计计规模分分别为550000 m33/d。目前一期期工程设设计水量量Qd=50000mm3/d,QQh=2110m33/h,QQhmaax=2220mm3/h,(2)设设计水质质污水处理理厂进水水水质是是污水处处理厂设设计的重重要基础础资料。商业、共共用事业业、居民民职工等等生活污污水水质质生活污水水有部分分地下水水渗漏进进入及雨雨水进入入,故水水中有机机物浓度度应较一一般生活活污水低低些,设设计考虑虑的水质质情况如如表3-3:表3-33生活污污水设计计水质情情况单位位:mgg/L 项目 名称pHBOD55CODSSNH3-NT
19、P进水水质质设计水质质69691002000150250300030015020002003044035122接管企企业、单单位的污污水水质质参照相关关地区污污水处理理厂水质质要求,结结合太湖湖地区的的水质情情况,参参考污污水排入入城市下下水道水水质标准准(CCJ30082119999),对对排入城城市下水水道的工工业废水水有明确确的水质质指标规规定,主主要水质质指标见见表3-4:表3-44 排排入城市市下水道道的工业业废水水水质指标标规定项目CODCCrNH3-NBOD55SSpH要求5000mg/L35mmg/LL3000 mgg/L4000 mgg/L69其中第一一类污染染物必须须经过预
20、预处理后后达到污污水综合合排放标标准(GGB89978-19996)表表1的要要求方可可排入工工业园区区集中污污水处理理厂。表3-55 聚酯酯废水设设计水质质名称 项项目pHCOD(mg/L)SS(mmg/LL)进水水质质设计水质质56563000050000450003005000500聚酯废废水水质质 经过汽汽提塔后后的聚酯酯废水水水质,具具体指标标见表33-5。现状水水质监测测数据现状水质质监测数数据见表表3-66.表3-66 现现状水质质监测数数据序号项目pHCOD(mmg/LL)电导率(uus/ccm)TDS(mg/L)盐度(pppt)1234567汽提塔出出水纺丝油剂剂废水清洗废水
21、水脱硫废水水蒸馏水自来水河水558777726755355441894434177107.3265259488001.232042953.77132.5129.5244000.611160.321400.10.12.900.10.2说明:TTDS为为总溶解解性固体体,以上上数据为为20115年111月66日取样样数据。3.2 设计计范围废水处理理系统设设计从集集水井进进水法兰兰开始,到到系统出出水口管管为止,从从聚酯厂厂和化纤纤厂废水水的管道道输送不不在此设设计范围围,具体体如下:(1)废废水从污污水处理理系统的的集水井井开始,到到系统出出口为止止; (2)电电器系统统从污水水处理系系统进口口
22、的上接接线柱,到到系统出出口为止止。(3)污污泥从沉沉淀池开开始,到到离心分分离脱水水为止;(4)沼沼气从厌厌氧塔水水封到系系统输气气管止。3.3 排放放标准根据太太湖地区区城镇污污水处理理厂及重重点工业业行业主主要水污污染物排排放限值值(DDB322/T10772220077)中中的要求求, 经经过处理理后的废废水主要要具体指指标要求求如下:CODCCr60mgg/L NH33-N 5mgg/L总氮 15mmg/LL T P 0.5 mmg/LLp H 693.4 回用用水质要要求循环冷却却水的水水质标准准应根据据换热设设备的结结构形式式、材质质、工况况条件、污污垢热阻阻值、腐腐蚀率以以及所
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