PVC 모액 폐수 처리

PVC 모액 폐수처리액

세계 PVC 시장 규모는 2023년 약 806억 3천만 달러였으며, 2028년에는 약 1,156억 6천만 달러로 연평균 약 7.48%의 성장률을 보이며 성장할 것으로 예상된다. 아시아가 지배적인 시장이며, 중국이 최대 생산자이자 소비자입니다.

폴리염화비닐(PVC)은 뛰어난 내화학성, 절연 특성 및 비용 이점으로 인해 중요한{0}}범용 플라스틱입니다. 건설, 전선 및 케이블, 의료, 포장 등의 분야에서 널리 사용됩니다. 최근 몇 년 동안 세계 PVC 시장은 도시화, 인프라 건설, 환경 보호 정책에 힘입어 안정적인 성장 추세를 유지해 왔습니다. 중국은 생산능력, 생산량, 수요 측면에서 세계를 선도하며 세계 시장에 큰 영향력을 갖고 있다.

프로젝트 사례

프로젝트 개요

• 주체 : 산동신룡전기화학그룹(연산 12만톤 PVC공장 配套)
• 규모: 설계 처리 용량 1600m³/d, 연간 처리되는 모액 약 500,000톤
• 배경: 원래 모액은 부분적으로만 재사용되었으며 대부분이 배출되었습니다. 오염 비용이 발생했을 뿐만 아니라 수자원도 낭비되었습니다.
• 목표: 폐수 배출 제로, 유출수는 중합 생산을 위한 수질 기준을 충족하고 완전한 재사용을 달성합니다.

수질특성 및 처리과정

모액 수질 특성(원심부 배출)

o 유입량: COD ≒ 300~500 mg/L, 높은 SS, 수온 45~55도, pH ≒ 5.5~6.5, B/C 0.2 이하(나쁜 생분해성), 미량의 PVA 및 수은 함유

o 목표: 배출수 COD 50 mg/L 이하, 전도도 500 μS/cm 이하, 탁도 5 NTU 이하, GB/T 19923-2005 산업 재생수 표준 충족.

핵심 프로세스 흐름(맞춤형 조합)

1. 전-처리: 화격자 → 균질화 탱크(균질화 및 균질화, 35도 이하로 냉각) → 응고 및 침전(SS 및 콜로이드 제거)

2. 생화학적 처리: 전-오존 산화(B/C를 0.35+로 증가) → 가수분해 산성화(HRT=8h) → 접촉 산화(슬러지 농도 3.5~4.5g/L) → 2차 침전조(생화학적 슬러지 제거)

3. 고도처리 : 모래여과 → 후-오존산화(COD 50mg/L 이하로 감소) → 생물학적 활성탄(BAC) → 이온교환(잔류이온 제거) → 정밀여과(5μm 보안여과)

4. 재사용 시스템 : 생산저수조 → 가변빈도 급수 → 중합부 재사용(담수, 순수 대체)

III. 치료 효과 및 주요 지표(안정적인 운영 데이터)

기술적 특징 및 혁신 포인트:

1. 오존 - 생화학적 시너지: 사전- 오존 산화는 생분해성을 향상시키는 반면, 사후- 오존 처리는 폐수에서 안정적이고 규정을 준수하는 COD를 보장합니다. 물 1톤당 오존 주입량은 15~20mg/L로 제어되며 비용도 통제 가능합니다.

2. 모듈식 고급 처리: BAC + 이온 교환 조합은 유출수 품질을 수돗물보다 우수하게 보장하고 중합 반응기의 공급물로 직접 재사용할 수 있습니다.

3. 열 에너지 회수: 모액의 잔열을 활용하여 생화학적 공급수를 예열하여 시스템 에너지 소비를 약 15% 줄입니다.

4. 무방류 설계: 생화학 슬러지를 탈수 및 건조시킨 후 조화롭게 폐기하여 2차 오염을 제거합니다. 농축된 물은 MVR을 사용하여 증발 및 결정화되고, 소금 잔류물은 규정에 따라 자원으로 재활용됩니다.

II. PVC모액폐수처리 고객개요

PVC 모액 폐수는 주로 PVC 생산공정 중 원심분리 공정에서 발생한다. 이는 배출량이 많고 유기물 함량이 낮으나 생분해성이 낮은 일종의 산업폐수입니다. 더욱 엄격한 환경 보호 정책과 물 절약 및 에너지 절감에 대한 기업의 요구가 증가함에 따라 점점 더 많은 PVC 생산 기업이 거의 제로 배출 및 자원 회수를 달성하기 위해 모액 폐수 재사용 시스템을 구축하거나 업그레이드하는 데 투자하기 시작했습니다.-

PVC 생산 사진

III. PVC 모액폐수 처리

폐수 발생원

핵심 배출원: PVC 수지 생산 시 원심분리 공정에서는 생산되는 PVC 1톤당 모액 폐수 약 3~5톤이 생성됩니다.

특정 구성 소스:

잔류 PVC 미립자(SS)

미반응 염화비닐단량체(VCM)

분산제(예: PVA), 개시제, 종결제 등의 첨가제 추가

소량의 올리고머 및 이성체 제품

이러한 물질은 COD 농도가 상대적으로 낮지만(일반적으로 100-400mg/L) 폐수를 생성하지만 생분해성이 낮고 분해가 어려운 유기 물질(예: 폴리비닐알코올 PVA)을 포함하고 있어 처리 과정이 더욱 까다롭습니다.

비교 차트 처리

IV. PVC 모액 폐수 처리 공정 흐름

PVC 모액 폐수 처리 공정 흐름

PVC(폴리염화비닐) 생산공정에서 발생하는 모액폐수는 유기물 농도가 높고, 염분 함량이 높으며, 분해되기 어려운 특성을 가지고 있습니다. 처리 공정 흐름은 배출 기준 또는 자원 재활용을 준수하기 위해 전처리, 심층 처리, 자원 회수 등 여러 단계를 결합해야 합니다. 검색결과를 바탕으로 PVC 모액 폐수처리 공정흐름을 분석하면 다음과 같다.

1) 전-치료 단계

전{0}}처리는 PVC 모액 폐수 처리의 핵심 단계로, 폐수에서 큰 입자의 부유 고형물, 콜로이드 물질 및 일부 용해성 유기 화합물을 제거하여 후속 심층 처리를 위한 조건을 만드는 것을 목표로 합니다.

1. 물리적 전{1}}처리

응고침전: 응집제(예: PAC, PAM) 및 응고 보조제를 첨가하면 폐수 중의 부유 고형물, 콜로이드(예: PVA)가 플록을 형성하고 침전되어 폐수의 생분해성을 향상시킵니다. 이 방법은 PVC 원심 모액 폐수 처리에 널리 사용됩니다.

필터링: 모래 필터, 디스크 필터 등을 사용하여 전처리 후 잔류 부유 물질을 제거하고-후속 처리 시스템(예: 한외여과, 역삼투압)의 안정적인 작동을 보장합니다.

화학적 전처리-

항유화 및 유분제거 : 유화제, 분산제(PVC 페이스트수지 폐수 등)가 함유된 폐수에 대해 pH를 조절하고 특수 항유화제를 첨가하여 유화상태를 파괴하고 유분을 제거합니다.

고급 산화 전{0}}처리: 광화학적 고급 산화 기술(예: 자외선 고급 산화 분해 장비)을 사용하고, 수산화 라디칼(·OH)을 사용하여 분해가 어려운-유기 물질(예: PVA)을 산화 및 분해하여(예: PVA) 폐수의 생분해성을 향상시킵니다.

2) 딥 트리트먼트 단계

심층처리 단계에서는 주로 전처리 후 잔류하는 고농도 유기물, 염분, 미량 오염물질을 처리하는 단계로, 생물학적 처리, 막분리 등의 기술을 이용해 수질을 더욱 정화합니다.

1. 생물학적 처리

가수분해 산성화-UASB-A/O-MBR 결합 공정:

조정 후 고농도 유기성 폐수는 가수분해 산성화조로 유입되어 생분해성을 향상시킨 후 UASB(상류 혐기성 슬러지 베드)로 유입되어 효율적인 혐기성 분해가 이루어집니다. 혐기성 유출수는 질소 및 인 제거를 위해 A/O(무산소{2}}호기성) 시스템으로 들어가고 최종적으로 MBR(막 생물 반응기) 시스템을 통과하여 유기물과 부유 고형물을 추가로 제거합니다.

2. 막분리 기술

한외여과 - 역삼투(UF-RO) 시스템:

전처리된 폐수는 한외여과 시스템을 통해 처리되어 PVC 입자, 개시제 및 기타 불순물을 제거합니다. 그런 다음 여과액은 역삼투압 시스템으로 들어가 염분과 유기 물질을 추가로 제거합니다. 생산된 물은 생산과정에서 재사용이 가능하며 재사용률은 70% 이상입니다. 이 공정은 물리적이고 일정한 온도에서 운영되며, 에너지 소모가 적고, 처리수질은 담수와 큰 차이가 없습니다.

Huaguo Yuhang의 특허 기술에서는 저에너지 탄화규소 멤브레인을 사용하여 모액 폐수를 여과하고 PVC 입자를 회수하며 폐수 자원 활용을 달성합니다.

3. 고급 산화 딥 트리트먼트

오존 산화/촉매 산화: 생화학적 처리 후 오존 산화 또는 오존 촉매 산화(이종 촉매)를 통해 내화성 유기 물질의 추가 분해가 수행되어 배출수에서 안정적이고 규정을 준수하는 COD를 보장합니다.

3). 자원 활용 및 최종 처리

1. 수자원 활용

심층처리 후 폐수는 막여과(한외여과+역삼투) 및 EDI(전기탈이온화) 기술을 통해 여과하여 생산 공정 수질 기준을 충족할 수 있으며, 중합 반응기 세척, 장비 냉각 등의 공정에 재사용할 수 있습니다.

냉각수 순환 시스템은 부식 방지제와 전자 디스케일링 기술을 추가하여 효율적인 수자원 활용을 실현합니다.

2. 터미널 준수 방전

재사용이 불가능한 폐수는 위의 과정을 거쳐 처리된 후, COD, BOD5, SS 등 지표를 만족시키기 위해 생물학적 활성탄 필터를 통해 잔류 오염물질을 추가로 제거한 후 배출해야 합니다.

배기가스 처리에서는 활성탄 흡착/심냉 회수, 촉매연소, 알칼리 스크러버 등을 통해 VCM(염화비닐) 등의 유독가스를 처리합니다.

V. 하수처리 흐름도

생산폐수 → 응집 및 여과 → 유분 제거 및 응집 → 가수분해산성화 → 혐기성 생화학 처리 → 호기성 생화학 처리 → 고도처리 → 재사용 또는 배출