聚酯化纤废水处理工程设计方案

1 总论

1.1 工程概况

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10000 m3/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

（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/T1072—2007）；

（3）《室外排水设计规》（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》（GBJ231—75）

（8）《建筑给水排水设计规》（GBJ1588）

（9）废水处理工艺设计规、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、规及标准，污水经处理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

以二元或多元醇和羧酸为原料，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烃的不饱和键，它们可以被引发交联生成具有网状（体型）结构的热固性高聚物材料；饱和聚酯分子结构中不含非芳烃的不饱和键，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、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—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—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→

PET

酯交换法：DMT+EG/BG →

PET

PTA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）。

酯化反应方程式如下：

HOOC —COOH+ 2HOCH2CH2OH

HOCH2CH2OOC COOCH2CH2OH+2H2O

酯化反应主要副反应为乙二醇合成乙二醇醚、乙二醇分解成乙醛，副反应方程式如下：

2HOCH2CH2OH→HOCH2CH2—O—CH2CH2OH + H2O

HOCH2CH2OH→CH3CHO + H2O

酯化反应生成的对苯二甲酸乙二酯（BHET

nHOCH2CH2COOCH2CH2OH

HO[CH2CH2OOC —COO］n H+n1HOCH2CH2OH

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。在锑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PTA857

2 乙二醇EG333