聚酯化纤废水处理工程设计方案

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 10000 m 3/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)；

4） 《污水综合排放标准》 5） 《水处理设备制造技术条件》 6） 《水处理设备油漆、包装技术条件》 7） 《机械设备安装工程施工及验收规范》 8） 《建筑给水排水设计规范》

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

3）《室外排水设计规范》

GB50014—2006)

GB8978-1996)

(JB293286) (ZBJ9800387) (GBJ231—75) (GBJ1588)

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 宀PET

酯交换法：DMT+EG/BG 宀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 ）。

Sb 2O 3

2HOCH 2CH 2OH T HOCH 2CH 2—

O — CH 2CH 2OH + H 2O

HOCH 2CH 2OH T CH 3CHO + H 2O

酯化反应生成的对苯二甲酸乙二酯（

BHET ）缩聚反应方程式:

Sb 2O 3

nHOCH 2CH 2OOC —. 7 琴OOCH 2CH 2OH

1

HO[CH 2CH 2OOC — —COO : n H+nIHOCH 2CH 2OH

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2-1 PTA 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 PTA 857

2 乙二醇EG 333

3 二氧化钛TiO 2

3.5 消光剂

4 三醋酸锑Sb （Ac ） 3

0.37

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,

酯化反应方程式如下:

，二醇醚、乙二醇分解成乙醛，副反应方程式如下:

HOOC — COOH+ 2HOCH 2CH 2OH

HOCH 2CH 2OOC —

OCH 2CH 2OH+2H 2O

酯化反应主要副反应为乙二醇合

具体的聚酯生产工艺流程见图

2-1。