Введение
В основе линий по переработке пластика лежит процесс разделения, основанный на воде. Каждый килограмм фрагментов пластиковых бутылок из полиэтилена tereftalат (ПЭТ), бутылок из полиэтилена высокой плотности (ПЭВД), тканевых мешков из полипропилена (ПП), агрономических пленок из полиэтилена низкого давления (ПЭНД), печатных пленок или электронного скрапа из полистирола с акрилонитрилом (АБС-ПН) уходит в смесь суспендированных твердых частиц, эмульгированных масел, компонентов, входящих в состав моющих средств, красок, растворенных органических веществ и, иногда, тяжелых металлов. Поэтому вопрос о том, как выбрать водоочистную систему для линии по мытью пластика, не является периферийным моментом. Это центральное инженерное решение, которое определяет, могут ли заводы по переработке пластика работать в соответствии с законом, экономически и непрерывно.
Это руководство написано для инженеров заводов, менеджеров проектов и инвесторов, которые занимаются проектированием, модернизацией или устранением неисправностей системы водного цикла линии для мойки и гранулирования пластика. Компания Polyretec, завод Wanplas, специализирующийся на линиих для мойки и гранулирования пластика, сталкивается с одним и тем же сценарием на десятках установок каждый год: линия мойки проектируется с большой тщательностью, но система очистки воды рассматривается как стандартное дополнение, которое заказывается поздно и не соответствует требуемому уровню. В результате получаем несоответствующий режим сброса, растущий объем приема пресной воды, стремительно растущие расходы на погрузку осадков или биологическую стадию, перестающую функционировать уже в течение первого сезона эксплуатации.
В последующих разделах мы разрабатываем полноценную методику выбора. Начнем с профилирования стоков на каждой станции и для каждого исходного сырья, поскольку верный ответ для линии скачковой тканой мешки, загруженной песком, значительно отличается от правильного ответа для линии бутылок для шампуня с ПХЭ, загруженной ПАВ и пены. Затем мы рассмотрим каждую технологическую установку как дискретный элемент, сравним такие ключевые элементы, как кладификатор с ламелями и флотация растворенным кислородом, представим три практические уровня решения от соответствия нормам выбросов до близкого к нулевым, опишем шестиэтапный рабочий процесс принятия решений, проследим основные международные стандарты выбросов и завершим таблицей диагностики. К концу вы сможете рассказать поставщику, выдвигать требования к предложениям и с уверенностью оценивать размер системы, а не делать это на основе догадок.
A. Определить качество воды: откуда она берется и куда попадает грязь
Единственной наиболее распространенной причиной неудачи инвестиций в очистку воды является определение комплекса, не зная свойств самой воды. Пластиковая линия мойки не создает однородных стоков; она образует несколько потоков с очень разными характеристиками нагрузки. Определение всего этого как одного среднего значения – самый быстрый способ получить слишком большой и продолжающий давать сбои комплекс. Правильный подход заключается в характеристике каждого пункта сброса и решении, следует ли сегментировать, смешивать или обрабатывать последовательно.
Характеристики выбросов по станциям
Предварительное моечное и вспучивающееся бак.При первом контакте грязного исходного сырья с водой происходит освобождение основной массы инертной нагрузки. Преобладают песок, глинистые частицы, земля, обломки этикеток и волокна. Весьма редко концентрация твердых веществ в этом потоке превышает 2000-15000 мг/л, при этом верхняя граница достигается в случае высоко загрязненной сельскохозяйственной пленки и смешанных балок после использования потребителем. Органическое загрязнение умеренно высокое, рН обычно близко к нейтральному, а химический состав потока наименее сложен. В этом потоке механическое разделение оправдывает себя.
Резиновая шина и горячая шина.После того как материал попадает в пеноотделение и в горячий фильтр, вода становится химически агрессивной. Пятновыводители, поверхностно-активные вещества, эмульгированные масла и выделяющийся тонер повышают содержание химического потребления кислорода до 1500-8000 мг/л. Температура повышена, что способствует растворению органики, но также ускоряет вспенивание и повышает риск инфекции микробами в цикле. Этот поток является основной причиной биологического потребления и претензий по вспениванию в ходе стадий проведки и флотации.
Горячий каустикный бак.Когда необходимо удалить клей на этикетках, ЭВА, клей на горячем расплавлении или стойкие органические вещества, используется горячая содовая промывка. С отводимой сточной водой уходит вода с pH равным 11–13, с высоким химическим оксидным потреблением, насыщенным жиром и коллоидными остатками клея. Необходимо нейтрализовать воду перед любым последующим биологическим или мембранным этапом и учесть высокую загрузку соли и щелочности в водном балансе.
Емкость для промывки.Окончательное полоскание дает самый чистый поток: низкое содержание взвешенных частиц, низкий показатель химического потребления кислорода и близкий к нейтральному pH. Контратактная конструкция означает, что эта вода является лучшим кандидатом для непосредственного повторного использования и для пополнения циклов трения и предварительного промывания. В хорошо отработанной линии реактор для полоскания является сердцем кругового использования, а не отстойником.
Профиль качества воды по исходным материалам (основной Таблица 1)
Шкала загрязнений существенно меняется в зависимости от полимера и его истории эксплуатации. Более подробно об этом см. ниже. Обращайтесь к этим данным как к ориентирам, полученным из обычного опыта, который должен подтверждаться на месте измерениями; никогда не воспринимайте их как замену эксперимент с чашей и комплексного анализа исходного сырья.
| Корм / Линия. | Преобладающие примеси | Типичный СС (мг/л) | Типичное COD (мг/л) | Типичный рН | Известная особенность |
|---|---|---|---|---|---|
| Ополаскиватели из ПЭТ-бутылок | Клей для этикеток (EVA / горячеп press), остатки сахара, клей AD | От 2 000 до 8 000 | 1 500 – 4 000 | Нейтральный до слабокислый | Высокий БОД из сахаров; при пылевидном мутности гумовых коллоидов устраняются простые методы отстойки |
| Издпрёбный гранулат из бутылок из ПЕВД (шампунь / моющие средства) | Поглощающие поверхностно-активные вещества, смазка, остаточный продукт. | 1 500 – 6 000 | От 2 000 до 8 000 | Неутралный до щелочного | «Экстремальное вспенение; легкие взвешенные вещества способствуют флокуляции. |
| Тканые/огромные мешки из ПП | Песок, грунт, удобрение/отходы цемента, азот и фосфор. | До 20 | 1 000–3 | Неутралный до щелочного | Очень твердую почву; высокие значения SS экспордниковы для этого узла |
| Аграрные пленки из ПЭ. | Почва (до 15% от общей массы — пепелистые остатки), остатки пестицидов, органические вещества. | 5 000 – 15 000 $ | 1 500 – 5 000 | Нейтральный до слабокислый | Высокий уровень примесей аsh и следов пестицидов |
| Печатанные пленки | Пояснения к тарифам за утилизацию | 10. 1 000–5 | От 2 000 до 6 000 | Неутралный до щелочного | Очень высокая цветность, от 500 до 3000 единиц |
| Электронные отходы / линии ABS-PS | Тяжелые металлы (Pb, Cd, Cr), антипирены. | 11. 1 000–6 | 1 500 – 5 000 | Неутралный до щелочного | Токсичная фракция требует использования опасных секторов. |
Основные показатели качества воды и их значение.
Перед выбором техник или оборудования проектная команда должна разговаривать языком, понятным всем участникам. Приведённые ниже показатели являются лексикой, используемой при проектировании очистки сточных вод.
- СМУ (подвешенные твердые частицы):Масса твердых частиц, уловленных на фильтре, измеряется в мг/л. Это позволяет определить размеры экранов, устранителей мусора и объем шлама.
- COD (химический потребление кислорода):эквивалент кислорода, необходимый для химического окисления органических веществ, мг/л. Он отражает как биоразлагаемые, так и устойчивые органические вещества и служит основным показателем нагрузки для расчета размеров установок.
- BOD5 (пятидневный биохимический показатель потребности в кислороде):кислород, потребляемый микроорганизмами в течение пяти дней, мг/л. Это представляет собой легко биоразлагаемую фракцию.
- Соотношение БОД/КОД (биодеградация):значение, превышающее примерно 0,3, указывает на то, что биологическая обработка является целесообразной. Ниже этого значений вода слишком устойчива и должна подвергаться передовым окислению или физической очистке.
- pH:кислотность или щелочность. У потоков мытья с пиритом часто наблюдаются значения рН выше 12, и их необходимо нейтрализовать.
- Colority:интенсивность цветового отражения, часто выражаемая в многократных величинах. Отпечатанные ленточные линии достигают 500-3000 раз и требуют обезцветки.
- Масла и смазки:эмульгированная и свободная масла, мг/л, которые загрязняют мембраны и отравляют биологические системы, если не удалить их в ранние сроки;
- TDS (общая сумма растворенных веществ):обезвоживание помета, благодаря чему рекуперируемая фракция вычищается, а не закапывается.
- Твердость:кальций и магний, которые откладываются на мембранах и теплообменниках.
- Аммиачные азот и общий фосфор:питательные вещества, которые ограничивают процессы евтрофикации, и при зараженных удобрениями трубах ПП их концентрация может быть неожиданно высокой.
- SDI (Индекс плотности мусора):Сито отделяет по размеру и аэродинамическому поведению. Оно не отделяет по идентичности полимера. Любая спецификация, которая требует, чтобы экранная шахта удаляла фрагмент поливинилхлорида такого же размера со скопища полиэтиленатерефталатов, неизбежна. Такая спецификация не пройдет тестирование на приемку.
Основное правило: если вы не можете указать SS, COD, BOD5, рН и SDI смешанного потока на основе образцов, вы не готовы приобретать систему очистки. Сначала измерьте, затем укажите.
B. Описание единиц процессов обработки по одному
Система очистки воды является сборкой стандартизированных операций. Выбор системы означает выбор, какие установки включить, в каком порядке и в каком размере. В следующих разделах описана каждая из строительных блоков, ее рабочая область и ошибки, которые приводят к тратам. Используйте их как библиотеку деталей: каждая установка представляет собой подмножество этого списка, но не и весь список сразу.
1. Решётка для полос и вращающаяся перфорированная решётка
Первый барьер удаляет крупный мусор: фрагменты пленки, остатки этикетки, канаты и крупный отслоившийся материал. Вращающийся диафрагменный экран с отверстиями диаметром от 0,5 до 3 мм является основным устройством на линиях по удалению пленки. Он предотвращает истирание и засоры насосов, форсунок и мембран. Этот блок обязателен практически на любой конфигурации, включая самые малые линии, потому что неиспользование его выливается в долговременные поломки насосов и заторы форсунок. Экран со самопромывной диафрагмой с промывкой по встревому снижает нагрузку на оператора.
2. Камера для удаления примесей и гидроциклонное десандерное устройство
Частицы более 75 микрометров песка и жёстких частиц необходимо удалять, прежде чем они размыют помпы и забивают мембраны. Торпедная камера используется для усадки, а гидроциклонный дезодорирователь удаляет повреждающие твёрдые частицы путем применения центробежной силы в компактном корпусе. На линиях из ПП тканей и сельскохозяйственной плёнки, где уровень загрузочных твёрдых частиц очень высок, дезодорирователь не является опциональной дополнительной комплектующей; это разница между линией, функционирующей годами, и линией, которая разрушает собственные помпы.
3. Отстойной бак
Регулятор уровня – это самый недооцененный и наиболее часто удаляемый компонент в процессе очистки пластиковых отходов. Его задача состоит в том, чтобы дольше 4-8 часов задерживать смешанный поток, выровнивая показатели течений и концентраций и смягчая стремительные колебания pH при пропуске хлора. Почти в каждом регистрируемом случае сбоя, который изучают полевые инженеры Polyretec, сказаны про недостаточный или недостаточно большой регулятор уровня. Без него всем последующим ступеням очистки – коагуляции, биологической и мембранной – приходится принимать сильные нагрузки, на которые они никогда не были рассчитаны, и их функционирование периодически снижается так, что операторам становится трудно провести диагностику.
4. регулирование pH и нейтрализация
Воду для мытья поташом необходимо нейтрализовать, прежде чем она попадает на биологические или мембранные этапы. Чаще всего используют серную или соляную кислоту, однако для многих предприятий предпочтительно использовать углекислоту, которая нейтрализует мягко, предотвращая попадание в воду сторонних растворимых солей, которые в противном случае бы ускоряли появление накапливающихся веществ, приводящих к засолению мембраны и увеличению суммы ТСД. Нейтрализация должна быть направлена на область, необходимую для следующего этапа и локальных разрешений на сброс, обычно в интервале близкого к нейтральному, и должна осуществляться при помощи автоматизированного контроля pH вместо приёма на глаз при дозировке.
5. Коагуляция и флокуляция
Коагуляция нарушает коллоидную стабильность, что позволяет удалить мелкие частицы и эмульсии. Пестящийся коагулянт обычно представляет собой полиалюминиевая соль хлора (PAC) в количестве от 50 до 300 мг / л, хотя альтернативными средствами являются хлористый железный хлорид и полимерный железосодержащий сульфат в зависимости от загрязнителя. Флокулятором является полиакриламид (PAM), анионный, катионный или неионный, дозируемый в количестве от 1 до 5 мг / л. Для стоков печатной пленки катионная PAM обеспечивает гораздо лучшую децерацию и обезвоживание. Важным фактором является режим смешивания, поскольку химикаты действуют точно так же: быстрое смешивание G-значением от 300 до 600 в секунду в течение 30-60 секунд, затем медленное смешивание-формирование флокулов за 15-20 минут со значением 30-60 в секунду. Единственным надежным способом оптимизации химического режима является пробное тестирование в смесителях и пробочных резервуарах на образце отображающей зараинфицированную среду. Данные по дозированию из брошюр являются приблизительными, а не конкретными.
6. оседание в сравнении с флотацией разбавленной воздухом
Это ключевая выборочная лопатка. Оба они отделяют твердые вещества от воды, но используют противоположную физику и подходят для разных вод.
Ламельный очиститель (седиментация с наклонным плато).При поверхностной загрузке от 4 до 10 кубометров на квадратный метр в час конструкция ламелей позволяет компактно размещать большую осыпительную площадь, а кроме того, отличается высокой плотностью. Для линий с PP-ленточными мешками, транспортирующих песок с SS до 20 000 мг/л, ламельный очиститель чаще других используется в качестве первичного сепаратора, поскольку тяжелый песок оседает быстро и недорого.
Растворенная воздушная флотация (РАФ).Путем насыщения бокового потока воздухом на 15-30% и рециркуляции 20-30% обсяга потока DAF выпускает микропузырьки размером от 20 до 50 микрометров, которые присоединяются к легким агрегатам и выносят их на поверхность для откачивания. Это оптимальное решение для жиров, поверхностно-активных веществ, легких пластмассовых частиц и пенящейся брикетной воды из бутылок из HDPE, при низкой и неполной растворености под действием силы тяжести. Экономика выше, а работа на DAF более легкая, чем при использовании усепочивателя.
| Критерий | Ламельный очиститель (седиментация). | Растворенная воздушная флотация (РАФ) |
|---|---|---|
| Лучшая вода | Плотная минеральная взвесь, пряди с высоким содержанием песка и ПП | Смазка, поверхностно-активные вещества, легкие загрязнения, кусочки пластиковой бутылки из ПЭТ. |
| Удаление СМУ | Высокие показатели для плотных твердых материалов. | Высокие показатели для легких и эмульгированных твердых веществ. |
| Снятие COD | умеренный. | Умеренная до хорошей с коагуляцией. |
| Отпечаток | Малого размера (площадь пакетов лент) | умеренный. |
| Потребность в энергии | Низкий. | Средний (сатуратор, насос для рециркуляции) |
| Потребность в химических препаратах | Низкий до высокий | умеренный (коагулянт + флокулянт). |
| Сложность обслуживания | Низкий. | Средний (носители, сатуратор) |
| Относительный уровень стоимости | Низкий-середний. | Средний до высокий |
7. Биологическая обработка высокого и биологически разлагающегося КОД.
Когда коэффициент COD высок и отношение BOD5 к COD превышает порог 0,3, биологическая обработка становится экономически целесообразной. Общие конфигурации включают гидролизную активизацию, за которой следует аэробная О/O, реакторы с перемежной кроватью биопленки (MBBR) с использованием медиа для контактной окисления, последовательные реакторы (SBR) и мембранные биOREAKTORы (MBR). Типичные параметры проектирования включают изменение степени насыщенности шлама от 0,1 до 0,3 кг COD на кг MLSS в сутки, гидравлический срок схватывания от 8 до 24 часов и значение MLSS от 3000 до 8000 мг/л, при этом значение MBR достигает 8000-12000 мг/л благодаря разделению твердого и жидкого веществ мембраной, а не за счет оседания.
Важное предостережение: сточные воды, используемые для мойки пластиковых материалов, часто содержат поверхностно-активные вещества и биоциды, которые подавляют или уничтожают биомассу. Биологическая установка, рассчитанная на использование бумаги, но поданная струей обеззараживателя или сильно концентрированной щелочи, будет работать незаметно, после чего будет повышаться показатель коагуляционной активности (COD), и операторы будут винить в этом неправильный узел. Перед вложением капитала в биологический этап обязательно необходимо провести формальный тест на биоразрушаемость и подавление в реальном потоке.
8. Равномерный процесс окисления
Для устойчивых органических веществ и стойких цветов применяются процедуры передвижной окисления (AOP) типа фентона (пероксид водорода и железный оксид при рН 3–4), озона и ультрафиолетового излучения с водородным пероксидом. Эти технологии позволяют разрушать молекулы, до которых не достигает биологический процесс. Они эффективны для дезактивации окрашенной пленки и окисления устойчивых вспомогательных веществ. Стоимость процедур AOP действительно высока: в системах фентона образуется большое количество осадка от осадка железа, а само производство занимает много времени и стоит дорого. Следовательно, процедуры AOP следует применять для потоков, в отношении которых исчерпаны физические и биологические методы очистки, а не использовать их в качестве стандартного решения.
9. Фильтрация для полировки
После первичного разделения полировочная фильтрация очищает воду перед повторным использованием. Фильтрация песком производится со скоростью фильтрации 8–12 метров в час, удаляя мелкие частицы. Многослойные фильтры обеспечивают разделение слоев для лучшего удержания грязи. Активное углеродное адсорбционное удаление удаляет цвет, запах и остаточные органічные вещества; следует использовать кокосовый уголь или уголь с содержанием йода не менее 900 мг/г для достижения значительной производительности. Точная каплеобразующая фильтрация с размером ячейки 5 микрометров представляет собой заключающий этап защиты перед чувствительными форсунками и мембранными системами.
10. Мембранные системы: UF, NF и RO
Ультрафильтрация (UF) с диапазоном пористости от 0,01 до 0,1 микрометра обеспечивает такую чистоту воды, которая позволяет непосредственно использовать ее повторно для предварительной и тропоходной мойки, что дает существенную экономию. Нанофильтрация (NF) и обратная осмоза (RO) способствуют удалению растворенной соли. RO – возможность рециркуляции воды высокой чистоты, однако степень регенерации составляет от 60 до 75 %, а концентрированный поток соли является самой трудной проблемой всей системы: избавление от соли или ее испарение отнимает много средств, а их игнорирование создает юридическую ответственность. Засорение мембран неизбежно при отсутствии тщательной подготовительной обработки. Нужно планировать операции по очистке на месте (CIP) и следовать требованию, чтобы уровень содержания SDI в питательной воде был ниже 5 предельного значения, иначе мембраны быстренько забиваются.
11. Обработка осадка и его законное утилизирование
Каждый шаг разделения образует шлам, а с шламом связано множество скрытых расходов и рисков по соблюдению норм. Дальнейший порядок действий следующий: уплотнение, затем обезвоживание. Плиточный пресс с рамной конструкцией позволяет получить контейнер с влажностью около 60 – 75%; ленточный пресс – 78 – 85%; центрифуга – 75 – 80%. Чем более сухим является контейнер, тем меньше объем транспортировки и ниже стоимость утилизации. К тому же шлам должен быть проанализирован и направлен на соответствующее место хранения. Концентраты, например, тяжелые металлы от линий, занимающихся утилизацией электронного мусора, могут реэкспортувать шлам в категорию опасного отхода, и эту схему необходимо разрабатывать изначально, а не обнаруживать ее на пороге полигона.
Таблица обобщения процесса
| Единица | Основная функция | Ключевой параметр | Типичное удаление |
|---|---|---|---|
| Стенка барабана | Грубое удаление твердых веществ. | отверстия размером 0,5–3 мм | Большие отходы, волокна. |
| Гидроклапан дезодорирующий | Удаление грубых частиц | Режет на глубину от ~75 микрометров. | Абразивные твердые частицы. |
| Резервуар для выравнивания. | Устройства с буферизацией потоков и нагрузки. | 4-8 ч сохранения | Смягчение пиков, регулирование pH |
| настройка рН | Нейтрализация | Целевая нейтральная полоса. | Коррекция pH |
| Коагуляция-флокуляция | Дестабилизация коллоида | PAC 50 до 300, PAM 1 до 5 мг/л | Тонкое СС, небольшое содержание ВПК, цвет |
| Ламельный очиститель. | Плотная твердое оседание | 4 до 10 м3/(м2·ч) | Высокая устойчивость к влаге (с линии для заливания гравия) |
| Растворенная воздушная флотация | Удаление легких твердых и жировых отложений | 15–30 процентов насыщения | Нефть, мел, ПАВ |
| Биологические (MBR и др.) | Биогенный унос СОД | HRT 8-24 ч, MLSS 3-12 тыс. | Высокий КОД при BOD/КОД > 0,3 |
| Углубленное окисление | Температуре отверждения и цвету. | Фентон pH от 3 до 4 | Загрязнение с органическими добавками и цветом |
| Песок / углеродный фильтр. | Полированная вода возвращается в буфер процесса. Свежий наполнитель поступает со скоростью, установленной в соответствии с потерями, обсуждаемыми ранее, а передающее устройство на буфере предотвращает накопление растворенных солей выше уровня, при котором они влияют на качество поверхности комков. — Практическим обоснованием отсутствия цикла, работающего при 100%-ной рециркуляции. | От 8 до 12 м/ч, содержание йода ≥ | Тонкое СС, цвет, запах |
| Мембрана UF/RO | Качество рециклируемой смеси. | Регенерация РО от 60 до 75% | Разведывательный сбор. |
| Отсоединение шлама от воды | Производство торта | от 60 до 85 процентов влажности | Уменьшение объема и соответствие |
C – три типичных решения зависимо от цели повторного использования
Вместо того чтобы проектировать с чистого листа каждый раз, большинство линий мытья пластика разделяются на три уровня решения, определенные целями повторного использования. Уровень определяется местным разрешением на сброс, ценой и дефицитом пресноводных ресурсов, а также терпимостью оператора к сложности. Компания Polyretec обычно формирует эти три уровня с заказчиками на ранних стадиях проекта, чтобы линию мытья и цикл сбора воды были определены вместе, а не противоречили друг другу.
Раствор А — законное сброс в муниципальную канализацию.
Схема включает плавающую сетку, стабилизацию, нейтрализацию, коагуляцию, ленточный осветлитель или дренажную аэроциклонную установку (DAF) и фильтрацию песком перед вытеснением. Она подходит для установок с благоприятными условиями захвата коммунального объема и низкой чувствительностью к расходу воды. Применение повторно используется в минимальном объеме – обычно от 0 до 30 процентов, поскольку рыночная обоснованность установки мембранных стадий не обеспечивает ее использование. Преимуществом данного типа является простота и снижение капитальных и эксплуатационных расходов; недостатком – непрерывные затраты на покупку пресной воды и плату за вытеснение.
Решение B — частичная регенерация (основной рекомендация)
Этот вариант основывается на варианте А с добавлением активного угля и ультрафильтрации, чтобы обработанная вода возвращалась в циклы предварительной промывки и промывки от трения. Количество воды, используемой для пополнения циркуляции, составляет всего 10-20% от исходного объема, а рециркуляция достигает 70-85%. Для большинства независимых и интегрированных рециклеров эта ступень обеспечивает оптимальное соотношение капитальных вложений, эксплуатационных расходов и устойчивости к колебаниям цен на воду. Это настройка, которую компания Polyretec чаще всего рекомендует по умолчанию.
Решение C — близкое к нулевым выбросам (ЗИБ)
Решение B дополняется системами обратного осмоса и выпаривания или кристаллизации соли. Регенерация превышает 95%, и завод приближается к независимости от пресной воды и лимитов канализации. Стоимость заключается в очень высоком энерго- и капиталоотдаче, а управление солью остается основным постоянным бременем. ЗИБ оправдан только в водоснабженных районах или при строгих режимах сброса отходов, когда альтернативный стоимость неисполнения или нехватки воды превосходит расходы.
| Критерий | A. Внимательное удаление отходов | Частичная рециркуляция. | C – практически нулевое сброс |
|---|---|---|---|
| Тот режим, в котором попадают отходы | Местная канализация | Система канализации + цикл повторного использования | Закрытый цикл + обработка морской воды |
| Частота рециркуляции. | 0–30 процентов | от 70 до 85%; | 95 процентов плюс |
| Отпечаток | Низкий. | Середний | Высокая |
| Потребность в энергии | Низкий. | Середний | Очень высокое качество. |
| Потребность в химических препаратах | Низкий. | Середний | Средний до высокий |
| Трудность эксплуатации | Низкий. | Середний | Высокая |
| Относительные инвестиции | Низкий. | Середний | Premium |
D. А — Алгоритм принятия решения о выборе шести этапов.
Выбор — это процесс, а не покупка. Следующий шестиступенчатый метод превращает огромное количество спецификаций в последовательность ограниченных решений, каждое из которых имеет ясный результат, который влияет на следующее решение.
Шаг 1 — проведите характеристику воды при помощи надлежащего отбора проб
Собирайте как композитные пробы (смешанные на протяжении смены, чтобы отобразить среднеарифметический загрузочный показатель), так и образцы «выпадения» или мгновенные пробы (для задержания максимальных значений). Композитные пробы указывают на средний показатель, а образцы «выпадения» — на худший случай, который система должна выдержать. Всегда измеряйте по меньшей мере восемь основных параметров: ПС, НСО, БОД5, рН, масло и жир, цвета, амидные азотно-ножи и общий фосфор. При необходимости добавьте также ТДС, жесткость и SDI. Собирайте пробы в каждой станции, а не только на хвостовой отводке, чтобы решить, в каких случаях необходимо выполнять разделку.
Шаг 2 — подтвердить действующий стандарт сброса
Идентифицируйте местные нормативные положения, регулирующие ваше сброс: муниципальный предельный уровень предварительной обработки, национальный стандарт промышленных стоков или совместный режим. Разрешение устанавливает числа, к которым должна придерживаться линия обработки, и, следовательно, ограничивает выбор технологий. Считайте разрешение как заданный входной параметр, а не как момент, который можно обсудить позже, потому что переделка в соответствии с более строгим лимитом впоследствии намного дороже, чем проектирование с учетом этого изначально.
Шаг 3 — рассчитать объем воды
Конвертацию линии на водопотребление необходимо производить, используя установленные коэффициенты потребления на тон сырья. Эти коэффициенты широко отличаются, поэтому их необходимо расшифровывать, а не предполагать.
| Корм. | Использование воды (м3 на тонну) | Рекомендуемая скорость вспушивания | Примечания |
|---|---|---|---|
| Ополаскиватели из ПЭТ-бутылок | 3-6 | 10–20 процентов | Высокий БОД из сахаров |
| Издпрёбный гранулат из бутылок из ПЕВД | 2–4 | 10–20 процентов | Необходимо управление пеной |
| Полиэтилен с низкой плотностью (LDPE) | 5–10 | 15–30 процентов | Тяжелое насыпное ведение. |
| Тканые/огромные мешки из ПП | 4-8 | 15–30 процентов | Экстремальная нагрузка на песок. |
Эти диапазоны отражают типовое потребление в едином цикле; хорошо спроектированный цикл повторного использования сокращает долю добавления до показателей, указанных выше. Идея состоит в том, чтобы выбирать размеры оборудования для уравновешивания, насосов и мембран на основе обоснованного расхода, а не на основе оптимистических показателей продаж.
Шаг 4 — определяем цель переработки и повторного использования.
Выберите уровень А, B или C из раздела C, руководствуясь ценой воды, ее доступностью и ограничениями на отходы. Это одно решение определяет наличие или отсутствие ультрафильтрации и обратного осмоза, а значит, и большинство элементов капитального и производственного планов.
Шаг 5 — пробные и пуско-наладочные испытания
Перед окончательным выбором коагулянта и флокулянта проводятся испытания в пробных банках. Перед тем, как переходить к биологическому или мембранному этапу, необходимо провести испытания на реальном потоке, поскольку характеристики, указанные в брошюре, редко сохраняются при контакте с реальной водой, используемой для мытья пластика, содержащей поверхностно-активное вещество и биоцид. Малой пилотирующей наладкой можно предотвратить самый значительный из источников расстройств после ввода в эксплуатацию.
Этап 6: Количественная оценка эксплуатационного наряда
Выражайте текущие расходы не в абсолютной валюте, а в относительных величинах: уровень химического спроса, уровень энергетического спроса, объём илловодородных отходов и уровень использования рабочей силы, а также необходимый непрерывный отлив воды в количество от 5 до 15 %. Считывание в индексных единицах на основе базовой линии в 100 индексных единиц позволяет сравнивать уровни по прозрачному прайс-листу без указания цен, зависящих от региона и года.
Е. Стандарты удаления и международно установленная безопасность
Линии по мытью пластиковой упаковки налажены и функционируют во всём мире, и применимые нормы для стоковых вод зависят от страны пребывания. В таблице ниже показаны основные режимы и типичные их границы. Всегда подтвердите текущие местные значения у компетентного органа, так как границы периодически пересматриваются, а также потому, что применяются локальные толкования и дополнительные параметры.
| Регион / Стандарт | Управляющее средство. | Типичный предельный показатель содержания органического вещества (mg/L) | Типичный предел СС (мг/л) | Типичный интервал рН |
|---|---|---|---|---|
| Китай (завод Wanplas) | GB 8978-1996; GB/T 31962-2015 для притока канализационных вод. | 100-150 микрометров | 70 до 150 | 6–9 |
| Европейский союз. | Директива ЕС 91/271/ЕС по очистке городских сточных вод; 2010/75/ЕС. | 8. Условия, связанные с разрешением, часто 125 – | 35 до 60 | 6–9 |
| Соединенные Штаты | Лицензия CWA/NPDES; преварительное очищение в соответствии с 40 CFR Part 403 | 7. Условия, связанные с разрешением, часто 100 – | Условия, связанные с разрешением, часто 100 – | 6–9 |
| Индия. | Стандарты для отходов CPCB | 100 до 250 | 100-150 (1-я категория) | 5,5–9 |
| Вьетнам. | QCVN 40:2011/BTNMT | 50–150 (столбец А/Б) | 50–100 | 5,5–9 |
| Индонезия | PermenLHK (Правила Министерства охраны окружающей среды). | 100-200 микрометров | 100-150 (1-я категория) | 6–9 |
| Мексика | НОМ-001-СЕМАРНАТ-2021 | От 200 до 250 (различается в зависимости от рецептора) | 150−200. | 5–10 |
| Малайзия | Ограничения качества окружающей среды (отходы, промышленные отходы) | от 50 до 200 (в зависимости от потока) | 50–100 | 5,5–9 |
Паттерн последователен: pH близок к нейтральному, SS находится в тесно связанном состоянии, а COD составляет в низком диапазоне сотен mg/L для прямого сброса в окружающую среду, при этом пределы предварительной очистки сточных вод обычно более мягкие. Практическим следствием этого является то, что этапы первичного разделения и коагуляции необходимы везде, в то время как биологические и мембранные этапы зависят от целей повторного использования и от того, насколько строгиes местные пределы COD.
Частые ошибки и решение проблем
Те же ошибки повторяются на заводах разных континентов. Идентификация их на ранней стадии позволяет сэкономить месяцы работы с недостаточной эффективностью. В таблице ниже приведены звенья симптома с причиной проблемы и мерами ее устранения.
| Проблема | Симптом. | Корень проблемы. | Средство |
|---|---|---|---|
| Пропущеное равновесие | Постоянные нарушения разрешения | Нагрузки на бак с каустиком | Добавить или увеличить равномерность до 4-8 часов. |
| Определение химикатов. | Плохой флок, высокое содержание SS в стоке | Нет тестов на пробку, неправильный PAC/PAM. | Запустите тесты с контейнерами; отточите дозу и тип. |
| Слабый насыщение DAF; | Низкий уровень пены, маслянистые стоки | Присоски засорены, давление низкое. | Проведите обслуживание сатуратора, восстановите 15–30%. |
| Отравление биомассой | Рост содержания БОЦ, отторжение иловых отложений | Шок с поверхностно-активным веществом / биоцидом | Отделять, выравнивать, проводить тестирование ингибиторов. |
| Накапливание накипи на мембране | Пороговое давление и падение интенсивности потока. | SDI > 5, слабое предварительное обращение | Усиление фильтрации, графика детоксикации |
| Сожженные шламы (слепой участок). | Ненамеренные расходы на утилизацию. | Нет соответствующего плана, возможна опасность | Охарактеризуйте, разрешите, обезвожите до 60-75%. |
| Накопиление соли. | Качество стирки ухудшается со временем | Нет выброса, ТДС растет. | Установите непрерывный распыление от 5 до 15 процентов. |
| Зимой ухудшается разделение | Уменьшение на 0,02−0,05 киловатт-часа на килограм | Низкая температура воды | Изоляция, нагрев или расширение ДТИ в холодное время года. |
Преобладают две темы. Во-первых, бак уравнивания и проба с использованием буртика дешево защищают процесс, что позволяет производителям многократно пропускать эту стадию и позже жалеть об этом. Во-вторых, закрытый водяной цикл, в котором не сбрасывается струя отведения, будет тихо концентрировать соли и поверхностно-активные вещества, и со временем мойка потеряет качество. Выпуск части воды (5-15%) не является отходами, это цена стабильности цикла.
Частые вопросы
Могу ли я повторно использовать 100 процентов воды с линии мытья пластика?
Нет. Необходимо непрерывное отдувание в размере от 5 до 15%, чтобы предотвратить накопление солей и жесткости, что снижает качество моющей жидкости. Выполнение почти нулевого оттока позволит использовать до 95% оборотной воды, но требует методов обратной осмоза и управления брагой, которые ведут за собой большое эксплуатационное наложение и оправданы лишь при отсутствии водных ресурсов или строгих ограничениях на отвод воды.
Всегда ли решетка с диспергированной воздушной флорой лучше резервуара для седиментации?
Нет. Флотация растворенного воздуха превосходит легкие, маслянистые и содержащие поверхностно-активные вещества суспензии, такие как линии с фракциями пластиковых бутылок HDPE, в то время как ламеллярные очистители более экономичны для тяжелых загрузок песка, таких как линии с неплотными мешками из полипропилена, когда осадок быстро осаждается под действием силы тяжести.
Нужна ли мне всегда биологическая обработка сточных вод для мытья полимерных пленок?
Лишь когда показатель COD высокий, а биологический коэффициент BOD5 по отношению к COD превышает примерно 0,3. Прямое добавление ПАВ и биоцидов в сырье может отравить биомассу, поэтому перед прилаганием биологической стадии, такой как MBR или MBBR, необходимо провести тест на обработку и ингибирование.
Почему аккумулирующая емкость так важна?
Он буферирует пиковые показатели поточности и концентрации в течение 4-8 часов, стабилизирует pH и защищает все последующие стадии от ударных нагрузок. На многочисленных неудавших производствах данный этап был пропущен для экономии пространства, в результате чего последующие стадии работают с перебоями и обнаружить причины сбоев довольно сложно.
Каков единственный наиболее надежный способ выбора коагулянтов и флокулянтов?
Единственным надежным методом является лабораторный испытание в небольшом емкости на представительном образце. Дозирование PAC в диапазоне от 50 до 300 мг на литр и PAM в диапазоне от 1 до 5 мг на литр являются исходными значениями, а не окончательными настройками, и отходные воды с печатными пленками часто получают большую пользу от катанального PAM для окрашивания.
Сколько воды потребляет линия для мойки пластика на тон восходящего потока?
Зависит от исходного сырья: фрагменты из пластиковых бутылок PET — от 3 до 6 кубических метров на тон, фрагменты из бутылок HDPE — от 2 до 4, аграрная пленка — от 5 до 10, а также спанбонды и большие мешки ПП — от 4 до
Что произойдет с концентрированной растворённой солью из обратного осмоса?
Поток отходов RO, обычно составляющий 25–40%, представляет самую сложную проблему утилизации в системе повторного использования. Возможными вариантами решения этой задачи являются дальнейшая варочная обработка или кристализация, которые сопровождаются очень высокими издержками, или контролируемое сброс, которое допускается в соответствии с разрешением; его нужно планировать, а не обнаруживать после запуска производства.
Как выбор исходного сырья влияет на конструкцию системы очистки воды?
Тяжелые. В цепочке ленточных мешков проблемой является удаление песка, решаемой дезодорирующими машинами и ламеллярными очистными установками, в то время как в цепочке из бутылок из ПЭВТ проблемой являются пена и жир, решаемыми диссольвающей аэрофлотацией, а в цепочке с печатной пленкой проблемой является цветность, решаемой катионной флокуляцией и активированным углем. Профиль воды, а не бренд линии мытья, должен определять выбор процесса очистки.
Заключение
Выбор системы очистки воды для линии мытья пластмасс принципово основывается на профилировании до определения. Начните с воды: взвeйте образцы на каждой станции, опишите каждый продукт. Переведите показатели содержания примесей, COD, BOD5, pH, цвета и SDI в цепочку единиц. Сформируйте эту цепочку из библиотеки компонентов в разделе В, сделав выбор о седиментации или растворенной окисленной флотации исходя из плотности твердых частиц и степени загрязнения жиром. Никогда не пропускайте резервуар равновесия или пробу в емкости. Выберите уровень рециркуляции из раздела С, соответствующий вашей экономике потребления воды, выполните шестиступенчатый рабочий цикл в разделе D и подтвердите местные ограничения, использованные в конфигурации из раздела E, прежде чем покупать.
Для большинства операторов решение B — частичное повторное использование, включающее активированный уголь и ультрафильтрацию, при которой возвращается от 70 до 85 процентов воды в предмыльное и трибоебработку — является прагматичным оптимальным решением, которое совмещает в себе капитальные затраты, операционные нагрузки и гибкость. Зарезервируйте близкое к нулю выбросы для действительно зацелеваемых водой или строго регулируемых объектов. Компания Polyretec, завод Wanplas с глубокими знаниями в области линий по мытью и прессованию пластмасс для переработки, проектирует цикл водоподготовки и линию мойки как единую интегрированную систему, чтобы обработка соответствовала фактическому профилю загрязняющих веществ, а не принималась неосмысленная как исходная отправная точка. Когда вы заказываете следующую линию, сообщите требования к очистке воды наряду с производительностью, и разница будет отражаться в меньших счетах за пресную воду, стабильных разрешениях и годах непрерывной работы.
