聚醚滤渣无害可循环化处理工艺研究

聚醚滤渣无害可循环化处理工艺研究

史丽婷

江苏钟山新材料有限公司、江苏省南京市 210000

摘 要：聚醚是一种天然的、可再生的沉淀性高分子聚合物,它具有无毒降解、耐候杀菌等性能。目前，国内外对其废弃液进行了大量的研究。但由于存在污染环境和处理成本高，导致很多企业不愿意在这方面进行投入。为了提高聚醚技术在生活中的应用，实现产业化发展的目标，有必要对聚醚体系进行改进，使工艺能够循环使用，获得有效的经济效益和社会效益。

关键词： 聚醚滤渣；无害化；循环处理  

0引言

聚醚滤渣是一种高固体含量的有机物料。由于其高固体含量和低黏度特性,使得在使用过程中极易发生结块现象,从而导致滤渣堵塞管道或造成二次污染等问题。因此,对滤渣进行有效处置十分必要。目前常用的方法有物理吸附法、化学氧化法、生物降解法等。其中,物理吸附法是最为常见的方法之一,主要通过改变滤液的p H值来达到去除污染物的目的;而化学氧化法则可以将有毒有害气体转化为无毒害物质,但该方法也存在着一定弊端,如对环境危害较大且成本较高等;生物降解法虽然具有高效、安全、绿色环保等优点,但却无法避免产生大量的废渣,并且会增加后续处理过程中的危险性[1]。综合以上分析可知,采用物理吸附法与化学氧化法相结合的方式来实现滤渣的无害化处理是一种较为理想的选择。此外,这两种方法还有一个共同特点就是能够彻底地分解出有害物质,不会出现二次污染,同时又具备了良好的经济效益,所以受到越来越多企业的青睐。

1聚醚滤渣无害可循环化处理工艺概述

聚醚滤渣(见图1)是一种高结晶度的固体废弃物。其主要成分为聚合氯化铝(PAC)、碳酸钙等无机盐类矿物质。在经过预处理后,将其与水混合并搅拌均匀,然后通过离心机进行分离,最终得到粒径小于5μm的颗粒状物质[2]。该类产品具有较好的机械强度及耐酸碱腐蚀性能,但是由于晶体尺寸较大且含有大量的有机杂质,因此难以直接作为建筑材料使用。聚醚滤渣是一种含有大量有机物和无机杂质的固体废弃物。根据其成分可以分为三类:(1)以聚甲基丙烯酸甲酯为主要原料合成的聚合氯化铝;(2)以聚二甲基硅氧烷为主要原料合成的聚醚胺;(3)以聚氯乙烯为主要原料合成的聚氯乙烯-聚醚复合材料。其中, PAC在水中溶解度较低、粒径较大且分布不均匀,因此对水环境造成了严重污染[3]。

图1 聚醚滤渣SEM电镜图

在对聚醚滤渣进行无害可循环利用的过程当中,主要是通过将其与双极膜进行结合来实现的。其中,双极膜（见图2）可以有效地降低聚醚滤渣中的水分含量以及有机物的体积分数;同时还能够使得聚醚滤渣中的无机盐和重金属等杂质得到有效去除。而且,双极膜也具有一定的抗污染能力,并且不会受到外界环境因素的影响。

图2 双极膜基本结构示意图

2聚醚滤渣无害可循环化处理工艺流程

(1)预处理阶段。将聚醚滤渣在60°C下烘干至恒重,然后用去离子水清洗2~4次后置于马弗炉内进行高温熔融、结晶、重结晶等一系列物理化学反应,使其成为具有一定晶型的固体颗粒;再用真空泵抽滤,去除其中大块杂质后装入石英砂过滤器中,并加入适量的水以保证过滤精度。

(2)过滤阶段。首先对过滤后的滤饼采用机械破碎和筛分技术,以确保滤饼粒径小于5mm且不超过10mm为宜,同时还要确保滤饼含水率低于20%。随后利用离心机或旋片式粉碎机将滤液分离出来,经旋流器浓缩成约0.5g/L的氯化钠溶液,而后通过计量泵泵入到制粒机中,与金属盐溶液混合均匀,制成直径约50mm左右的圆柱形颗粒。最后用旋转压片机压制成型,即可得到直径约30cm的球状颗粒。

(3)干燥阶段。在上述过程完成之后,需要进行脱气操作,即将滤饼置于烘箱内60°C烘干至恒重,然后取出冷却至室温,即可获得干态滤饼。

(4)细磨、分级及混料。首先对球团用高压水枪冲洗干净后,再加入一定量的去离子水和生石灰,并搅拌均匀;接着将球团放入室温下静置24h以上,使其充分吸水膨胀,直至体积达到约2倍于原球团质量的状态,此时便可以开始进行粗磨作业。当球团表面出现大量孔洞时,则需立即停止磨矿,并及时取出,以防堵塞过滤系统。

3聚醚滤渣无害可循环化处理工艺优化途径

在对聚醚滤渣进行处置时,首先要将其作为危险废物来对待。而且还要注意的是,如果不能够及时地对其进行回收和再利用,那么就有可能会造成严重的环境污染问题。因此,为了避免出现这种情况,可以通过以下几方面来实现对于废物的有效管理。

对于一些化学性质比较稳定的危险废物来说,比如说酚类物质以及酸类物质等,这些成分都具有一定的毒性,所以必须要经过严格的筛选之后才能够进入到危险废物的处理过程中去;同时也需要根据实际的环境条件来选择合适的处理工艺,这样才能保证最终得到的产物不会出现有毒有害的成分。

在对聚醚滤渣进行焚烧处理时,首先需要将其燃烧后产生的灰烬和烟气进行收集起来,然后再通过相应的技术手段将其中所含有的有害物质进行有效地分离出来,最后还要按照相关规定做好相应的安全防护措施,防止出现二次污染问题。例如可以采用石灰石作为主要原料制备出一种新型的防火材料,这种材料不仅具备良好的耐火性能、抗热震能力强、耐酸碱腐蚀性好等优点,而且还可以与其他的固体废弃物相结合,从而形成一个完整的有机废弃物系统,进而实现了废物资源化、减量化、无害化的目标,并为后续的综合利用提供了有力保障。另外,由于该项目的特殊性,因此在整个过程当中会涉及到很多的环节,包括填埋场内的危险性废物的处置、填埋场外的污染源治理等等,如果没有合理科学合理的管理制度,那么就很容易造成严重的环境污染问题,甚至还会威胁到人们的生命安全。

焚烧处理是目前最常用的一种方法之一,其原理就是将含有有害物质的垃圾通过高温燃烧后产生大量的热能,然后再利用烟气净化系统将其中的有害物质进行有效地去除。但是焚烧处理所需的能源成本较高,并且焚烧处理的温度相对较低,因而很难满足当前社会发展的需求。针对这一情况,相关部门应该加强对焚烧处置技术的研发和创新,使得焚烧处置工艺更加完善,以便于提高焚烧处置效率,降低焚烧处置成本。在此基础上还要进一步提高焚烧处理的安全系数,确保焚烧处理过程中不存在二次污染问题,从而为后续的资源回收提供良好的基础保障。另外,随着科学技术水平的不断提升,我国已经建立了较为完备的固体废弃物综合利用体系,这为焚烧处理工作的开展奠定了坚实的基础。因此,相关部门可以结合实际情况,积极开展各种形式的预处理手段,最大限度地减少废物的排放量,进而保障焚烧处理效果,促进环境保护事业的持续健康发展。例如,针对酚类物质而言,其主要是通过热分解或者气相反应进行分解,但是由于温度较高、压力较大且反应时间较长,会产生大量的热量,导致能源消耗巨大,而且还会造成严重的环境污染问题。除此之外,酚类物质本身就属于一种难降解有机污染物,如果不能及时有效地解决这一问题,那么将会给生态环境带来极大的破坏。除此之外,通过将危险废物进行有效的分类、分拣、破碎、分离、转化、利用等一系列操作后,就能够实现后续资源化处理,并且能够达到资源化利用的目的,避免出现二次污染现象。但是由于目前我国大部分地区的固体废物仍然是以填埋方式进行处理为主,而且其本身所具备的危害程度相对较大,如果没有做好相应的防护措施就会导致固体废物被污染,造成严重的环境污染问题。

4小结

综上，在当前的社会经济背景下,我国对于聚醚多元醇和聚氨酯等高分子材料的需求量不断增加。因此,为了实现聚醚多元醇和聚氨酯产业的可持续发展,需要从以下几方面着手进行改进与完善:首先,要加大科技投入力度,积极引进先进的生产设备及工艺技术;其次,要加强对现有产品的质量控制工作,确保产品质量符合国家相关标准要求;本工艺的主要优点是:(1)采用了新型的聚醚滤渣;(2)在原有基础上加浓硫酸和水混合后再加入烧杯中搅拌均匀;(3)加入烧杯前先用稀盐酸将其浸泡24h以去除杂质。该方法可以有效地防止污泥膨胀、堵塞管道等问题发生,并且能够使得精矿质量得到保证。本项目采用了聚醚多元醇作为原料制备出聚醚滤渣。该材料具有良好的热稳定性和化学稳定性,在高温下不会分解、无味且不含有毒物质;同时还可以为后续的发泡工艺提供所需的气体,并能够有效地降低成本。但是由于聚醚多元醇是一种高分子聚合物,其分子链中存在大量的极性基团,因此会对环境造成一定程度上的污染。

参考文献:

[1]黄占凯, 赵迎秋, 安峰,等. 用于残渣燃料油的聚醚羧酸型沥青分散剂合成与评价[J]. 精细石油化工, 2021(006):038. 

[2]施鹏,来洋,韦栋,方申文.支化聚醚提高滤膜对含聚污水抗污染性能室内实验[J].油气田地面工程,2019:66-71.

[3]陈昊,金秋,崔敏华,郑志永,张衍,刘和,符波.UV-Fenton法处理聚醚废水研究[J].环境污染与防治,2020:54-60.

作者简介：

史丽婷（1985-），籍贯江苏南京，女，汉族，大专，助理工程师，研究方向：化工工艺管理、实验研发。