塑料厂废水治理全解析：来源、成分与典型案例

一、塑料厂废水的来源与成分特征

1. 聚合反应与合成：

• PVC 生产：氯乙烯单体（VCM）残留、聚乙烯醇（PVA）分散剂、引发剂（如过氧化物）等，导致 COD 浓度高达 20000mg/L 以上，且含有致癌物质 VCM17。

• 聚乙烯（PE）/ 聚丙烯（PP）生产：催化剂（如钛系化合物）、溶剂（如己烷）残留，废水 COD 约 5000-10000mg/L，可生化性差（B/C 比 < 0.3）。

2. 设备清洗与分离：

• 反应釜清洗：残留聚合物（如聚酯、尼龙）、化学助剂（如抗氧化剂、阻燃剂），废水 COD 可达 8000mg/L。

• 过滤设备冲洗：含悬浮塑料颗粒（如 PE 粉末）、活性炭颗粒，SS 浓度高达 1500mg/L。

3. 造粒与成型：

• 冷却废水：含脱模剂（如硬脂酸锌）、润滑剂（如硅油），COD 约 2000-4000mg/L。

• 注塑废水：含表面活性剂（如十二烷基硫酸钠）、颜料（如钛白粉），pH 波动大（4-12）。

4. 废水处理系统：

• 物化污泥：芬顿氧化产生的铁泥（含水率 > 90%）、气浮浮渣（含油脂和塑料微粒）。

• 生化污泥：活性污泥法剩余污泥（MLSS 浓度 5000-8000mg/L），需脱水处理。

• 有机物：COD 普遍在 2000-20000mg/L，含难降解物质（如 PVA、邻苯二甲酸酯）和生物抑制物（如硫化物、氰化物）。

• 重金属：催化剂残留（如钛、铬）、添加剂（如铅、镉），可能通过食物链富集。

• 悬浮物（SS）：塑料颗粒、填料（如碳酸钙）、活性炭，SS 浓度可达 2000mg/L。

• 生物毒性：PVC 废水中的 VCM（浓度 > 1mg/L）可诱发肝癌，增塑剂（如 DEHP）干扰内分泌系统。

二、塑料厂废水处理典型案例

案例一：宁夏某 PVC 生产企业高浓度废水资源化治理（铁碳微电解 + 芬顿氧化 + IC 厌氧 + MBR）

• 客户背景：年产 30 万吨 PVC 的大型化工企业，废水排放量 8000m³/d，含 VCM（1.2mg/L）、PVA（5000mg/L）、COD（20000mg/L），原有工艺出水 COD 超 500mg/L，无法满足《烧碱、聚氯乙烯工业水污染物排放标准》（GB15581-95）。

• 处理工艺：

• 臭氧催化氧化：O₃投加量 50mg/L，COD 降至 50mg/L 以下，VCM<0.1mg/L。

• IC 厌氧反应器：容积负荷 20kg COD/m³・d，沼气产率 0.35m³/kg COD，年回收能源价值超 500 万元。

• MBR 系统：膜通量 15L/m²・h，污泥浓度 8000mg/L，COD 去除率 90%，氨氮去除率 95%。

• 铁碳微电解：pH 调节至 3-4，铁碳比 1:1，停留时间 2 小时，COD 从 20000mg/L 降至 15000mg/L，B/C 比从 0.2 提升至 0.4。

• 芬顿氧化：H₂O₂投加量 1.5kg/t，反应 1 小时，COD 进一步降至 9000mg/L，VCM 降解率 95%。

1. 预处理：

2. 生化处理：

3. 深度处理：

• 技术创新：

• 分质处理：将高浓度废水（COD>10000mg/L）与低浓度废水（COD<5000mg/L）分开处理，降低能耗 30%。

• 资源回收：IC 反应器产生的沼气用于发电，年发电量超 100 万 kWh。

• 效果与收益：

• 出水 COD 稳定在 50mg/L 以下，VCM<0.1mg/L，满足排放标准。

• 年减排 COD 约 5000 吨，节约排污费 300 万元，投资回收期 3.5 年。

案例二：广东某再生塑料清洗企业废水零排放工程（斜管沉淀 + 气浮 + A/O + 膜分离）

• 客户背景：年处理废塑料 20 万吨的再生塑料企业，废水排放量 3000m³/d，含塑料颗粒（150-200mg/L）、油脂（500mg/L）、COD（800mg/L），要求实现零排放。

• 处理工艺：

• RO 系统：回收率 70%，产水 COD<50mg/L，浓水经 MVR 蒸发结晶，固体废弃物量减少 90%。

• A/O 工艺：污泥浓度 4000mg/L，COD 去除率 80%，氨氮去除率 90%。

• 斜管沉淀池：投加 PAC（200mg/L）和 PAM（5mg/L），SS 从 2000mg/L 降至 300mg/L。

• 气浮机：溶气压力 0.4MPa，油脂去除率 95%，COD 降至 500mg/L。

1. 预处理：

2. 生化处理：

3. 深度处理：

• 技术创新：

• 能量回收：RO 浓水压力能通过透平机回收，降低能耗 20%。

• 智能加药：物联网（IoT）监测系统实时调节加药量，药剂消耗减少 15%。

• 效果与收益：

• 实现废水 100% 回用，年节水 109.5 万吨，节约水费 400 万元。

• 蒸发结晶副产硫酸钠（纯度 99%），年收益 80 万元，投资回收期 4 年。

三、技术选型与政策合规性

1. 工艺选择依据：

• 浓度与毒性：高浓度废水（COD>10000mg/L）优先采用铁碳微电解 + 芬顿氧化 + 厌氧工艺；含 VCM 等毒性物质需强化预处理（如臭氧氧化）。

• 盐分与可生化性：高盐废水（TDS>10000mg/L）需结合蒸发结晶或膜分离；可生化性差的废水（B/C<0.3）需物化预处理提升可生化性。

• 回用需求：回用率要求高的企业（如电子级用水）需采用 RO+EDI 工艺；普通回用可选择 MBR + 纳滤。

2. 政策要求：

• 广东省标准：珠三角地区塑料行业执行 DB44/26-2001 第二时段一级标准（COD≤80mg/L，氨氮≤10mg/L），且需满足《新污染物治理工作方案》对 VCM、增塑剂的管控要求。

• 零排放趋势：2025 年广东省重点行业需实现 “近零排放”，推动蒸发结晶、膜分离等资源化技术应用。

四、行业趋势与挑战

1. 技术升级：

• 资源化利用：膜分离技术（如渗透汽化）可实现有机溶剂回收率 > 99%，适用于高价值溶剂（如己烷、丙酮）。

• 智能化运维：AI 算法优化加药控制，降低药剂消耗 15%，如某企业通过智能系统年节约药剂费用 50 万元。

2. 管理创新：

• “一企一策” 整治：广东省要求企业制定全流程污染防控方案，涵盖工艺优化（如无溶剂合成）、设备改造（如密闭反应釜）和末端治理。

• 第三方服务：引入专业环保公司提供 “设计 - 建设 - 运维” 一体化服务，如湖南某塑料厂通过第三方技术升级，废水处理成本降低 30%。

3. 挑战与应对：

• 成分复杂：含吡啶、喹啉等难降解物质的废水需组合工艺（如光催化氧化 + 生物炭床），但能耗较高（如芬顿氧化电耗达 2kWh/m³）。

• 成本压力：中小企业可申请环保专项补贴（如广东省绿色金融支持），或采用 “环保托管” 模式降低初期投资。

五、总结