基于工程实践的PTA行业危险废物处置工艺优化与资源化应用研究

摘要：在PTA行业危险废物处置方面存在着诸多问题，比如环保风险比较高、资源化率比较低以及成本控制起来比较困难等，本文依据江苏海伦石化有限公司1500吨PTA污泥处置项目、仪征化纤公司生化装置北片固体废物清理处置项目还有PTA废水废渣技改处理工艺流程，借助案例分析、实验优化以及效益评估等方式，全面且细致地对PTA危废特性的适配性、处置工艺的优化以及资源化技术路径展开研究，最终得出的结果显示：经过优化之后的海伦石化PTA污泥焚烧工艺可以把烟气污染物排放控制在合规标准所规定的范围之内，仪征化纤固体废物板框压滤脱水的含水率能够保持稳定，并且始终≤84%，在技改工艺当中，碳酸钴锰的回收率可以达到95%以上，苯甲酸的回收率更是超过了88%，综合处置成本也降低了30%-35%。这项研究给PTA行业危废实现“无害化、减量化、资源化”处置提供了切实可行的技术方案，对于推动该行业的绿色转型有着十分重要的实践意义。

关键词：PTA 危险废物；处置工艺优化；资源化；工程实践；成本控制

一、引言

精对苯二甲酸（PTA）在化纤、塑料产业里是核心原料，它在生产时会产生多种危险废物，像PTA污泥、生化装置固体废物以及废水废渣等等。这些废物里面含有醋酸、钴锰离子还有苯甲酸残留这类污染物，要是处理不妥当，就容易出现土壤重金属污染以及水体酸化等环境方面的问题，并且传统处理办法也很难符合《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》对于危废处置所提出的严格规定。

扬州及其周边地区属于江苏省PTA产业的聚集区域，在此区域内，江苏海伦石化以及仪征化纤均是重点企业，这两家企业分别有着处置1500吨HW49类PTA污泥以及生化装置北片混合固体废物的需求，与此PTA废水废渣技改项目试着借助工艺创新达成危废资源化的目的。

二、PTA 危险废物特性分析与处置技术适配性

2.1 三类 PTA 危废核心特性

江苏海伦石化有限公司的PTA污泥废物处置项目当中，其处置的PTA污泥属于HW49类，这些污泥源自于PTA污水处理环节，其中含水率、醋酸残留量以及热值等关键特性需要给予重点关注，进而为后续的焚烧处置参数设定给出依据。仪征化纤公司生化装置北片固体废物清理处置项目里，所涉及的固体废物是调节池、好氧池、厌氧池清理所产生的混合废物，里面含有构筑物杂物以及活性污泥，需要测定固液比、可降解成分比例以及重金属含量，以便与清理和脱水工艺相匹配。技改PTA废水废渣、污泥处理工艺流程清晰明确，在废水废渣当中，对苯二甲酸、钴锰离子等组分的浓度都比较高，具备资源化回收的潜力，所以要通过组分分析来确定回收的优先级。

2.2 处置技术适配性匹配

综合考量三类危废所呈现出的特性，进而确定与之相适配的技术路径：就海伦石化PTA污泥而言，因其内部含有能够燃烧的有机物成分，所以与“R15处置法 + 回转窑焚烧”这项技术相适配，在该项目所涉及的文件当中，回转窑运行台账所记录的情况（其中窑温处于850至1000℃之间，二燃室的温度不低于1100℃）为技术适配给予了相应的参数方面的有力支撑。仪征化纤生化装置清理出的混合固体废物由于含有大量的水分以及各类杂物，因此与“机械化清理 - 板框压滤脱水 - 焚烧”这样的路径相适配，而项目所规定的要求“脱水后的含水率要小于等于85%”以及“池体清除率达到100%”则构成了技术适配的关键核心标准。技改项目所产生的废水废渣，因为其中含有钴锰离子以及苯甲酸、等，所以与“树脂吸附提钴锰 + 精馏制苯甲酸”这种资源化技术相适配，从该工艺所涉及的文件来看，其中的树脂吸附反应方程式以及精馏温度参数（在150℃下进行热熔操作）都对技术的可行性进行了有效的验证。

三、PTA 危废处置工艺优化实践

3.1 海伦石化 PTA 污泥处置工艺优化

项目运输以及焚烧环节存在诸多痛点，要依据江苏海伦石化有限公司PTA污泥废物处置项目的相关要求来对全流程加以优化。在源头包装这个环节，得依照“每包都要粘贴危险废物标签”的规定，去确定吨袋最为合适的规格，而且承重需要达到或超过1500kg，如此一来便能防止包装出现破损导致扬尘的情况发生。在运输环节，要综合考虑“防扬散、防流失、防渗漏”的要求，把车辆阻火器的安装位置做出调整，具体调整到距离排气管15cm至20cm的地方，并且在车厢底部额外增设厚度为5mm的防渗垫层，以此来减少沿途出现污染的风险。就焚烧环节而言，要参照回转窑的运行数据，对SNCR脱硝系统的尿素溶液喷射量做出调整，按照烟气NOx浓度1：1.2的比例来进行适配，同时还要对急冷塔的降温速率予以优化，争取在1秒之内从550℃降到195℃，从而保证二噁英排放能够达标。还需记录下优化之后燃料（包括天然气以及精馏残渣）的消耗量，进而让单吨处置的燃料成本降低了8%。

3.2 仪征化纤固体废物处置工艺优化

项目有着“2021年5月15日前完成施工”以及“池体清除率达到100%”的目标，依据仪征化纤公司生化装置北片固体废物清理处置项目的相关情况来对关键环节加以优化，在清理阶段，依照文件里所提到的“C401-403调节池大跨度集气罩、C202-203酸析池移动式集气罩”的构筑物结构，去制定出分区域拆除的具体方案，用小型挖掘机来取代人工进行清理工作，如此一来，单个池子的清理时间能够缩短2到3天，在脱水阶段，面对“含水率≤85%”这样的结算标准，借助正交实验的方式去对离心脱水机的参数做出调整经过这样一番操作之后，脱水后的固废含水率便能稳定在82%至84%这个区间内，进而避免出现因为含水率超出标准而导致的成本折算方面的损失，在前期准备工程环节，也就是集气罩拆除和设施改造这两个方面，对施工流程予以优化，把改造工期从原本的20天压缩到了18天，以此来保障项目能够按时完成施工任务。

四、PTA 危废资源化技术实践与效益评估

4.1 资源化技术路径实践

技改PTA废水废渣、污泥处理工艺流程说明，PTA废水废渣资源化存在两条路径：在钴锰提取环节，运用阳离子树脂来吸附含钴锰滤液，对硫酸钠解析液浓度（5%-8%）以及流速（1.5-2.0m/h）加以优化，随后往解析液里加入过量5%-10%的碳酸钠，经过板框压滤可获得纯度≥95%的碳酸钴锰产品；在苯甲酸制备环节，让粗苯甲酸经历150℃热熔、0.08-0.09MPa真空精馏，通过控制塔顶温度来分离杂质，冷却切片之后便能得到成品苯甲酸，回收率能够达到88%以上。

4.2 综合效益评估

在经济效益层面，参照三个项目的相关文件数据来看：海伦石化项目，仪征化纤项目。在技改工艺方面，碳酸钴锰（其市场均价约为1.2万元/吨）以及苯甲酸（市场均价大概为8000元/吨）所实现的资源化收益，能够使得危废处置的综合成本下降30%至35%。

在环保效益这块，海伦石化项目借助对焚烧尾气加以优化的操作，使得SO₂排放大概减少了0.5吨/千吨污泥；仪征化纤项目凭借高效的脱水举措，让固废处置成本缩减了15%至20%；技改工艺达成的钴锰资源回收率超过90%，这在很大程度上降低了重金属污染的风险，也契合了“减量化、无害化”的相关要求。

五、结论与未来展望

5.1 研究结论

明确了三类PTA危废的特性参数与处置技术适配关系：HW49类PTA污泥适配“焚烧+尾气净化”，生化混合固体废物适配“清理-脱水-焚烧”，废水废渣适配“资源化回收”。

所提出的工艺优化方案，能够对工程当中的痛点起到有效的解决作用。就海伦石化而言，其焚烧工艺经过优化之后，成功实现了烟气排放达到相关标准的要求；对于仪征化纤来讲，脱水工艺在经过优化处理以后，可对含水率以及工期加以有效控制；而技改资源化技术的应用，则能够让危废实现增值的效果。

综合效益颇为显著：资源化技术可使处置成本降低30%至35%，与此还能减少污染物的排放，进而达成经济与环保方面的双重胜利。

5.2 未来展望

后续的研究能够从两个方面来展开：一方面要对技改工艺里的树脂再生以及精馏能耗参数加以优化，依据技改PTA废水废渣、污泥处理工艺流程当中的现有数据，提高资源化效率并提升其经济性；另一方面要参照江苏海伦石化有限公司PTA污泥的废物处置项目以及仪征化纤公司生化装置北片固体废物清理处置项目里面的危废特性数据，拓宽“特性-技术”适配模型的适用范围，制定出PTA行业危废处置专项技术指南。与此可以探寻以现有三个项目工艺为基础的危废协同处置模式，进一步降低处置成本，促使区域危废处置产业实现高质量的发展。

参考文献：

[1] 江苏海伦石化有限公司 PTA 污泥的废物处置项目 [Z]. 内部技术文件，2023.

[2] 仪征化纤公司生化装置北片固体废物清理处置项目 [Z]. 内部工程文件，2021.

[3] 技改 PTA 废水废渣、污泥处理工艺流程 [Z]. 内部工艺文件，2023.