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聚氯乙烯生产母液废水处理技术：现状、挑战与创新路径

一、引言

1.1研究背景与意义

聚氯乙烯（PolyvinylChloride，简称PVC）作为世界上产量最大的塑料产品之一，在工业制品、建筑材料、包装、日常生活用品等众多领域有着广泛应用。在建筑领域，PVC管材因其耐腐蚀、成本低等优势，被大量用于给排水系统；在包装行业，PVC薄膜以其良好的柔韧性和透明度，成为众多产品包装的首选材料。随着全球经济的发展和城市化进程的加速，对聚氯乙烯的需求持续增长。据相关数据显示，2023年我国聚氯乙烯产量约为2293万吨，进口量为42.8万吨，出口量为259.2万吨，需求量约为2076.6万吨，我国已然成为全球最大的聚氯乙烯生产和消费国家之一。

在聚氯乙烯的生产过程中，会产生大量的母液废水。每生产1吨PVC通常会产生3-5吨离心母液废水。以2023年我国聚氯乙烯产量2293万吨来估算，产生的母液废水量极为庞大。聚氯乙烯母液废水具有有机物浓度低但难降解的特点，其中作为分散剂使用的聚乙烯醇（PVA），约15%随离心母液排放，是主要污染物，还含有反应过程中残留的氯乙烯单体、少量其他添加剂（双酚A、对苯二酚、甲醇）以及这些物质反应或衰变后的产物，这些物质具有毒性和难生物降解性。同时，母液废水还具有水量大、硬度和氯根低、浊度高、温度高（一般在70℃左右）等特性。若这些母液废水未经有效处理直接排放，其中的有害物质会对土壤和水体造成污染，影响生态平衡。例如，残留的氯乙烯单体具有致癌性，会危害水生生物和人体健康；难降解的有机物会导致水体富营养化，使水质恶化，破坏水生态系统。而且，母液废水的大量排放也造成了水资源的极大浪费，与我国可持续发展战略背道而驰。

对聚氯乙烯生产母液废水进行有效处理具有重大意义。从环保角度来看，合理处理母液废水能够减少污染物排放，降低对环境的危害，保护生态环境，维护水生态系统的平衡，保障人类健康和生态安全。从行业可持续发展角度而言，实现母液废水的达标排放或回用，是聚氯乙烯行业绿色发展的必然要求。通过废水回用，企业可降低新鲜水资源的取用量，节约生产成本，提高水资源利用效率，增强企业的竞争力，促进聚氯乙烯行业朝着绿色、可持续的方向发展，符合国家对化工行业节能减排、清洁生产的政策导向。

1.2国内外研究现状

国外在聚氯乙烯母液废水处理技术研究方面起步较早，在膜分离技术、高级氧化技术等领域取得了不少成果。美国的一些研究机构研发出新型的反渗透膜材料，在处理聚氯乙烯母液废水时，对废水中的有机物和盐分具有更高的截留率，能够实现更高效的水与污染物分离，显著提高了母液废水的回用率。例如，某公司采用的新型复合反渗透膜，对母液废水中聚乙烯醇（PVA）的截留率达到95%以上，处理后的回用水水质稳定，满足生产工艺对水质的严格要求。欧洲则侧重于将生物技术与物理化学方法相结合的综合处理工艺研究。德国的一家企业开发出一种生物流化床与臭氧氧化协同处理聚氯乙烯母液废水的工艺，先通过生物流化床中微生物的代谢作用降解大部分易生物降解的有机物，然后利用臭氧的强氧化性进一步分解难降解的有机物，该工艺在实际应用中取得了良好的处理效果，不仅降低了废水的化学需氧量（COD），还提高了废水的可生化性，使后续处理更加容易。日本在膜生物反应器（MBR）处理聚氯乙烯母液废水方面有深入研究，通过优化膜组件的结构和运行参数，提高了MBR对母液废水的处理效率和稳定性，有效解决了传统生物处理工艺中污泥膨胀和处理效率低的问题。

国内对于聚氯乙烯母液废水处理技术的研究也十分活跃，针对国内聚氯乙烯生产企业的特点和需求，在多种处理技术上取得了突破和应用。在生化处理技术方面，国内科研人员通过筛选和驯化高效降解菌，开发出了适合聚氯乙烯母液废水处理的生物处理工艺。例如，有研究团队从活性污泥中筛选出对PVA具有高效降解能力的菌株，并将其应用于序批式活性污泥法（SBR）处理母液废水，实验结果表明，该工艺在合适的运行条件下，对母液废水中PVA的去除率可达80%以上，显著提高了废水的可生化性和处理效果。在膜分离技术领域，国内自主研发的超滤膜和反渗透膜在聚氯乙烯母液废水处理中得到广泛应用，通过改进膜材料和制备工艺，提高了膜的抗污染性能和使用寿命。如某企业采用自主研发的聚偏氟乙烯（PVDF）超滤膜处理母液废水，在保证处理效果的同时，延长了膜的清洗周期，降低了运行成本。此外，国内还注重将多种处理技术集成应用，形成综合处理工艺。一种常见的集成工艺是“混凝沉淀-生物处理-膜分离”，先通过混凝沉淀去除废水中的悬浮物和部分有机物，然后利用生物处理进一步降解有机物，最后通过膜分离实现水的深度净化和回用。这种集成工艺在多个聚氯乙烯生产企业中得到应