堿性高濃度有機(jī)廢水處理技術(shù)
中國(guó)污水處理工程網(wǎng) 時(shí)間：2015-2-5 10:51:48
污水處理技術(shù) | 匯聚全球環(huán)保力量，降低企業(yè)治污成本
鹽酸氨丙啉是傳統(tǒng)的抗球蟲藥，由默克公司Rogers等研制成功，它通過競(jìng)爭(zhēng)性抑制球蟲對(duì)硫胺的攝取，可用于雞球蟲防治，世界各國(guó)廣泛使用。目前全球鹽酸氨丙啉的需求量約為2 000 t/a，隨著球蟲病對(duì)養(yǎng)殖業(yè)影響的日趨嚴(yán)重，鹽酸氨丙啉的年需求量將以3%～5%的速度增長(zhǎng)。然而，在鹽酸氨丙啉生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生大量堿性高濃度有機(jī)廢水，該廢水成分復(fù)雜，含鹽和堿度高，若采用常規(guī)的生化法治理，費(fèi)用需要1 400元/t。美國(guó)輝寶公司鹽酸氨丙啉產(chǎn)能占全球50%以上，因無(wú)有效的廢水治理方法，開始減產(chǎn)或停產(chǎn)。
筆者針對(duì)該廢水的特性，將多種治理方案進(jìn)行系統(tǒng)對(duì)比，最終確定采用酸堿中和+低溫沉降+樹脂吸附+蒸發(fā)濃縮+冷凝水回用的工藝路線。經(jīng)工程驗(yàn)證，該方法能有效治理鹽酸氨丙啉堿性高濃度有機(jī)廢水，并可回收其中有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的副產(chǎn)物和鹽，治理后廢水可直接作為工藝用水回用，處理成本僅為256元/m3，為常規(guī)處理方法的20%，具有很好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
1 廢水水質(zhì)及水量
浙江大洋生物科技集團(tuán)股份有限公司鹽酸氨丙啉生產(chǎn)車間產(chǎn)生的鹽酸氨丙啉堿性高濃度有機(jī)廢水，其主要污染物為氯化鈉、氫氧化鈉、嘧啶類雜環(huán)有機(jī)化合物等。該廢水呈深褐色，并具有強(qiáng)烈刺激性氣味，其CODCr為 72～102 g/L，懸浮物＞5 g/L，氯化鈉為170～250 g/L，氫氧化鈉為75～150 g/L，甲醇為5～30 g/L，氯仿為5～30 g/L。工程設(shè)計(jì)處理量為10 m3/d。
2 工藝流程
工藝流程如圖 1所示。
3 主要工藝單元設(shè)計(jì)參數(shù)
3.1 中和沉降池
中和沉降池用于均質(zhì)、調(diào)節(jié)廢水pH、沉降和分相。設(shè)中和沉降池1個(gè)，容積為10 m3，材質(zhì)為碳鋼（涂搪瓷玻璃），帶夾套和攪拌，電機(jī)功率為15 kW，轉(zhuǎn)速為200 r/min。攪拌狀態(tài)下向廢水中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的濃鹽酸，調(diào)節(jié)pH至中性，然后通入冷卻鹽水降溫，自然沉降4～8 h后分離出有機(jī)相。有機(jī)相經(jīng)蒸發(fā)濃縮可得鹽酸氨丙啉關(guān)鍵中間體和氯仿，水相pH要求呈中性。
3.2 過濾槽
過濾槽用于去除廢水中的不溶性雜質(zhì)。設(shè)過濾槽1個(gè)，尺寸為D 120 cm×180 cm，容積約為2 m3，有效過濾面積為1 m2，材質(zhì)為304不銹鋼。經(jīng)過濾槽后廢水呈透明澄清，懸浮物＜20 mg/L。
3.3 清液池1
清液池1用于貯存預(yù)處理后廢水，保證后續(xù)處理負(fù)荷的穩(wěn)定。設(shè)1個(gè)清液池1，容積為10 m3，材質(zhì)為混凝土（涂環(huán)氧樹脂防腐）。
3.4 汽提精餾裝置
汽提精餾裝置用于對(duì)來(lái)自清液池1的廢水中的甲醇進(jìn)行汽提蒸餾，以利于后續(xù)樹脂處理。設(shè)汽提精餾裝置1套，釜身容積為2 000 L，精餾塔尺寸為 D 0.6 m×12 m，材質(zhì)為搪玻璃。廢水經(jīng)汽提精餾后，甲醇?xì)埩袅浚?.2%。
3.5 清液池2
清液池2用于貯存汽提處理后的廢水，保證后續(xù)樹脂處理負(fù)荷的穩(wěn)定。設(shè)1個(gè)清液池2，容積為10 m3，材質(zhì)為混凝土（涂環(huán)氧樹脂防腐）。
3.6 樹脂吸附柱
樹脂吸附柱用于吸附去除廢水中的水溶性有機(jī)污染物。設(shè)樹脂吸附柱2個(gè)，規(guī)格為D 100 cm× 400 cm，材質(zhì)為碳鋼（環(huán)氧樹脂內(nèi)襯防腐），內(nèi)裝 LS106型大孔吸附樹脂，吸附流速為0.5 BV/h，解析劑為質(zhì)量分?jǐn)?shù)95%的甲醇，解析流速為0.5 BV/h。吸附凈化后廢水為無(wú)色透明溶液，控制CODCr＜30 000 mg/L。
3.7 貯液槽
貯液槽用于貯存經(jīng)樹脂吸附凈化后的廢水，保證后續(xù)蒸發(fā)濃縮回收氯化鈉裝置負(fù)荷的穩(wěn)定性。設(shè)貯液槽1個(gè)，容積為20 m3，材質(zhì)為PP。
3.8 三效蒸發(fā)器
三效蒸發(fā)器用于蒸發(fā)濃縮回收廢水中的氯化鈉。設(shè)三效蒸發(fā)器1套，其中Ⅰ效規(guī)格為D 80 cm×350 cm，Ⅱ效規(guī)格為D 80 cm×350 cm，Ⅲ效規(guī)格為 D 100 cm×350 cm，材質(zhì)為316 L不銹鋼，蒸汽為加熱源。
3.9 轉(zhuǎn)鼓式離心機(jī)
轉(zhuǎn)鼓式離心機(jī)用于氯化鈉的固液分離。設(shè)轉(zhuǎn)鼓式離心機(jī)1臺(tái)，規(guī)格為轉(zhuǎn)鼓D 800 mm，電機(jī)功率 7.5 kW，材質(zhì)為316 L不銹鋼。
3.10 母液池
母液池用于貯存氯化鈉母液。設(shè)母液池1個(gè)，容積為3 m3，材質(zhì)為PP。
3.11 冷凝水貯槽
冷凝水貯槽用于貯存蒸發(fā)所得冷凝水。設(shè)冷凝水貯槽1個(gè)，容積為10 m3，材質(zhì)為PP。
3.12 解析液貯槽
解析液貯槽用于貯存樹脂解析液，保證后續(xù)蒸發(fā)回收甲醇工序負(fù)荷的穩(wěn)定。設(shè)解析液貯槽1個(gè)，容積為5 m3，材質(zhì)為碳鋼。
3.13 甲醇回收裝置
甲醇回收裝置用于回收樹脂解析液中的甲醇。設(shè)甲醇回收裝置1座，有效容積為2 000 L，內(nèi)鍋直徑為1 400 mm，夾套直徑為1 500 mm，高度為1.8 m，冷凝器規(guī)格為D 1.2 m×3 m，材質(zhì)為搪玻璃，采用蒸汽夾套加熱。
3.14 甲醇貯槽
甲醇貯槽用于貯存甲醇。設(shè)甲醇貯槽1個(gè)，容積為5 m3，材質(zhì)為碳鋼。
4 調(diào)試運(yùn)行結(jié)果
該工程經(jīng)調(diào)試后連續(xù)運(yùn)行。2012年6月至2012年12月的監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，系統(tǒng)運(yùn)行正常，處理效果穩(wěn)定可靠，運(yùn)行結(jié)果見1">表 1。
| 污染物 | 中和沉降 | 過濾槽 | 氣提精餾 | 樹脂吸附 | 蒸發(fā)濃縮 | |
| COD Cr （mg·L -1 ） | 進(jìn)水 | 117620 | 93100 | 93100 | 57900 | 29985 |
| 出水 | 93100 | 93100 | 57900 | 29985 | 5626 | |
| 懸浮物（mg·L -1 ） | 進(jìn)水 | 5480 | 4880 | 20 | 20 | ＜10 |
| 出水 | 4880 | 20 | 20 | ＜10 | ＜10 | |
| pH | 進(jìn)水 | ＞14 | 7 | 7 | 7 | 7 |
| 出水 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | |
| 氯化鈉（mg·L -1 ） | 進(jìn)水 | 168.5 | 313.2 | 313.2 | 344.5 | 321.8 |
| 出水 | 313.2 | 313.2 | 344.5 | 321.8 | 0 | |
| 氫氧化鈉（mg·L -1 ） | 進(jìn)水 | 142.1 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 出水 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | |
| 甲醇（mg·L -1 ） | 進(jìn)水 | 12.3 | 11.6 | 11.6 | 1.6 | 1.6 |
| 出水 | 11.6 | 11.6 | 1.6 | 1.6 | 0.5 | |
| 氯仿（mg·L -1 ） | 進(jìn)水 | 14.8 | 2.3 | 2.3 | 1.2 | 1.2 |
| 出水 | 2.3 | 2.3 | 1.6 | 1.6 | 0.3 |
由1">表 1可知，蒸發(fā)冷凝水中含有甲醇及氯仿等有機(jī)溶劑，其COD高于《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 8978—1996）的排放指標(biāo)，但符合氨丙啉合成工藝用水要求，可將其作為工藝用水再利用。蒸發(fā)濃縮所得氯化鈉色澤潔白，無(wú)刺激性氣味，符合工業(yè)級(jí)氯化鈉國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。
5 經(jīng)濟(jì)性分析
該工程總投資約為180萬(wàn)元，其中土建投資 35萬(wàn)元，設(shè)備投資110萬(wàn)元，安裝費(fèi)25萬(wàn)元，設(shè)計(jì)費(fèi)3萬(wàn)元，調(diào)試及培訓(xùn)費(fèi)3萬(wàn)元，其他費(fèi)用4萬(wàn)元。運(yùn)行費(fèi)用及效益分析如2">表 2所示。
| 序號(hào) | 費(fèi)用項(xiàng)目 | 運(yùn)行費(fèi)用/(元·t -1 ) | ||
| 常規(guī)生化治療 | 目前工藝 | 同行對(duì)比 | ||
| 1 | 鹽酸 | —— | 150.0 | 按照目前當(dāng)?shù)鼗@區(qū)污水處理收費(fèi)及廢水接受標(biāo)準(zhǔn)（COD≤500mg/L）計(jì)算，每噸氨丙啉工藝廢水治理費(fèi)用為640.00元 |
| 2 | 廢水蒸發(fā)消耗蒸汽 | —— | 156.00 | |
| 3 | 固廢處置費(fèi)用 | —— | 60.00 | |
| 4 | 甲醇消耗 | —— | 125.0 | |
| 5 | 甲醇蒸發(fā)消耗蒸汽 | —— | 25.0 | |
| 6 | 樹脂消耗 | —— | 10.0 | |
| 7 | 減氯化鈉收益 | —— | >120.0 | |
| 8 | 減鹽酸消耗（使用公司副產(chǎn)鹽酸） | —— | 150.0 | |
| 9 | 生化終端治理費(fèi)用 | 1400.00 | —— | |
| 合計(jì) | 1400.00 | 256.00 | 640.00 | |
6 結(jié)論
（1）連續(xù)6個(gè)月的運(yùn)行數(shù)據(jù)表明，采用中和+低溫沉降+樹脂吸附+蒸發(fā)濃縮+冷凝水回用的技術(shù)路線治理鹽酸氨丙啉堿性高濃度有機(jī)廢水可行。具體參見http://wlmqsb.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。
（2）處理成本約為256元/t，遠(yuǎn)低于常規(guī)的生化處理方法，經(jīng)濟(jì)效益顯著，值得在同行業(yè)中推廣應(yīng)用。
