堿性高濃度有機(jī)廢水處理技術(shù)
鹽酸氨丙啉是傳統(tǒng)的抗球蟲(chóng)藥,由默克公司Rogers等研制成功,它通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)性抑制球蟲(chóng)對(duì)硫胺的攝取,可用于雞球蟲(chóng)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2000t/a,隨著球蟲(chóng)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(guò)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1400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(kāi)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(shù)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(chē)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(lèi)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72~102g/L,懸浮物>5g/L,氯化鈉為170~250g/L,氫氧化鈉為75~150g/L,甲醇為5~30g/L,氯仿為5~30g/L。工程設(shè)計(jì)處理量為10m3/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10m3,材質(zhì)為碳鋼(涂搪瓷玻璃),帶夾套和攪拌,電機(jī)功率為15kW,轉(zhuǎn)速為200r/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4~8h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(guò)濾槽
過(guò)濾槽用于去除廢水中的不溶性雜質(zhì)。設(shè)過(guò)濾槽1個(gè),尺寸為D120cm×180cm,容積約為2m3,有效過(guò)濾面積為1m2,材質(zhì)為304不銹鋼。經(jīng)過(guò)濾槽后廢水呈透明澄清,懸浮物<20mg/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10m3,材質(zhì)為混凝土(涂環(huán)氧樹(shù)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(shù)脂處理。設(shè)汽提精餾裝置1套,釜身容積為2000L,精餾塔尺寸為D0.6m×12m,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(shù)脂處理負(fù)荷的穩(wěn)定。設(shè)1個(gè)清液池2,容積為10m3,材質(zhì)為混凝土(涂環(huán)氧樹(shù)脂防腐)。
3.6樹(shù)脂吸附柱
樹(shù)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(shù)脂吸附柱2個(gè),規(guī)格為D100cm×400cm,材質(zhì)為碳鋼(環(huán)氧樹(shù)脂內(nèi)襯防腐),內(nèi)裝LS106型大孔吸附樹(shù)脂,吸附流速為0.5BV/h,解析劑為質(zhì)量分?jǐn)?shù)95%的甲醇,解析流速為0.5BV/h。吸附凈化后廢水為無(wú)色透明溶液,控制CODCr<30000mg/L。
3.7貯液槽
貯液槽用于貯存經(jīng)樹(shù)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20m3,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D80cm×350cm,Ⅱ效規(guī)格為D80cm×350cm,Ⅲ效規(guī)格為D100cm×350cm,材質(zhì)為316L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D800mm,電機(jī)功率7.5kW,材質(zhì)為316L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3m3,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10m3,材質(zhì)為PP。
3.12解析液貯槽
解析液貯槽用于貯存樹(shù)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5m3,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(shù)脂解析液中的甲醇。設(shè)甲醇回收裝置1座,有效容積為2000L,內(nèi)鍋直徑為1400mm,夾套直徑為1500mm,高度為1.8m,冷凝器規(guī)格為D1.2m×3m,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5m3,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(jiàn)1">表1。
表1各主要處理單元進(jìn)出水水質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果
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)》(GB8978—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。
表2運(yùn)行費(fèi)用明細(xì)及對(duì)比分析
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(shù)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(jiàn)http://www.dowater.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。
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