化學(xué)法處理高濃度己內(nèi)酰胺有機(jī)廢水工藝

劉炳鑫，王亮，趙文燦

（中國(guó)平煤神馬集團(tuán)尼龍科技有限公司，河南平頂山467212）

化學(xué)法處理高濃度己內(nèi)酰胺有機(jī)廢水工藝

劉炳鑫，王亮，趙文燦

（中國(guó)平煤神馬集團(tuán)尼龍科技有限公司，河南平頂山467212）

針對(duì)在己內(nèi)酰胺參與生產(chǎn)的過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生大量的粘稠狀、具有強(qiáng)烈刺激臭味的有機(jī)廢液，此廢液中含有復(fù)雜的化學(xué)成分，包括硫銨、甲苯、苯甲酸等。其是國(guó)家重點(diǎn)處理的廢水之一，屬于難處理的高濃度有機(jī)廢水。因此，對(duì)于此類(lèi)廢水的有效處理成為相關(guān)部門(mén)中的重要工作。作者系統(tǒng)研究了處理高濃度己內(nèi)酰胺有機(jī)廢水的化學(xué)方法，以供生產(chǎn)實(shí)際中參考。

化學(xué)法；高濃度己內(nèi)酰胺；有機(jī)廢水

隨著社會(huì)的快速發(fā)展，工業(yè)廢水已成為污染環(huán)境的重要源頭之一。因此，選擇正確方式對(duì)工業(yè)廢水進(jìn)行有效處理尤為重要。

1 化學(xué)法處理高濃度己內(nèi)酰胺有機(jī)廢水方法概述

1.1 膜生物反應(yīng)器法

膜生物反應(yīng)器法是當(dāng)前處理城市工業(yè)廢水的一種新型高效的生物處理技術(shù)。其利用膜分離系統(tǒng)取代普通的活性污泥法中的二沉池，直接分離出可回用的水質(zhì)，同時(shí)對(duì)微生物的截留和生長(zhǎng)有積極的作用，使其更加容易硝化。與此同時(shí)，此種處理方法的運(yùn)行成本較低，并可以通過(guò)PLC進(jìn)行全自動(dòng)化控制。MBR膜生物反應(yīng)器設(shè)備布置具有較強(qiáng)的靈活性，既可以集中布置，也可以分散布置，能夠?qū)ξ鬯M(jìn)行就地處理，節(jié)省了大部分排水管道和泵站的成本費(fèi)用。

傳統(tǒng)的活性污泥法在處理過(guò)程中，會(huì)因?yàn)轭w粒不固定而產(chǎn)生活性細(xì)菌流失的情況。而膜生物反應(yīng)器在處理有機(jī)污染物時(shí)，能夠?qū)τ袡C(jī)物進(jìn)行深度氧化，排出的物體中也不含有固體顆粒，能夠使生物體得到完全的保留，即使在低溫的狀態(tài)下，也可以保持較高的處理效率。另外，此處理方法還可以減少污泥浪費(fèi)，也可以通過(guò)硝化和反硝化進(jìn)行同時(shí)作用將氮元素進(jìn)行分離并排出，能夠長(zhǎng)時(shí)間保留系統(tǒng)中的硝化細(xì)菌。同時(shí)，膜生物反應(yīng)器法工藝結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，耗能較低，占用的面積較小，很容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制和管理。膜生物反應(yīng)器法的具體工藝流程如圖1所示。

圖1 膜生物反應(yīng)器法的工藝流程

當(dāng)前，膜生物反應(yīng)器法雖然得到了廣泛的應(yīng)用，但是仍然存在一定的缺陷。一是膜生物反應(yīng)器法整體系統(tǒng)中的各個(gè)生物處理單元仍然采用的是傳統(tǒng)的活性污泥法，反應(yīng)器內(nèi)部的污泥具有較高的濃度，膜是進(jìn)行污泥過(guò)濾的介質(zhì)，在長(zhǎng)期的處理過(guò)程中，通過(guò)膜的水量會(huì)不斷下降，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間會(huì)越來(lái)越慢，從而形成膜堵塞的現(xiàn)象，在沒(méi)有較好的膜清理技術(shù)的支持下，會(huì)使整體處理系統(tǒng)的使用壽命減少。二是膜的制造成本相對(duì)偏高。由于膜生物反應(yīng)器法的關(guān)鍵設(shè)備就是膜本身，但由于膜的制造過(guò)程和材質(zhì)要求過(guò)高，導(dǎo)致了膜本身的成本相應(yīng)增加，給企業(yè)帶來(lái)了一定的困難[1]。

1.2 活性污泥處理法

當(dāng)前，國(guó)內(nèi)的工業(yè)廢水中含有大量的氮元素，一般的含量占比達(dá)到了12%左右。而目前現(xiàn)有的廢水處理工藝中會(huì)存在大量的己內(nèi)酰胺和少部分的低聚物。而總氮的數(shù)量一般為400～500mg/L，CODcr的總量為2 000～3 000mg/L。如果此種水質(zhì)通過(guò)利用傳統(tǒng)活性污泥法進(jìn)行處理，只有CODcr能完成安全水質(zhì)所規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)，但是氨氮、總氮卻不能達(dá)到規(guī)定的安全水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。此種方法雖然在處理污水中得到了廣泛應(yīng)用，但仍存在很大的弊端。一是活性污泥處理系統(tǒng)在整體運(yùn)行過(guò)程中會(huì)殘留大量的污泥，需要安裝后續(xù)污泥處理系統(tǒng)，將產(chǎn)生很高的后續(xù)處理成本。二是此系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中需要消耗較高的能量，而傳氧效率相對(duì)較低。三是此系統(tǒng)在處理水和微生物分離方面使用的是重力式沉淀池的方法，很難將水中的微細(xì)顆粒徹底清除，大大影響了出水的水質(zhì)。同時(shí)，活性污泥的沉降性能對(duì)二沉池的濃縮性能影響較大[2]，使曝氣池中的污泥濃度降低，大大縮小了活性污泥的處理效率，使得處理工藝占有較大的地域面積。

2 案例分析

該文對(duì)某公司高濃度己內(nèi)酰胺廢水的處理方法作出簡(jiǎn)單的介紹和分析[3]。

2.1 試驗(yàn)儀器

試驗(yàn)所需的儀器及其型號(hào)見(jiàn)表1。

表1 試驗(yàn)儀器及其型號(hào)

2.2 試驗(yàn)試劑

試驗(yàn)所需的試劑見(jiàn)表2。

表2 試驗(yàn)試劑

2.3 廢水處理流程

廢水處理技術(shù)路線如圖2所示。

圖2 己內(nèi)酰胺廢水處理技術(shù)路線工藝流程圖

圖2顯示，是把廢水通過(guò)直接蒸餾的方式，將30%的水去除后，然后對(duì)濃縮液冷卻后進(jìn)行抽樣過(guò)濾，使其中的鹽類(lèi)物質(zhì)進(jìn)行分離，在濾液中加入共沸劑使其共沸蒸餾，再將余下1/5的水分去除，抽濾，并用甲醇同時(shí)洗滌和過(guò)濾濾餅，得到分離的鹽類(lèi)物質(zhì)，再將甲醇蒸出，從而得到有機(jī)物油分。

如果在利用直接蒸餾法將30%水分去除后，得到的鹽液濃度適中，可以直接將其輸送并進(jìn)行過(guò)濾。在第一步進(jìn)行過(guò)濾時(shí)，可以去除廢水中大量的鹽類(lèi)物質(zhì)，能夠?yàn)榈诙抗卜泻蟮柠}液黏度做好準(zhǔn)備。如果對(duì)其進(jìn)行直接共沸，會(huì)使用很大的能耗，相比之下，此種方法降低了能耗。此方法雖然徹底解決了鹽類(lèi)物質(zhì)去除后的黏度問(wèn)題，但增加了試驗(yàn)步驟。

3 結(jié)語(yǔ)

對(duì)于當(dāng)前我國(guó)工業(yè)迅速發(fā)展后產(chǎn)生的工業(yè)廢水，采用化學(xué)方法對(duì)高濃度己內(nèi)酰胺有機(jī)廢水進(jìn)行處理，具有很大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。但是，在處理過(guò)程中，任何方法都存在一定的缺點(diǎn)。因此，為了達(dá)到更好的效果，需要對(duì)處理方法和技術(shù)做進(jìn)一步的研究。

[1]楊書(shū)平.A/O系統(tǒng)處理己內(nèi)酰胺污水試驗(yàn)研究[J].中國(guó)給水排水,1994,10(2):18-22.

[2]徐兆瑜.己內(nèi)酰胺生產(chǎn)工藝技術(shù)新進(jìn)展[J].精細(xì)化工原料及中間體,2006,37(3):25-29.

[3]王雪梅.己內(nèi)酰胺生產(chǎn)技術(shù)及應(yīng)用[J].煤炭與化工,2005,33(5):22-25.

Study on the Treatment of High Concentrations of Caprolactam Organic Wastewater by Chemical Method

Liu Bing-xin,Wang Liang,Zhao Wen-can
(Nylon Chemical Corporation,China Pingmei Shenma Group,Henan Pingdingshan 467212)

With the rapid development of China's industry,as an important organic chemical raw material,demand for caprolactam is also increasing.However,in the process involved in the production of caprolactam,organic waste liquid with a large amount of viscous and strong pungent odor can be produced,waste liquid contains complex chemical components,including ammonium sulfate,toluene and benzoic acid.It is one of the national key treatment wastewater,which belongs to the difficult treatment of high concentration organic wastewater.Therefore,the effective treatment of such wastewater has become an important work in the relevant departments.Based on this,the chemical method for treatment of high concentration organic wastewater was briefly analyzed,for reference.

Chemical method;High concentration of caprolactam;Organic wastewater

X703

A

2096-0387（2016）06-0030-03

劉炳鑫（1985-），男，河南平頂山人，大專(zhuān)，助理工程師，研究方向：應(yīng)用化工。