某企業(yè)己二酸生產(chǎn)廢水處理工藝探討

熊發(fā)

摘要：本文采用“生物法+深度處理”組合工藝對(duì)某企業(yè)己二酸生產(chǎn)廢水處理進(jìn)行實(shí)踐研究，結(jié)果表明，此組合工藝可使己二酸廢水出水水質(zhì)達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918—2002）中一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，平均每噸廢水處理成本僅為3.2元。證明此己二酸廢水處理工藝技術(shù)可行，且經(jīng)濟(jì)合理。研究還通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定了關(guān)鍵工藝UASB的最佳進(jìn)水COD濃度（3000-4000mg/l）及BAF的最佳汽水比（5：1）。

關(guān)鍵詞：己二酸廢水；生物法；UASB；曝氣生物濾池

一、引言

己二酸又稱肥酸，為白色晶體或結(jié)晶性粉末，略有酸味，能升華。微溶于水，微溶于乙醚，溶于乙醇。性質(zhì)穩(wěn)定，低毒，對(duì)眼睛、皮膚、粘膜和上呼吸道有刺激作用。對(duì)環(huán)境有危害，可造成水體和大氣污染。己二酸是一種重要的有機(jī)二元酸，主要用于制造尼龍66纖維和尼龍66樹脂、聚氨酯泡沫塑料，在有機(jī)合成工業(yè)中，為己二腈、己二胺的基礎(chǔ)原料，同時(shí)還可用于生產(chǎn)潤(rùn)滑劑、增塑劑己二酸己辛酯，也可用于醫(yī)藥等方面，用途十分廣泛。

工業(yè)上生產(chǎn)己二酸主要有兩條工藝路線，即環(huán)己烷法和苯酚法。環(huán)己烷法又稱苯法，該工藝一次性投入大，產(chǎn)生副產(chǎn)品較多，存在三廢污染，收益不高，但因?yàn)樗に嚦墒?，目前大多?shù)廠家采用此方法生產(chǎn)己二酸。苯酚法即苯酚加氫生成環(huán)己醇，而后用硝酸氧化制得己二酸。該法設(shè)備投入和苯法相差不大，適合于苯酚資源豐富的地區(qū)。

該企業(yè)采用苯法進(jìn)行己二酸生產(chǎn)，生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生兩種廢液：第一種是醇酮合成過(guò)程中的廢液，來(lái)源于洗去環(huán)己烷空氣氧化合成KA油過(guò)程中產(chǎn)生一些有機(jī)酸類副產(chǎn)物所有的水，此廢水稱為BI廢水；另一種是醇酮氧化合成己二酸過(guò)程的廢水，是己二酸生產(chǎn)過(guò)程中副產(chǎn)品混合二元酸的統(tǒng)稱，此廢水稱為DBA廢水[1]。目前處理己二酸廢水的工藝主要有：廢堿液中和法、吸附法、蒸發(fā)脫水工藝、焚燒法、回收法、生物法等。本研究采用“生物法+深度處理”的組合方法處理己二酸廢水。

二、工藝流程

本研究的己二酸廢水主要來(lái)源于某企業(yè)己二酸生產(chǎn)裝置。廢水首先進(jìn)入中和混凝沉淀池，去除一部分懸浮物及顆粒物，同時(shí)調(diào)節(jié)廢水pH為6-9；隨后自流到調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)水質(zhì)均勻、水溫水量恒定，之后廢水經(jīng)過(guò)一級(jí)提升水泵至UASB池，進(jìn)行厭氧反應(yīng)，將大分子有機(jī)物分解為小分子有機(jī)物；然后，自流至“A/O”生物處理系統(tǒng)，進(jìn)一步去除己二酸廢水中的有機(jī)物和氨氮。為保證出水達(dá)標(biāo)，確保后續(xù)零排放處理工藝的安全性及穩(wěn)定性，本研究采用“化學(xué)氧化（臭氧）+曝氣生物濾池”的方法對(duì)經(jīng)生化處理后的己二酸廢水進(jìn)行進(jìn)一步處理。整體工藝流程圖如下：

三、運(yùn)行結(jié)果分析

己二酸污水處理裝置的COD沿程去除率如表1所示，由表1可知，經(jīng)過(guò)該組合工藝處理己二酸廠產(chǎn)生的廢水后，出水COD為22mg/l，小于50mg/l，達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)；該組合工藝中UASB厭氧處理為關(guān)鍵工藝，UASB運(yùn)行的效率直接影響后續(xù)工藝裝置的處理效果；深度處理“化學(xué)氧化+曝氣生物濾池”保證了出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)，化學(xué)氧化池采用臭氧接觸氧化，曝氣生物濾池采用羅茨風(fēng)機(jī)鼓風(fēng)曝氣。

由圖2可知，當(dāng)UASB進(jìn)水COD濃度由1000mg/l—4000mg/l時(shí)，COD去除率由35%逐漸升高為75%。在一定范圍內(nèi)，隨著進(jìn)水濃度增大，單位容積有機(jī)負(fù)荷增加，COD去除率明顯上升。因?yàn)閺U水濃度增加，能夠使呈流態(tài)化的污泥與廢水中的有機(jī)物充分接觸發(fā)生反應(yīng)，從而使廢水的COD濃度大大降低[2]。當(dāng)UASB進(jìn)水COD濃度由5000mg/l—10000mg/l時(shí)，COD去除率由70%逐漸降為25%。這是由于厭氧處理系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)取決于產(chǎn)酸和產(chǎn)甲烷速率的相對(duì)平衡，有機(jī)負(fù)荷過(guò)高，則產(chǎn)酸率有可能大于產(chǎn)甲烷的用酸率，從而造成揮發(fā)酸的積累使pH迅速下降，阻礙產(chǎn)甲烷階段的正常運(yùn)行，嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致“酸化”[3]。結(jié)合以上分析可知，該組合裝置處理己二酸廢水UASB最佳進(jìn)水COD濃度為3000mg/l—4000mg/l。

由圖3可知，當(dāng)V氣：V水由1：1到6：1時(shí)，曝氣生物濾池對(duì)COD的去除率逐漸提高，適當(dāng)?shù)臍庖罕?，有利于曝氣生物濾池對(duì)己二酸廢水COD的去除；當(dāng)V氣：V水由7：1至9：1時(shí)，曝氣生物濾池對(duì)COD的去除率反而逐漸降低，這是由于過(guò)量的氣體使己二酸廢水在曝氣生物濾池中攪拌激烈，不利于生物膜的生長(zhǎng)，導(dǎo)致COD去除率降低[4]。當(dāng)V氣：V水4：1—6：1時(shí)，COD去除率由76%至85%，出水COD均小于50mg/l，達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。但隨著氣液比的升高，所需羅茨風(fēng)機(jī)的型號(hào)也逐漸增大，能量消耗增大，運(yùn)行成本高。綜合考慮經(jīng)濟(jì)因素，選用V氣：V水為5：1，作為風(fēng)機(jī)選型的參數(shù)之一。

四、結(jié)論

（1）采用“生物法+深度處理”組合工藝，能使己二酸廢水COD由6500mg/l降為22mg/l，出水水質(zhì)達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。

（2）該組合工藝中，UASB的最佳進(jìn)水COD濃度為3000mg/l—4000mg/l，COD去除率達(dá)到75%以上。

（3）綜合運(yùn)行成本因素，當(dāng)V氣：V水=5：1時(shí)，曝氣生物濾池對(duì)己二酸廢水COD的去除率為80%，出水COD為40mg/l，滿足工藝要求。

（4）該組合裝置采用空氣作為化學(xué)氧化池臭氧發(fā)生器的供氣源，比采用純氧作為氣源成本低，工藝簡(jiǎn)單，操作方便。

（5）曝氣生物濾池施工時(shí)，要注意濾頭、濾板的安裝質(zhì)量，一定要平整，保證布?xì)饩鶆颉?/p>

參考文獻(xiàn)：

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