MDEA廢液對(duì)生化處理的影響

郭忠良 李希君 郭德杰

摘 要：MDEA（N-甲基二乙醇胺），別名MDEA，分子式C 5H 13NO 2，MDEA是近年來(lái)常用的一種脫硫脫碳劑，天然氣凈化廠檢修廢液主要污染物為MDEA，并伴有Cl-、KMnO4、Mn（Ⅱ/Ⅳ）、NaClO、FeS等無(wú)機(jī)陰離子，這類(lèi)廢水由于成分復(fù)雜、COD高、具有一定的抗氧化性及生化抗性，處理難度極大，如排入生化處理，對(duì)生化處理影響很大，廢舊脫碳液中COD可達(dá)百萬(wàn)mg/L。目前，以達(dá)標(biāo)排放為目標(biāo)的MDEA降解過(guò)程研究相對(duì)薄弱，以催化氧化法、電化學(xué)法、生物法以及混合、稀釋為主的處理，降解效率較低?；谧杂苫磻?yīng)的高級(jí)氧化技術(shù)是去除有機(jī)物的有效手段，研究表明對(duì)于含MDEA的廢液處理率可達(dá)83%;

關(guān)鍵詞：MDEA;降解;COD;生化處理

一、MDEA溶液對(duì)生化污水的影響

某化工廠2014年11月，因14萬(wàn)t/a制硫溶劑再生閃蒸罐至火炬凝液夾帶MDEA，火炬凝液送蠟油催化裝置回?zé)?，?dǎo)致含硫污水帶胺、脫硫凈化水COD上升。期間污水汽提一裝置脫硫凈化水COD平均值為 3391 mg/L，最高達(dá)6280 mg/L，見(jiàn)表1。

2016年5月，某化工廠因加氫二裝置循環(huán)氫脫硫凝液漏至蠟油催化裝置，導(dǎo)致胺液竄至含硫污水引起汽提一裝置凈化水COD升高，平均值達(dá)到3104 mg/L，最高達(dá)4450 mg/L，見(jiàn)表2。

污水汽提一裝置凈化水 COD與MDEA濃度關(guān)系見(jiàn)圖2

上述2個(gè)案例說(shuō)明，MDEA溶劑進(jìn)入污水系統(tǒng)后，會(huì)導(dǎo)致含硫污水汽提凈化水水質(zhì)出現(xiàn)波動(dòng)，凈化水COD上升。

經(jīng)調(diào)研，了解MDEA溶劑的可生化性（用 BOD5與CODcr之比表示，簡(jiǎn)稱(chēng)B/C）以及對(duì)水體 COD的貢獻(xiàn)情況，取脫硫溶劑MDEA的新鮮溶液（質(zhì)量分?jǐn)?shù)30%左右），與純凈水以體積比1∶200進(jìn)行勾兌，配制溶液的CODcr、5天生化需氧量 BOD5）質(zhì)量濃度以及B/C值見(jiàn)表3 溶劑配置溶液 CODcr 和 BOD5 質(zhì)量濃度項(xiàng)目數(shù)據(jù)

從表3可見(jiàn)，MDEA對(duì)水體COD貢獻(xiàn)較大，B/ C值僅為0.087，可生化性極低（B/C<0.3則說(shuō)明可生化性較低）。

結(jié)論：脫碳液中有機(jī)污染物無(wú)法降解，系統(tǒng)出水COD較高，MDEA對(duì)微生物降解有一定阻抗性。微量MDEA進(jìn)入污水處理后，除影響COD去除外，主要表現(xiàn)為生化系統(tǒng)氨氮倒掛情況，經(jīng)過(guò)厭氧、好氧等工藝后，部分有機(jī)氮轉(zhuǎn)化為氨氮，導(dǎo)致出水氨氮高于進(jìn)水，出現(xiàn)氨氮倒掛，甚至超標(biāo)。

2020年2月18日，2月20日取LNG車(chē)間脫碳事故水池出口水樣、脫碳液貧液、脫碳液富液進(jìn)行化驗(yàn)分析，數(shù)據(jù)如下：

從以上表格數(shù)據(jù)也可以看出，COD隨著脫碳液胺濃度增大而增大，可以證明脫碳液對(duì)COD去除有影響。胺濃度越大影響越大。

二、MDEA廢液處理措施

（1）可以采用集中收集后回稀釋處理，既把脫碳液在事故水池稀釋?zhuān)瑴y(cè)量事故水池COD與氨氮，達(dá)到生化進(jìn)水指標(biāo)后，再排入生化系統(tǒng)。（可以考慮增加管線進(jìn)行上升管?chē)姙?，利用焦?fàn)t上升管高溫分解，可以達(dá)到分解再利用）

（2）通過(guò)酸化曝氣-Fenton氧化-臭氧催化氧化的組合處理工藝，處理高濃度含MDEA污水在近期得到驗(yàn)證，為處理含MDEA廢水提供了參考。采用酸化曝氣-Fenton氧化-臭氧催化氧化工藝處理某天然氣凈化廠含高濃度MDEA的檢修污水，指標(biāo)如下：

通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定了最佳工藝參數(shù)。結(jié)果表明，過(guò)量浸漬法制備的催化劑中含有大量的活性組分MnO2，使臭氧氧化對(duì)COD、NH3–N的去除率分別提高了13.1%、10.5%，處理后的污水 COD從2 600 mg/L降至107 mg/L，NH3–N從176 mg/L降至7.48 mg/L，達(dá)到了《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 8978-1996）二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的要求。

（3）高能光催化氧化工藝（UV–CWOP）技術(shù)對(duì)高濃度難降解廢水及大分子有機(jī)物廢水的處理技術(shù)正在逐步推廣。UV–CWOP技術(shù)核心是在常溫常壓的溫和條件下徹底分解難降解有機(jī)污染物。其基本原理是在反應(yīng)體系中利用高能光子、氧化劑和催化劑的高強(qiáng)度協(xié)同催化氧化作用降解有機(jī)污染物。光子可以活化有機(jī)物官能團(tuán)，降低反應(yīng)活化能，同時(shí)有利于強(qiáng)化 催化劑的再生和羥基自由基的產(chǎn)生以及自由基反應(yīng) 鏈的傳遞和循環(huán)，從而強(qiáng)化整體氧化體系的氧化能力，加快氧化反應(yīng)速度。

該工藝可以將高濃度、有毒有害工業(yè)廢水中的有機(jī)污染物和部分無(wú)機(jī)污染物徹底分解成CO2、水等無(wú)害成分，并同時(shí)除臭、脫色及殺菌消毒，從而達(dá)到凈化廢水的目的。該工藝具有高度的靈活性，根據(jù)工藝出水后續(xù)處理的不同情況，能夠方便地調(diào) 整工藝參數(shù)，將廢水處理到不同深度，從而降低運(yùn)行成本，同時(shí)污水的生化性也有一定提高。2015年使用高能光催化氧化試驗(yàn)裝置對(duì)廣州分公司煉油堿渣廢水進(jìn)行了處理5h后，將原水COD由100800 mg/L降至1448 mg/L，理論上該工藝可將MDEA大分子有機(jī)物斷鏈為小分子有機(jī)物，通過(guò)氧化將有機(jī)污染物分解。由于未對(duì)含胺廢水進(jìn)行實(shí)際試驗(yàn)，該工藝處理含MDEA廢水的效果有待進(jìn)一步驗(yàn)證。

作者簡(jiǎn)介：

郭忠良（1988年12月）男，漢，籍貫：吉林省舒蘭市金馬鎮(zhèn)，當(dāng)前職務(wù)：技術(shù)員，當(dāng)前職稱(chēng)：中級(jí)工程師，學(xué)歷：大學(xué)本科，研究方向：MDEA溶液處理.