化工生產(chǎn)有機廢液無害化處理的改造與實踐

繆樹輝，孔繁榮，來繼云(新疆藍山屯河能源有限公司，新疆 昌吉 831800)

0 引言

有機物含量較高的廢液合理化處理對于化工生產(chǎn)來講是存在一定困難的。由于其成分復雜，在處理過程中如果控制不當流入水處理系統(tǒng)。一方面會導致污水處理系統(tǒng)由于受到有機物含量高的液體沖擊會導致生化系統(tǒng)癱瘓，成為后續(xù)污水處理的一大障礙。另一方面會在進入污水系統(tǒng)時受溫度的影響使其快速揮發(fā)有毒有害物質(zhì)，給操作人員的人身安全帶來嚴重的威脅。我國屬于發(fā)展中國家，科技的發(fā)展日益加快。但是，我們不能為了科技的發(fā)展而犧牲生態(tài)環(huán)境和人身健康。因此我們必須探索出一條可持續(xù)發(fā)展的新路子，根據(jù)產(chǎn)生的有機廢液的類別和特性進行區(qū)分，選擇回收利用或進行無害化處理是當下化工生產(chǎn)企業(yè)必須要攻克的難題，也是最基本要求。

目前實驗室廢液的處理方法可分為物理法[1]，化學法，物理化學法和生物化學法。有機廢液回收技術主要有蒸餾、精餾、膜分離、萃取、干燥、中和吸附等。但是目前我公司的生產(chǎn)現(xiàn)場建設了一座生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的成分單一的有機液體焚燒處理的裝置。要將復雜成分的廢液進行處理，需要通過分析廢液的特定成分和燃燒后所產(chǎn)生的副產(chǎn)物質(zhì)對環(huán)境的影響程度以及發(fā)生反應的情況，然后將其集中收容后經(jīng)過技術改造和工藝流程的增加將其進行無害化處理[2]，使其不產(chǎn)生環(huán)境污染和人身傷害的物質(zhì)。我們經(jīng)過探索，尋找了一條將復雜成分的有機廢液進行焚燒處理的工藝辦法并進行了改造實踐。

1 現(xiàn)狀分析

目前公司各類有機廢液主要包含雙甲廠的：廢導生、廢甲醇、廢甲醛廢液， BDO廠的：BDO廢液、甲醛廢液、BYD廢液，PT廠的廢甲醇、PT廢液及醋酸甲脂廢液，質(zhì)量管理部的化驗后有機試劑廢液。目前公司建有有機廢液焚燒裝置，主要用于焚燒BDO廠及PT廠產(chǎn)生的有機廢液。建設有BDO廢液儲罐兩個，每個300 m3，主要組分如下：

(1)廢液 I(廢焦油)，連續(xù)排放，單套10萬噸BDO裝置排放量：正常流量:2 032 kg/h。成分為：THF 7.5 Kg/h、焦油 141.1 Kg/h、水 741 Kg/h、鹽(甲 酸 鈉) 133.6 Kg/h、低 沸物 91.9 Kg/h、高沸物 13.7 Kg/h、BDO 546.9 Kg/h、丁烯二醇 5.4 Kg/h、氫氧化鈉 3.0 Kg/h、G-羥基丁醛 13.7 Kg/h、丁醇 2.9 Kg/h、甲醛 33.7 Kg/h、甲醇 291.5 Kg/h、甲縮醛 20.8 Kg/h；(2)廢液 II(排放槽排放液)，間歇排放，單套10萬噸BDO裝置排放量：最大流量1 800 Kg/h。成分：BYD 52.1% Wt、水 46.8% Wt、甲酸鈉 0.4% Wt、甲醛 0.4% Wt、丙炔醇 0.3% Wt；(3)廢液III(排放槽排放液)，間歇排放，單套10萬噸BDO裝置排放量：最大流量1 800 Kg/h。成分：BDO 90.9% Wt、TBA 0.1% Wt、水 9.0% Wt(4)廢液IV(火炬廢液)，間歇排放，單套10萬噸BDO裝置排放量：最大流量3 600 kg/h。成分：水 54.5% Wt、甲醛 22.8% Wt、甲醇 22.7% Wt。(5)PTMEG裝置三廢條件，①THF反應器排放廢液，連續(xù)排放，排放量：80 kg/h。成分：BDO 62% Wt、H2O 12% Wt、THF 4% Wt、Na2SO46% Wt、焦 油 16% Wt；②高沸塔傾析器排放廢液，連續(xù)排放，排放量：2.2 kg/h，成分：有機物；③高沸塔廢液，連續(xù)排放，排放量：50kg/h，成分：THF 20%、其他高沸物 80%；④排放塔廢液，連續(xù)排放，排放量：2.2 kg/h，成分：H2O 7.5% Wt、THF 75% Wt、甲醇 18.5% Wt。

由于我公司目前正在運行的焚燒裝置有機廢液儲罐(主要儲存上述A-E廢液)不含有臨時性廢液收集系統(tǒng)。不能及時的將甲醛裝置、制氫裝置以及化驗分析的廢液進行收集，因此不能對上述兩個廠的廢液進行焚燒處理?，F(xiàn)收放在公司危廢堆場。給公司的安全穩(wěn)定運行和環(huán)保管理帶來較大的安全隱患。

2 改造項目內(nèi)容

BDO 廢液儲罐總容積為600 m3，儲罐設2 臺，每臺容積為300 m3，中間設有連通管。正常運行時連通管閥門關閉，2 臺交替使用，便于廢液儲罐的清洗和維修；停車檢修或其他不正常操作時，連通管閥門開啟，2 臺同時使用，可緩存1 周生產(chǎn)所排放的各種廢液。廢液儲罐設有氮氣密封和呼吸閥，并設有自動壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)，當廢液罐內(nèi)的液體由于溫度變化引起壓力波動時，通過氮封自動壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)維持儲罐內(nèi)的壓力到設定值。改造主要為利用BDO廢液儲罐備用接口(DN50帶閥門及盲板，此管口距離罐低500 mm。正產(chǎn)使用時位于液面以下，罐體高5 m)使用隔膜泵將廢液進行注入，考慮到罐主要存放BDO焦油廢液，要實現(xiàn)臨時性的有機廢液向廢液儲罐進行注入的問題，同時要考慮因安全，需增加氣動隔膜泵及相應的氮氣注入管線，同時也考慮到大罐液體倒流至臨時桶的問題。需在BDO焦油儲罐與泵鏈接管線處增加止回閥。整個安裝包含泵及鏈接管線，所有管線均安裝在BDO廢液儲罐罐區(qū)內(nèi)東北側圍堰內(nèi)，距離地面20 cm設立管廊支墩。工字型管托，泵安裝在圍堰內(nèi)。緊貼北側圍堰安裝。離地40 cm。管線在法蘭鏈接處均應進行靜電垮接。

3 項目改造的可行性分析

某日16:30，化驗中心分析工程師帶領化驗人員將焦油取回后與以上廢液進行混合后反應和加熱并對其反應情況進行實驗分析(實驗室溫度23 ℃)，廢液產(chǎn)量及成分(如表1所示)。

表1 廢液產(chǎn)量及成分

3.1 廢液與焦油混合后反應情況分析

(1)卡爾費休廢液與焦油反應，取焦油50 ml放置坩堝內(nèi)，緩慢加入卡爾費休廢液約10 ml，在加入過程中觀察焦油無任何反應，加入后坩堝溫度未升高。

(2)THF和PTMEG廢液與焦油反應，取焦油50 ml放置于坩堝內(nèi)，緩慢加入THF和PTMEG廢液約10 ml，在加入過程中觀察焦油無任何反應，加入后廢液與焦油分層，浮在焦油表面且坩堝溫度未升高。

(3)廢酸與焦油反應，取焦油50 ml放置于坩堝內(nèi)，緩慢加入廢酸約10 ml，在加入過程中觀察焦油無任何反應，加入后坩堝溫度未升高。

3.2 廢液與焦油混合加熱后反應情況分析

(1)取焦油50 ml防止與不銹鋼盆內(nèi)，緩慢加入卡爾費休廢液約10 ml，再加入THF和PTMEG廢液約10 ml，再加入過程中沒有發(fā)生任何反應。

(2)將裝有焦油和廢液混合物的不銹鋼盆放在電爐上，盆上加蓋表面皿，留有1 cm左右縫隙，打開電爐開關進行加熱。

(3)實驗開始5分鐘后，焦油與廢液的混合液開始冒泡，處于沸騰狀態(tài)，有大量白煙冒出，表面皿上結有大量水滴。

(4)20分鐘后，白煙逐漸減少至沒有，關閉電源，觀察盆底部僅剩黑色粘狀物質(zhì)，冷卻后呈塊狀物質(zhì)附著在盆底。

實驗結果顯示焦油與廢液混合加熱后不會發(fā)生副反應，僅表現(xiàn)為蒸發(fā)顯現(xiàn)，由此推斷可以將此液體進行混合加熱。

4 改造方案及圖示

改造主要為利用BDO廢液儲罐備用接口(DN50帶閥門及盲板，此管口距離罐低500 mm。正產(chǎn)使用時位于液面以下，罐體高5 m)使用隔膜泵將廢液進行注入，考慮到罐主要存放BDO焦油廢液，要實現(xiàn)臨時性的有機廢液向廢液儲罐進行注入的問題，同時要考慮因安全，需增加氣動隔膜泵及相應的氮氣注入管線，同時也考慮到大罐液體倒流至臨時桶的問題。需在BDO焦油儲罐與泵鏈接管線處增加止回閥。整個安裝包含泵及鏈接管線，所有管線均安裝在BDO廢液儲罐罐區(qū)內(nèi)東北側圍堰內(nèi)，距離地面20 cm設立管廊支墩。工字型管托，泵安裝在圍堰內(nèi)。緊貼東側圍堰安裝。離地40 cm。管線在法蘭鏈接處均應進行靜電垮接(改造后流程如圖1所示)。

圖1 改造后流程

5 改造后運行效果及經(jīng)濟效益分析

(1)某日，按照操作規(guī)程的流程對改造后的管道行沖洗、吹掃、置換合格后檢查安全附屬設施齊全按照要求將廢液經(jīng)廢液收集桶收集后輸送至BDO廢液儲罐，再將廢液儲罐循環(huán)泵啟動后對廢液儲罐充分混合后觀察儲罐的壓力、溫度、液位均沒有發(fā)生變化，在正常波動范圍之內(nèi)進行波動；繼續(xù)對其進行升溫至60 ℃觀察15分鐘再降溫至20℃后觀察15分鐘，也沒有發(fā)生液位、壓力的變化，全部在正常范圍之內(nèi)波動。經(jīng)觀察和數(shù)據(jù)分析得出廢液收集至BDO廢液儲罐之后不會受攪拌混合和溫度的正常調(diào)整發(fā)生變化而變化[2]。

(2)在其他外部條件不發(fā)生變化的前提下，利用BDO廢液增壓泵將其正常輸送至廢液焚燒爐燃燒器進行焚燒，通過觀察焚燒爐爐膛溫度曲線的變化情況，得出廢液經(jīng)混合后投入焚燒爐可以穩(wěn)定燃燒(廢液投入前后爐膛溫度對比曲線如圖2所示)。

圖2 廢液投入前后爐膛溫度對比曲線

(3)改造后的經(jīng)濟技術分析，其中雙甲廠每年約產(chǎn)生1噸甲醇廢液、PTMEG廠每年約產(chǎn)生約10噸廢焦油、BDO廠每年產(chǎn)生約0.5噸、化驗中心每年約產(chǎn)生1.8噸有機化驗廢液。共計產(chǎn)生廢液13.5噸。以危廢處理每噸13.3噸為5 000元。共計收益約6.7萬元/年。

6 結語

通過技術分析和運行實踐證明以上產(chǎn)生廢液可以通過BDO廢液儲罐混合后進行無害化處理。且有效降低了危險廢棄物的存放量，達到了公司危險廢棄物無害化處理的要求，杜絕了由于廢液存放不當導致的環(huán)境污染事件。

經(jīng)過技術分析和經(jīng)濟測算，將以上廢液采用無害化改造處理后不僅能減少環(huán)境污染，在一定程度上也可以為企業(yè)創(chuàng)造經(jīng)濟效益。