含醚、醇类废水处理方法选择
时间: 2015-01-22 11:12:03     来源: 东莞市海韵水处理科技有限公司

        硼同位素类产品主要用于核电、核医药等领域，在此之前国内尚无生产，我国正在开发的第3 代核电站必须使用此同位素产品。近期，建成了首条工业化硼同位素分离生产线，从而填补了国内空白，其规模位居世界第二。此类硼同位素加工分离提纯过程中会产生含醚化物的工艺吸收废水；在后部的酯化浓缩工序中因使用异丙醇，在酯类水解后，又会产生含异丙醇的工业废水。按生产规模计算，年需处理醚及异丙醇废水共约600 t。
        含醚、醇类废水属于危险废弃物，由于很多企业目前未设置综合生化废水处理系统，须将此废弃物送有专门处理资质的单位加以处理，这样就出现了贮存、消防、安全运输以及处置费用等问题，初步计算每年需花费50～60 万元，并且水资源得不到循环利用。为此按环境影响评价报告书及环保局的批复要求 ，对其废水处理工程进行处理方案的选择，以便为工程招标提供技术、经济参数。利用选择的技术路线落实处理装置和工艺，使处理后废水COD 达到80 mg/L，此水可作为工业循环冷却水加以利用。
        首先对此生产线所产生污染物的种类和负荷进行核算和确认，在此基础上结合本项目的一些特殊要求对治理方案加以选择。
        一、废水污染物种类和负荷
        （1）、精馏及水解工序的含醚尾气吸收水
        在此类硼化合物生产过程中的精馏及水解工序会产生含甲醚的废气，此废气经风机进入循环水吸收塔，该塔内充填高效填料，使醚类在塔中几乎完全被水吸收。循环吸收水总体积为3 m3；2 塔串联，以保证排气中有机物含量达到环保要求。根据物料衡算结果，该生产线每生产1 kg产品，将有2 kg的甲醚进入到循环吸收水中。为防止甲醚挥发到大气中，限定每生产5 kg产品必须更换1 次循环吸收水（即平均5 d 更换1 次），由此本生产线1 a约产生200 t 的含醚废水。根据小试样品分析，含醚类废水的pH 为4～6，COD 为3 000 mg/L，Ca2＋为300 mg/L。在选择处理规模时，考虑到一些特殊情况以及处理容量，本生产线含醚废水实际设计负荷拟选用300 t废水作为设计指标。
        （2）、酯化浓缩工序产生的含异丙醇废水
        在产品加工过程中用异丙醇进行酯化反应，随后进行酯类水解和浓缩处理。这些工序都会产生含异丙醇的工艺废水。此外，蒸馏釜残浸出水中会产生部分含异丙醇的废水，蒸馏时尾气中的部分异丙醇被水吸收后也会产生部分废水。初步核算每生产1 kg产品约有13 kg的异丙醇排出，其废水量约为150～200 kg，由此本生产线1 a共产生含异丙醇废水300 t 左右，此废水的pH 为6～8，COD 为4 000 mg/L，NaCl 为2 g/L

，异丙醇质量浓度为60～70 mg/L。
        综上所述，本生产线1 a共产生含醚类废水约300 t，含异丙醇废水约300 t。由于水量不大，目前尚不具备建设综合性污水处理系统的条件，为此应考虑对2 种废水采取适当的处理方法以消除污染、保护环境，并做到资源的综合利用。本生产线所使用水为去离子水，因此在考虑废水处理及回用时应尽量避免掺入其他杂质离子，以便做到循环使用。
        二、废水处理方法的选择
        （1）、含甲醚类的循环吸收水处理方法选择
        含甲醚废水的生化降解性很差，必须经过预处理方可进入生化处理系统。由于暂不设综合生化处理系统，故拟选用化学氧化法、投加水处理药剂法对此废水进行处理。根据本企业废水的特点拟选用氧化分解法。甲醚易被氧化分解，且可使用的氧化剂较多。另外如条件许可，使用金属阳极的电解氧化法也有很高的分解效率。化学氧化法使用的设备简单，反应条件温和，氧化分解效率很高。由于本企业的特殊性，回用水中应尽量少含其他离子，因而在可使用的各类氧化剂（如臭氧、氯系列氧化剂、过氧化氢等）中，不宜选用氯系列氧化剂，以防止氯离子的进入；另外从来源及成本考虑，也不宜选用臭氧。实验证明使用过氧化氢作为氧化剂是可行的，但使用过氧化氢作为氧化剂时，需要使用催化剂，如采用Fenton 氧化法处理时，需添加亚铁盐作为催化剂，显然在此不适用。选用过氧化氢作为氧化剂〔1〕，用紫外光（波长为270 nm）加以催化，可得到十分理想的结果。为安全起见，选用浸没防水式紫外光灯，将其浸没在氧化釜内部，防止紫外光外泄伤人。氧化反应釜的大致结构如图1 所示。反应釜带慢速搅拌（20～30 r/min），过氧化氢入口位于搅拌桨之下，以便使过氧化氢与废水更好地接触，防止过氧化氢分解。过氧化氢应分批加入，反应釜应设有排空管及取样口。反应2～3 h 后，取样分析，当COD 达到80 mg/L 以下时可认为处理合格，不再添加药剂并停止搅拌。放出废水到贮槽，测定pH，用硫酸或碱调pH 为7～8 后其可回用于循环冷却水。
        （2）、含异丙醇废水的处理方法选择
        含异丙醇废水的处理方法很多，考虑到本项目废水量不大，组分相对简单，拟选用反渗透浓缩回收异丙醇，配合化学氧化法、水处理药剂法处理。       
        拟选用耐污染反渗透膜组件在4～5 MPa压力下，经精滤和超滤后的异丙醇溶液经一次反渗透后，高浓区的异丙醇可到160～200 g/L。将高浓区与低浓区溶液分别收集在2 个周转贮槽内，然后将高浓区的异丙醇溶液再进行一次反渗透浓缩，则高浓区的异丙醇可达300～320 g/L 左右，将其收集于正常贮槽内集中精馏回收；而几次反渗透所得的稀区溶液经过二次反渗透浓缩之后，排出液体的异丙醇质量浓度约在15～20 g/L 左右，可以并入到化学氧化法处理工序中一并进行无害化处理。
        对硼同位素生产线所产生的含醚、醇类废水的处理进行了方法选择，探索试验和放大试验结果表明，选用的水处理药剂方法可行，其数据可以作为正式设计基本参数。所选用的方法在满足环保方面要求的同时，也为生产中硼同位素的回收提供了方便。
        试验表明，对含甲醚废水进行氧化处理时，作业时间与废水的pH 有关。弱酸性条件下反应较快，近中性时反应较慢，因此在将来制定作业条件时，需实地进行选定。
        反渗透浓缩异丙醇，应选用二级反渗透，以提高异丙醇回收率和回收浓度。
        含醚类及异丙醇的废水处理后所得的流出水，可作为循环冷却水使用。
        东莞市海韵水处理科技有限公司用水处理药剂法处理含醚、醇类废水，处理成本低，而且处理效率高，处理后的水更可作为循环冷却水使用。
        东莞市海韵水处理科技有限公司（www.hywatertec.cn）是一家唯数不多的具有深层研究开发的专业公司。本公司成效显著着力于水处理药剂的科学研发。我公司的水处理科研具有以下先进性：1、循环冷却水、冷冻水、热水处理可达到接近零腐蚀、零结垢状态（防腐防垢率高于99%）。如：中央空调冷热交换机组不需做通炮处理，不做腐蚀性清洗；其它冷却设备管道系统，长期无锈蚀，处零腐蚀状态、无结垢状态等优点。2、高污染、高难度污废水可通过药剂完全净化处理。
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