吐氏酸廢水資源化治理方案

王海平

(山西省運城生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心，山西 運城 044000)

1 吐氏酸生產(chǎn)廢水特點

吐氏酸生產(chǎn)過程中廢水主要產(chǎn)生于成品離心工序，廢水產(chǎn)生量約為40 m3/t(成品)，其中，主要污染物成分是0.8%的未結(jié)晶吐氏酸及異構(gòu)體、1.7%Na2SO4、6.7%NaCl、0.6%HCl、1.5%NH3-N等。吐氏酸生產(chǎn)廢水水質(zhì)、水量較穩(wěn)定，但是色度和氯化鈉濃度極高，廢水中含有毒有害萘系物質(zhì)，屬于極難生物降解的廢水，處理難度大，被譽為“染料行業(yè)的癌癥”。

鑒于吐氏酸廢水處理難度大、運行成本高，廢水處理工藝的選擇要綜合考慮處理效果、占地面積、運行管理、基建投資、處理成本等重要指標(biāo)，盡量降低處理成本，并能取得滿意的效果。因此，選擇合理可靠的處理工藝是廢水治理的關(guān)鍵。

2 當(dāng)前吐氏酸廢水治理工藝

針對萃取/反萃取后的廢水雜質(zhì)含量高、不易被生化處理的特點，當(dāng)前該行業(yè)采用萃取/反萃取+微電解+多元催化氧化+氨氮吹脫和精餾脫氨工藝對吐氏酸污水進(jìn)行處理[1-3]。第136頁圖1為當(dāng)前污水處理工藝流程。

3 當(dāng)前廢水治理方案存在的問題

雖然當(dāng)前吐氏酸廢水治理方案出水水質(zhì)能夠達(dá)到COD≤150 mg/L、ρ(氨氮)≤15 mg/L，但是仍然存在著諸多問題，突出表現(xiàn)在以下幾個方面：

1) 處理成本高。萃取/反萃取+微電解+多元催化氧化+氨氮吹脫和精餾脫氨工藝不但需要消耗藥劑，而且需要大量的蒸汽和電能，造成處理成本在110元/m3以上。

2) 水資源利用率低。整個工藝流程中皆沒有對水資源有效利用的措施，只有約10%的廢水得到回收套用，其余90%的廢水經(jīng)處理后都排出了系統(tǒng)，造成水資源的大量浪費。

3) 經(jīng)處理后所回收的吐氏酸中，含有大量的鹽，吐氏酸含量過低，且回收利用成本過高，沒有得到合理利用。

4) 工藝過程復(fù)雜繁瑣。整個工藝流程分為12個單元操作，流程路線長且操作要求高，現(xiàn)場工人不易操作。

4 吐氏酸廢水資源化治理方案

本文擬通過三級大孔吸附樹脂+活性炭+汽提蒸氨塔+MVR蒸發(fā)器的吐氏酸廢水綜合治理工藝路線，對吐氏酸廢水進(jìn)行綜合治理。該路線不但可以使吐氏酸廢水達(dá)標(biāo)排放，而且通過大孔吸附樹脂可以將廢水中高價值的吐氏酸、2-萘胺、2-萘酚等有機物進(jìn)行回收利用；通過負(fù)壓汽提精餾蒸氨塔將廢水中的氨氮以氨水形式得到回收利用；通過MVR蒸發(fā)器將水資源回收利用后得到商品級粗鹽進(jìn)行外賣。從而實現(xiàn)了對吐氏酸廢水的資源化綜合利用。第136頁圖2為本方案吐氏酸廢水綜合治理工藝流程簡圖。具體工藝過程：

1) 吐氏酸污水中含有少量懸浮物，在進(jìn)入樹脂柱前需經(jīng)過過濾，減少懸浮物。另外，吐氏酸廢水為強酸性，可以考慮少部分套用，減少廢水總量。

2) 過濾后的污水經(jīng)過三級大孔樹脂吸附，主要

圖1 當(dāng)前的污水處理工藝流程圖

目的是為了保證大孔樹脂吸附后，廢水COD值保持在一個較低的穩(wěn)定值。吸附完成后用液體燒堿解析，解析液中含大量的吐氏酸，可返回車間進(jìn)行套用；之后，用水沖洗，沖洗水可用于配制解析液；最后，用酸液清洗，加快樹脂床層吸附能力的恢復(fù)。每隔幾個周期，可以使用1-3BV的乙醇清洗樹脂床層一次，降低2-萘胺在生產(chǎn)系統(tǒng)中的含量。

3) 經(jīng)過樹脂吸附后的污水，再通過活性炭吸附柱，將COD進(jìn)一步降低。

4) 將吐氏酸污水調(diào)至堿性，會產(chǎn)生絮狀物，先經(jīng)過壓濾機過濾后，再進(jìn)入蒸氨塔蒸氨，蒸出的氨水可回車間套用。

5) 蒸氨塔的釜液經(jīng)冷卻后進(jìn)入活性炭柱吸附可以降低廢水色度，從而提高粗鹽的品質(zhì)。

6) 經(jīng)過活性炭吸附后的液體進(jìn)入MVR蒸發(fā)器進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，蒸出的水可回車間套用，濃縮液經(jīng)結(jié)晶過濾，結(jié)晶母液回污水系統(tǒng)重新進(jìn)行吸附，結(jié)晶鹽主要是高品質(zhì)NaCl，可作為副產(chǎn)品外賣。

圖2 改進(jìn)后廢水綜合治理工藝流程圖

5 兩種處理方案的對比(見表1)

表1 兩種處理方案對比

經(jīng)對比發(fā)現(xiàn)：

1) 經(jīng)該工藝處理后的污水，可以達(dá)標(biāo)排放。絕大多數(shù)廢水都以蒸發(fā)軟水的形式得到了套用，僅有少量廢水經(jīng)處理后被達(dá)標(biāo)排放，所排放的廢水COD≤80 mg/L，ρ(氨氮)≤4 mg/L。

2)將吐氏酸廢水用大孔樹脂進(jìn)行吸附/解吸附操作，將廢水中的吐氏酸、2-萘胺、2-萘酚等高價值有機物進(jìn)行回收利用，并使COD、色度等得到根本改善。

3) 負(fù)壓汽提精餾脫氨技術(shù)將水蒸氣直接通入蒸氨釜液中，讓廢水與水蒸氣直接接觸，使廢水中的揮發(fā)性游離氨物質(zhì)按一定比例擴散到氣相中去，從而達(dá)到從廢水中分離污染物的目的。蒸汽噴射泵的應(yīng)用不但提供了負(fù)壓環(huán)境而且使氨氣得到充分吸收利用。負(fù)壓汽提蒸氨塔具有能耗低、效果好等突出的優(yōu)點。

4) 廢水經(jīng)MVR蒸發(fā)器進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，不但將水資源得到了回收套用，而且將廢水中的鹽以結(jié)晶粗鹽的形式得到了綜合利用。

5) 該工藝不需要添加鑄鐵屑、氨水等任何附加處理劑即可實現(xiàn)對廢水的綜合利用。

6) 該工藝能耗低，且能源利用率高。僅在汽提蒸氨和MVR開車時使用少量蒸汽，大部分采用電能，清潔高效。

7) 現(xiàn)有萃取/反萃取+微電解+多元催化氧化+氨氮吹脫，廢水治理工藝運行數(shù)據(jù)測算，處理成本約110元/m3。該綜合治理工藝處理吐氏酸廢水的成本約為36元/m3，遠(yuǎn)低于現(xiàn)有處理工藝。

6 結(jié)語

經(jīng)過綜合比較發(fā)現(xiàn)，三級樹脂吸附+負(fù)壓汽提蒸氨塔+MVR蒸發(fā)器的技術(shù)方案優(yōu)勢明顯，技術(shù)可靠，經(jīng)濟適用性強，對資源的合理化利用程度高，排污效益好，生產(chǎn)成本大幅度降低，是具有行業(yè)推廣價值的廢水處理方案。