國(guó)內(nèi)癸二酸生產(chǎn)主要采用苯(甲)酚稀釋法，每生產(chǎn)1 t癸二酸產(chǎn)品約產(chǎn)生含酚廢水30 t，該廢水具有pH低、鹽分高、酚和COD含量高的特點(diǎn)，直接排放會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染。目前，多數(shù)企業(yè)對(duì)該類(lèi)廢水沒(méi)有有效的治理方法。江蘇某化工企業(yè)癸二酸生產(chǎn)規(guī)模為5 000 t/a，廢水排放量約為500 m3/d，該企業(yè)根據(jù)所排放廢水的水質(zhì)特點(diǎn)，確定采用絡(luò)合萃取+蒸發(fā)+A/O的處理工藝。工程實(shí)踐表明，工藝運(yùn)行穩(wěn)定，出水水質(zhì)達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 8978—1996)的一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)，該處理方法已獲授權(quán)國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利〔1〕。

　　1 廢水水質(zhì)、水量及排放標(biāo)準(zhǔn)

　　江蘇某化工企業(yè)癸二酸生產(chǎn)廢水主要是由蓖麻油在苯(甲)酚作用下經(jīng)水解、裂解得到癸二酸鹽溶液，再進(jìn)行中和、酸化、沉降、過(guò)濾分離出癸二酸結(jié)晶固體后得到的高含鹽含酚廢水;另外該企業(yè)還產(chǎn)生少部分生活污水。企業(yè)廢水總排放量為500 m3/d。廢水水質(zhì)及排放標(biāo)準(zhǔn)如表 1所示。

 　　該廢水成分復(fù)雜，主要含有酚類(lèi)、小分子脂肪酸、癸二酸酯類(lèi)、甘油等有機(jī)污染物，另含有硫酸鈉等無(wú)機(jī)鹽類(lèi)，廢水pH低。廢水中高含量的酚類(lèi)物質(zhì)具有回收利用價(jià)值，工程采用絡(luò)合萃取的方法對(duì)廢水中的酚類(lèi)物質(zhì)富集回收〔2〕。萃取出水中其他不可萃取的有機(jī)物含量依然較高，同時(shí)由于高濃度的硫酸鈉鹽的存在，有機(jī)污染物難以直接生化降解，增加了廢水的處理難度，必須對(duì)廢水進(jìn)行脫鹽處理。對(duì)于實(shí)際脫鹽工藝，工程上常采用蒸發(fā)的方法，其可達(dá)到滿意的除鹽效果。通過(guò)對(duì)萃取出水進(jìn)行蒸發(fā)處理，可回收硫酸鈉鹽產(chǎn)品;之后再將蒸發(fā)冷凝水進(jìn)行A/O生化處理，從而實(shí)現(xiàn)廢水的達(dá)標(biāo)排放。

　　2 工藝選擇及設(shè)計(jì)

　　2.1 工藝流程

　　廢水處理工藝流程〔3〕如圖 1所示。

 圖 1 廢水處理工藝流程

　　(1)過(guò)濾分離出癸二酸結(jié)晶固體后的高鹽含酚廢水經(jīng)調(diào)節(jié)pH后與絡(luò)合萃取劑按一定比例用泵打入萃取塔，常溫下充分反應(yīng)后靜置分層，下層的萃余相(萃取出水)送入蒸發(fā)系統(tǒng)，上層的萃取相(負(fù)載萃取劑)送反萃取系統(tǒng)再生。

　　(2)上述萃取相(負(fù)載萃取劑)與堿液按一定比例用泵打入反萃取塔，常溫下充分反應(yīng)后靜置分層，下層的反萃液(酚鈉溶液)返回癸二酸生產(chǎn)系統(tǒng)回收利用，上層為再生后的萃取劑，循環(huán)使用于萃取系統(tǒng)。

　　(3)上述萃余相(萃取出水)用泵打入三效蒸發(fā)器，連續(xù)進(jìn)行減壓蒸發(fā)，濃縮液過(guò)濾得到結(jié)晶無(wú)水硫酸鈉產(chǎn)品，蒸發(fā)冷凝水送A/O生化系統(tǒng)處理。

　　(4)蒸發(fā)冷凝水經(jīng)降溫后，進(jìn)入生化系統(tǒng)調(diào)節(jié)池，同時(shí)加入生活污水均質(zhì)、均量，調(diào)節(jié)廢水pH，并按一定配比加入氮、磷等營(yíng)養(yǎng)元素。

　　(5)將調(diào)節(jié)池調(diào)配好的廢水用泵打入生化系統(tǒng) A池進(jìn)行缺氧生化處理，A池內(nèi)投加經(jīng)馴化、培養(yǎng)的微生物菌劑。A池缺氧生化處理的目的是為了降低有機(jī)物質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量，提高后續(xù)好氧生化處理效率。

　　(6)經(jīng)A池缺氧生化處理后的污泥混合液進(jìn)入O池進(jìn)行鼓風(fēng)曝氣攪拌，控制溶解氧、pH、溫度等條件進(jìn)行好氧生化處理。經(jīng)過(guò)A池好氧生化處理后的混合液送入二沉池沉降分層，沉降污泥部分回流至A池，部分進(jìn)入污泥濃縮池進(jìn)行濃縮沉降，用壓濾機(jī)壓濾后泥餅外排，上清液進(jìn)入絮凝反應(yīng)池，加入絮凝劑進(jìn)行絮凝反應(yīng)沉淀處理后，出水達(dá)標(biāo)排放。

　　2.2 主要設(shè)計(jì)參數(shù)

　　2.2.1 萃取系統(tǒng)

　　萃取塔：共1組，單組處理速率500 m3/d;萃取塔組合級(jí)數(shù)為1級(jí);萃取塔外形尺寸為D 2 800 mm× 7 000 mm，鋼襯PTFE，有效容積40 m3，設(shè)計(jì)HRT= 1 h。萃取劑貯罐尺寸為D 3 000 mm×7 000 mm，共 1臺(tái)，鋼襯PTFE。

　　2.2.2 反萃取系統(tǒng)

　　反萃取塔：共1組，單組處理速率500 m3/d;反萃取塔組合級(jí)數(shù)為1級(jí);反萃取塔外形尺寸為 D 2 800 mm×7 000 mm，鋼襯PTFE，有效容積40 m3，設(shè)計(jì)HRT=1 h。負(fù)載萃取劑貯罐尺寸為D 3 000 mm×7 000 mm，共1臺(tái)，鋼襯PTFE。

　　2.2.3 蒸發(fā)系統(tǒng)

　　三效蒸發(fā)：預(yù)熱器D 750 mm×6 500 mm，1臺(tái)，材質(zhì)316L;加熱器D 1 200 mm×7 000 mm，3臺(tái)，材質(zhì)316L;蒸發(fā)器D 3 500 mm×7 500 mm，3臺(tái)，材質(zhì)316L;冷凝器D 750 mm×6 500 mm，1臺(tái)，材質(zhì)316L;緩沖罐D(zhuǎn) 800 mm×6 000 mm，1臺(tái)，材質(zhì)316L;真空罐D(zhuǎn) 3 000 mm×6 500 mm，1臺(tái)，材質(zhì)316L。冷卻塔 1臺(tái)，Q=50 m3/h，進(jìn)水溫度為60 ℃，出水溫度為35 ℃，N=4 kW，用于循環(huán)冷卻水降溫。

　　2.2.4 A/O系統(tǒng)

　　調(diào)節(jié)池：設(shè)計(jì)HRT=24 h，則有效池容為500 m3;鋼筋砼結(jié)構(gòu)，尺寸為12.5 m×10 m×4.5 m，有效池深4.0 m，超高0.5 m。

　　冷卻塔：1臺(tái)，Q=50 m3/h，進(jìn)水溫度為60 ℃，出水溫度為35 ℃，N=4 kW，用于蒸發(fā)冷凝水冷卻降溫。

　　A池：設(shè)計(jì)尺寸為12.5 m×2 m×5.5 m，有效容積125 m3，HRT=6 h。

　　O池：設(shè)計(jì)尺寸為12.5 m×8 m×5.5 m，有效容積1 000 m3，HRT=24 h。設(shè)羅茨鼓風(fēng)機(jī)2臺(tái)，1用1備，3L62WD型，Q=27.3 m3/min，P=70 kPa，N=45 kW。

　　二沉池：采用輻流式沉淀池。鋼筋砼結(jié)構(gòu)，尺寸為D 7.8 m×3.5 m，沉淀時(shí)間2 h，有效沉淀水深1.76 m，表面負(fù)荷為0.90 m3/(m2·h)。

　　絮凝反應(yīng)池：絮凝反應(yīng)池和沉淀池合建，處理能力為22.5 m3/h。其中絮凝反應(yīng)池3.0 m×2.5 m×4.0 m，沉淀池3.0 m×2.5 m×4.0 m。絮凝反應(yīng)池反應(yīng)時(shí)間 60 min，沉淀池沉淀時(shí)間60 min，沉淀池為斜板沉淀池。

　　污泥濃縮池：1座，鋼筋砼結(jié)構(gòu)，尺寸8.0 m× 4.0 m×5.5 m，分為2格，每格尺寸4.0 m×4.0 m×5.5 m，采用重力濃縮方式。

　　壓濾機(jī)：型號(hào)XAZ50/80-U，過(guò)濾面積50 m2， 2臺(tái)。

　　3 運(yùn)行效果及分析

　　3.1 COD去除效果

　　COD去除效果如圖 2所示。

 圖 2 COD沿程變化

　　由圖 2可知，萃取出水COD<1 500 mg/L，蒸發(fā)后出水COD<800 mg/L，廢水中的酚類(lèi)、脂肪酸類(lèi)、癸二酸酯類(lèi)、甘油等均能夠生化降解，經(jīng)A/O生化處理后出水COD<50 mg/L，整個(gè)系統(tǒng)COD總?cè)コ��?gt;99%。

　　3.2 酚去除效果

　　酚去除效果如圖 3所示。

 圖 3 酚濃度沿程變化

　　由圖 3可知，廢水經(jīng)絡(luò)合萃取后，99%以上的酚類(lèi)物質(zhì)被去除，剩余少量的酚類(lèi)再經(jīng)三效蒸發(fā)、A/O生化等處理，最終出水酚質(zhì)量濃度<0.5 mg/L。

　　3.3 硫酸鈉鹽及懸浮物等去除效果

　　原水中硫酸鈉鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)約8%左右，硫酸鈉鹽主要靠蒸發(fā)工序去除，廢水經(jīng)蒸發(fā)后硫酸鈉質(zhì)量濃度降至6 000 mg/L以下。對(duì)于蒸發(fā)除鹽后的廢水，微生物經(jīng)過(guò)適當(dāng)馴化即能適應(yīng)。廢水經(jīng)生化處理后，出水SS穩(wěn)定在10～15 mg/L。

　　工程經(jīng)調(diào)試后，整套處理設(shè)施運(yùn)轉(zhuǎn)情況良好，處理效果穩(wěn)定。監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，出水水質(zhì)達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 8978—1996)的一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。該廢水處理系統(tǒng)工藝流程設(shè)計(jì)合理，主要處理單元設(shè)計(jì)參數(shù)選擇正確。

　　4 技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)分析

　　工程投資范圍包括含酚廢水的絡(luò)合萃取系統(tǒng)、萃取出水三效蒸發(fā)系統(tǒng)、綜合廢水A/O生化處理系統(tǒng)，項(xiàng)目總投資1 350萬(wàn)元，其中工程費(fèi)用1 050萬(wàn)元，工程建設(shè)其他費(fèi)用300萬(wàn)元。

　　該工程運(yùn)行成本主要包括電費(fèi)、藥劑費(fèi)、蒸汽費(fèi)、人工費(fèi)、檢修費(fèi)等，其中藥劑費(fèi)主要是消耗的絮凝劑、助凝劑、萃取劑、燒堿等的費(fèi)用。運(yùn)行成本合計(jì)為97.56元/t。運(yùn)行成本估算按照處理規(guī)模500 m3/d，年運(yùn)行330 d計(jì)算。總運(yùn)行成本中，絡(luò)合萃取系統(tǒng)的藥劑費(fèi)用和蒸發(fā)系統(tǒng)的蒸汽費(fèi)用占比例較大。絡(luò)合萃取回收的酚鈉產(chǎn)品返回生產(chǎn)系統(tǒng)重復(fù)利用，及蒸發(fā)回收的硫酸鈉產(chǎn)品外銷(xiāo)均可抵銷(xiāo)部分運(yùn)行成本，且最終出水經(jīng)適當(dāng)處理可滿足部分工藝用水要求。總之，該工藝具有良好的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。具體參見(jiàn)http://m.dongaorq.cn更多相關(guān)技術(shù)文檔。

　　5 結(jié)論

　　(1)采用絡(luò)合萃取+蒸發(fā)+A/O工藝處理癸二酸生產(chǎn)含酚廢水，運(yùn)行實(shí)踐表明，該工藝技術(shù)成熟，處理效果穩(wěn)定。經(jīng)處理后，出水水質(zhì)達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 8978—1996)的一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。

　　(2)該工程總投資1 350萬(wàn)元，運(yùn)行成本97.56 元/t。系統(tǒng)工藝設(shè)計(jì)合理，處理廢水的同時(shí)，通過(guò)絡(luò)合萃取回收酚鈉產(chǎn)品返回癸二酸生產(chǎn)系統(tǒng)重復(fù)利用，以及將蒸發(fā)回收的硫酸鈉產(chǎn)品外銷(xiāo)均可產(chǎn)生一定的經(jīng)濟(jì)效益，抵銷(xiāo)部分運(yùn)行成本。與其他處理方法相比，具有一定的推廣應(yīng)用價(jià)值。