有機胺廢水處理減壓蒸餾法
本文所述有機胺廢水來(lái)源于減壓精餾法回收剝離液過(guò)程產(chǎn)生的工藝有機廢水。其特點(diǎn)在于廢水中的有機物主要為含有乙醇胺、N-甲基甲酰胺及其分解物組成的有機胺,有較重的胺味,化學(xué)性質(zhì)穩定,難于生物降解,氮碳比較高。按照常規的生化處理方案,在生化需氧量處理達標的同時(shí),總氮不能達標。擬采用減壓蒸餾濃縮的方式處理,以達到廢水減量的目標。通過(guò)調節有機胺廢水初始pH值在4~5之間,采用減壓蒸餾法,控制最佳塔頂溫度,從而降低廢水的總氮、COD值。本文將主要對于有機胺廢水的處理技術(shù)做出探討和分析。
1、有機胺廢水采用常規的吹脫、芬頓氧化、膜分離及鳥(niǎo)糞石法等處理的優(yōu)缺點(diǎn)
吹脫法已廣泛用于化肥廠(chǎng)廢水、石化、煉油廠(chǎng)等含氨氮廢水。筆者采用氮氣吹脫,但效果不理想,仍含有較高的氨,所以吹脫法常與其它工藝相結合使用。
芬頓氧化技術(shù)是以芬頓試劑進(jìn)行的化學(xué)氧化廢水的處理方法。筆者試驗后發(fā)現廢水氨氮值反而升高,且產(chǎn)生的泥量較大,試驗效果不理想。
膜分離法污水處理技術(shù)比傳統的污水處理方法更能有效的起到凈化作用。但在運行過(guò)程中膜易堵塞需要定期進(jìn)行化學(xué)清洗,且設備和運行費用高。
鳥(niǎo)糞石沉淀法是向氨氮廢水中加入鎂離子和磷酸根離子的藥劑,與廢水中的銨根離子反應生成磷酸銨鎂沉淀的方法。研究表明鳥(niǎo)糞石法可以有效的去除多種廢水中的高濃度氨氮。筆者通過(guò)多組對比試驗,發(fā)現工藝耗能較大,且生成的鳥(niǎo)糞石純度較低,不易分離。
有機胺廢水采用吹脫法、芬頓氧化法、膜分離法、鳥(niǎo)糞石法等處理技術(shù)時(shí)有其特定的適應范圍或局限性。
2、對剝離液精餾回收過(guò)程中產(chǎn)生的有機廢水的特征分析
采用減壓精餾法回收剝離液過(guò)程產(chǎn)生的工藝有機廢水,其特點(diǎn)在于廢水中的有機物主要為含有乙醇胺、N甲基甲酰胺及其分解物組成的有機胺,有較重的胺味,化學(xué)性質(zhì)穩定,難于生物降解,氮碳比較高。
3、有機胺廢水的處理工藝
筆者結合各類(lèi)廢水處理方法優(yōu)缺點(diǎn)及該類(lèi)廢水自身特點(diǎn),在大量分析研究的基礎上探究出一種減壓蒸餾法處理有機胺廢水,本工藝操作簡(jiǎn)單,總氮、COD去除率高,同時(shí)降低了廢水處置成本。具體處理工藝如下。
3.1 試驗過(guò)程和機理
3.1.1 廢水來(lái)源與性質(zhì)
試驗選用的有機胺廢水來(lái)自精餾回收剝離液過(guò)程中產(chǎn)生含水約95%的廢水,總氮濃度為5100mg/L,COD濃度為81800mg/L;pH為10.20。
3.1.2 試驗方法
試驗方法如圖1所示。
3.1.3 試驗裝置及內容
(1)試驗裝置:采用常、減壓精餾實(shí)驗裝置,塔高1.5m,塔直徑30mm,塔釜采用電加熱套的方式進(jìn)行加熱,攪拌;間歇精餾,通過(guò)加熱分離、汽化、冷凝、回流、采出等工序操作得到餾分。
(2)試驗內容:取1000mL的有機胺廢水,用某廠(chǎng)的H2SO4原料將有機胺廢水初始pH值調整至4~5,然后將廢水加入圓底燒瓶,開(kāi)始系統抽真空,將真空抽至-90kPa左右;開(kāi)始加熱,保證塔頂溫度控制在30℃以下,將廢水濃縮6倍后,停止加熱;試驗后對每一個(gè)階段的蒸餾液進(jìn)行總氮、COD分析測定。
3.1.4 分析方法
選用哈希消解法對餾分總氮、COD的測定。
總氮、COD去除率計算公式為:
式中:C0為未經(jīng)處理的有機胺廢水的總氮、COD含量;C為處理后餾分的總氮、COD含量。
3.2 試驗結果及討論
3.2.1 塔頂溫度對去除效果的影響
將有機胺廢水初始PH值調至4~5時(shí),真空度控制在-82kPa時(shí),塔頂溫度在65℃時(shí),蒸餾液總氮去除率達到約69%,COD去除率達到66%。試驗數據表明,隨著(zhù)塔頂溫度的降低,總氮及COD去除率會(huì )逐漸升高,最終將真空控制在-90kPa,塔頂溫度控制在<30℃時(shí),去除率最高,效果最佳。相關(guān)試驗數據詳見(jiàn)表1。
3.2.2 初始PH值對去除效果的影響
有機胺廢水初始pH值在10.20,直接進(jìn)行減壓蒸餾時(shí),蒸餾液總氮去除率達到約46%,COD去除率達到40%。我們選用硫酸原料對初始pH進(jìn)行調整。
試驗數據表明,隨著(zhù)有機胺初始PH值的降低,蒸餾液總氮、COD去除率逐漸增大。通過(guò)多次試驗驗證,保證塔頂溫度<30℃時(shí),有機胺廢水初始pH值調至在4~5時(shí),總氮及COD去除效果最佳。相關(guān)試驗數據詳見(jiàn)表2。
3.3 餾分及殘液分析
將有機胺廢水濃縮6倍后,將試驗餾分進(jìn)行混合,混合液經(jīng)分析測定,廢水總氮由5100mg/L降至25mg/L,去除率高達99.0%,COD由81800mg/L降至6910mg/L,去除率達到92%。試驗結果表明,采用減壓精餾濃縮的方法處理有機胺廢水,總氮及COD去除率高,效果理想。對試驗濃縮殘液進(jìn)行分析測定,總氮為30000mg/L,COD為1740000mg/L,從濃縮殘液數據分析可以看出,殘液COD、總氮值總體升高,說(shuō)明蒸餾過(guò)程中有一部分有機胺轉換為無(wú)機胺釋放,難轉化的以其他氮形式存在全部富集在塔釜。此類(lèi)有機胺廢水經(jīng)減壓蒸餾濃縮后總氮、COD值降低,達到預處理目標,為后續生化處理奠定基礎;同時(shí)減少了廢水委外處置量,為公司節能增效做出貢獻。
4、結語(yǔ)
本文研究的是精餾回收剝離液過(guò)程中產(chǎn)生的有機胺廢水,化學(xué)性質(zhì)穩定,總氮、COD值高,難生物降解,采用減壓蒸餾方式處理該類(lèi)廢水,確定關(guān)鍵工藝控制參數,從而達到減量化處置該類(lèi)廢水目的。本處理技術(shù)處理工藝簡(jiǎn)單,總氮、COD去除率高,同時(shí)降低了廢水處置成本,達到預處理目標,為后續生化處理奠定基礎。(來(lái)源:陜西高科環(huán)??萍加邢薰荆?/span>