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水處理技術：增塑劑生產廢水治理與資源化新工藝設計
原標題：水處理技術：增塑劑生產廢水治理與資源化新工藝設計
針對某公司增塑劑生產廢水特點及處理過程中存在的問題，在原廢水處理係統的基礎上，設計形成增塑劑生產廢水治理與資源化新工藝。實踐證明，該工藝具有較好的處理效果，處理出水滿足《汙水綜合排放標準》(GB 8978—1996)的一級標準要求，且實現了廢水中鄰苯二甲酸的資源回收，經濟效益達630~710萬元/a。整個工藝實現COD總削減量為650 t/a，節省了一部分新鮮水的取用。
增塑劑是一種精細化工產品，是世界上產量和消費量最大的塑料添加劑之一，其在食品、醫藥、PVC出口製品等領域得到廣泛應用。在增塑劑生產過程中會產生大量高濃度有機廢水，主要含有鄰苯二甲酸鹽類、聚酯類和其他高分子原料物質。此類廢水具有較高毒性，且為高鹽分廢水，若不加以處理直接排放，會對環境造成嚴重的影響。但由於廢水中的汙染物質相對分子質量大，結構複雜，且含苯環結構，可生化性低，因此處理難度較大。近年來，隨著增塑劑種類的增多，各種新型的高分子原料、表麵活性劑和助劑等進入到廢水中，導致廢水的可生化性進一步降低，處理難度和費用進一步加大。
河南某公司原采用“水解調節-厭氧-生物流化床-活性汙泥”的主體工藝處理增塑劑生產廢水，處理過程中不僅流失大量可資源化利用的物質(鄰苯二甲酸)，且生化處理段出現大量死泥產生、布水管道堵塞、設備腐蝕等現象，最終處理出水不能滿足《汙水綜合排放標準》(GB 8978—1996)的一級標準要求。基於此，本工程對增塑劑生產廢水處理工藝進行了技術改造和革新，以提高廢水的處理效率，降低廢水處理成本，保證處理出水水質達標，並使廢水中的有用物質得到資源化利用。
工藝流程及技術原理
河南某公司增塑劑生產廢水主要有機成分為丁醇、辛醇、異丁醇、鄰苯二甲酸、鄰苯二甲酸二辛酯、鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二異丁酯，無機成分為SO42-、Na+、Cl-等，增塑劑生產廢水產生量60 m3/d。廢水水質如表1所示。
表 1 增塑劑生產廢水水質
該廠增塑劑(包括DBP、DIBP、DOP等類型)是由鄰苯二甲酸與辛醇(異丁醇)在催化劑硫酸作用下生成的，其生產過程中排水主要由酯化、中和和水洗等工段產生。從增塑劑生產廢水水質特征可以看出，該廢水屬於高鹽分、高濃度難降解有機廢水。由於增塑劑生產工藝采用的是硫酸催化工藝，在中和、水洗工段會產生高濃度的硫酸鹽廢水;另外，在生產中和工段由於會加入堿液進行中和，因此產生的廢水pH達到11~14。廢水中含有較高的鄰苯二甲酸(14 000 mg/L)和COD(40 000 mg/L)，B/C為0.1，其他有機汙染物主要是醇類和酯類。
針對廢水特點及處理過程中存在的問題，本工程對原廢水處理工藝進行改造，設計形成“樹脂吸附再生裝置-微電解/Fenton-水解調節-硫酸鹽還原相UASB-微氧曝氣-產甲烷相UASB-活性汙泥-一體化混凝沉澱”的主體處理工藝。處理工藝流程如圖 1所示。
圖 1 改造後處理工藝流程
高濃度增塑劑生產廢水直接進入新增加的“樹脂吸附再生裝置(樹脂為針對增塑劑廢水中鄰苯二甲酸研發的新型NDA-66樹脂)”，以回收廢水中的有用物質鄰苯二甲酸，同時去除廢水中的COD。樹脂吸附飽和後，采用1 BV質量分數為8%的NaOH+2 BV H2O對樹脂進行脫附處理，使樹脂再生重複用於吸附。高濃度的脫附液回流到樹脂預處理裝置的酸化反應區，通過硫酸調節pH至1.5~2，然後進入沉澱區進行沉澱。打開抽濾泵，回收鄰苯二甲酸。
樹脂吸附出水與富馬酸廢水(此處富馬酸廢水為公司生產富馬酸產生的廢水，pH為1~2，水量為30 m3/d)混合進入新增的微電解/Fenton裝置。在微電解池內經過鑄鐵顆粒和所含碳粉的原電池還原反應，廢水中部分難降解有機物發生開環斷鏈，可有效提高廢水的可生化性。微電解池出水進入Fenton氧化槽，由於廢水中含有微電解作用後殘餘的二價鐵離子，其與投加的雙氧水發生Fenton反應，產生氧化性極強的羥基自由基，對廢水中未開環的難降解有機物進行進一步氧化開環，可進一步提高廢水的可生化性。
微電解/Fenton裝置出水經過離心脫水、水解調節(調節池中添加尿素和磷肥，調整廢水中C/N/P比例，同時進入車間清洗水、蒸汽冷凝水等其他廢水)後，依次進入串聯的硫酸鹽還原相UASB、微氧曝氣池和沉澱池(利用原有的3座並聯的生物流化床改造而成)。通過硫酸鹽還原相UASB中的硫酸鹽還原菌(SBR)，將廢水中較高濃度的SO42-轉化為硫化物，再經過微氧曝氣池中脫硫杆菌的作用將硫化物轉變為單質S(控製DO 1~2 mg/L)，最後在沉澱池中沉澱去除。
沉澱池出水依次進入產甲烷相UASB和活性汙泥池。產甲烷相UASB是在原有的厭氧反應器基礎上通過改造布水係統和三相分離器形成，運行過程中通過脈衝進水增加內部循環和泥水接觸，以提高反應器的汙染物去除效果。好氧活性汙泥池則是在原有的基礎上經過更換曝氣方式，增加汙泥濃度MLSS，提高反應器的汙染物去除效果。
活性汙泥池出水經二沉池進入新增加的一體化混凝沉澱池。在一體化混凝沉澱池內，經調整pH、投加脫色劑、投加混凝劑和絮凝劑，使最終出水水質達到排放要求。
主要構築物及技術參數
新工藝中主要構築物及技術參數如表2所示。
工藝運行及處理效果分析
1 樹脂吸附再生單元處理效果分析
樹脂吸附再生單元穩定運行效果見表3。
表 3 樹脂吸附再生單元穩定運行效果
樹脂吸附再生單元處理的是增塑劑生產廢水。運行結果表明，裝置出水穩定，處理效果較好，達到了預期目標。
2 生化及深度處理單元處理效果分析
生化及深度處理係統穩定運行效果見表 4。
表 4 生化及深度處理係統穩定運行效果
運行結果表明，出水水質滿足《汙水綜合排放標準》(GB 8978—1996)的一級標準要求，且出水穩定，處理效果良好。
主要經濟技術指標
該改造工程通過大半年的調試。穩定運行後，樹脂吸附單元對增塑劑生產廢水中有用物質(鄰苯二甲酸)進行了資源回收，處理規模20 m3/d，按平均90%回收率計算，年回收含水約40%的鄰苯二甲酸粗品(純度達95%以上，其中雜質部分主要為水分中的無機鹽)630~710 t。按照鄰苯二甲酸市場價約10元/kg計，年資源回收鄰苯二甲酸獲得經濟效益約630~710萬元(去除了樹脂成本)，即每天可以回收價值近2萬元的鄰苯二甲酸，不僅降低了汙染負荷，減少了後續生化處理費用，而且可以通過資源回收創造效益，實現了“變廢為寶”。整個工程改造後，總處理規模700 m3/d，實現COD總削減量為650 t/a，節省了一部分新鮮水的取用。關於工業廢水處理問題，可以搜索亚洲线精品一区二区三区八戒水處理官網或者關注亚洲线精品一区二区三区八戒水處理微信公眾號，與国产成人久久Av免费高清色欲水處理專家谘詢。
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