有機胺廢水處理減壓蒸餾法
本文所述有機胺廢水來源于減壓精餾法回收剝離液過程產(chǎn)生的工藝有機廢水。其特點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,化學性質(zhì)穩(wěn)定,難于生物降解,氮碳比較高。按照常規(guī)的生化處理方案,在生化需氧量處理達標的同時,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。通過調(diào)節(jié)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做出探討和分析。
1、有機胺廢水采用常規(guī)的吹脫、芬頓氧化、膜分離及鳥糞石法等處理的優(yōu)缺點
吹脫法已廣泛用于化肥廠廢水、石化、煉油廠等含氨氮廢水。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。
芬頓氧化技術是以芬頓試劑進行的化學氧化廢水的處理方法。筆者試驗后發(fā)現(xiàn)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比傳統(tǒng)的污水處理方法更能有效的起到凈化作用。但在運行過程中膜易堵塞需要定期進行化學清洗,且設備和運行費用高。
鳥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。筆者通過多組對比試驗,發(fā)現(xiàn)工藝耗能較大,且生成的鳥糞石純度較低,不易分離。
有機胺廢水采用吹脫法、芬頓氧化法、膜分離法、鳥糞石法等處理技術時有其特定的適應范圍或局限性。
2、對剝離液精餾回收過程中產(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程產(chǎn)生的工藝有機廢水,其特點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,化學性質(zhì)穩(wěn)定,難于生物降解,氮碳比較高。
3、有機胺廢水的處理工藝
筆者結合各類廢水處理方法優(yōu)缺點及該類廢水自身特點,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,本工藝操作簡單,總氮、COD去除率高,同時降低了廢水處置成本。具體處理工藝如下。
3.1 試驗過程和機理
3.1.1 廢水來源與性質(zhì)
試驗選用的有機胺廢水來自精餾回收剝離液過程中產(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(nèi)容
(1)試驗裝置:采用常、減壓精餾實驗裝置,塔高1.5m,塔直徑30mm,塔釜采用電加熱套的方式進行加熱,攪拌;間歇精餾,通過加熱分離、汽化、冷凝、回流、采出等工序操作得到餾分。
(2)試驗內(nèi)容:取1000mL的有機胺廢水,用某廠的H2SO4原料將有機胺廢水初始pH值調(diào)整至4~5,然后將廢水加入圓底燒瓶,開始系統(tǒng)抽真空,將真空抽至-90kPa左右;開始加熱,保證塔頂溫度控制在30℃以下,將廢水濃縮6倍后,停止加熱;試驗后對每一個階段的蒸餾液進行總氮、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(diào)至4~5時,真空度控制在-82kPa時,塔頂溫度在65℃時,蒸餾液總氮去除率達到約69%,COD去除率達到66%。試驗數(shù)據(jù)表明,隨著塔頂溫度的降低,總氮及COD去除率會逐漸升高,最終將真空控制在-90kPa,塔頂溫度控制在<30℃時,去除率最高,效果最佳。相關試驗數(shù)據(jù)詳見表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,直接進行減壓蒸餾時,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進行調(diào)整。
試驗數(shù)據(jù)表明,隨著有機胺初始PH值的降低,蒸餾液總氮、COD去除率逐漸增大。通過多次試驗驗證,保證塔頂溫度<30℃時,有機胺廢水初始pH值調(diào)至在4~5時,總氮及COD去除效果最佳。相關試驗數(shù)據(jù)詳見表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。對試驗濃縮殘液進行分析測定,總氮為30000mg/L,COD為1740000mg/L,從濃縮殘液數(shù)據(jù)分析可以看出,殘液COD、總氮值總體升高,說明蒸餾過程中有一部分有機胺轉換為無機胺釋放,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(xù)生化處理奠定基礎;同時減少了廢水委外處置量,為公司節(jié)能增效做出貢獻。
4、結語
本文研究的是精餾回收剝離液過程中產(chǎn)生的有機胺廢水,化學性質(zhì)穩(wěn)定,總氮、COD值高,難生物降解,采用減壓蒸餾方式處理該類廢水,確定關鍵工藝控制參數(shù),從而達到減量化處置該類廢水目的。本處理技術處理工藝簡單,總氮、COD去除率高,同時降低了廢水處置成本,達到預處理目標,為后續(xù)生化處理奠定基礎。(來源:陜西高科環(huán)??萍加邢薰荆?/span>