國內(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，直接排放會對環(huán)境造成嚴重污染。目前，多數(shù)企業(yè)對該類廢水沒有有效的治理方法。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，確定采用絡(luò)合萃取+蒸發(fā)+A/O的處理工藝。工程實踐表明，工藝運行穩(wěn)定，出水水質(zhì)達到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 8978—1996)的一級排放標(biāo)準(zhǔn)，該處理方法已獲授權(quán)國家發(fā)明專利〔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，再進行中和、酸化、沉降、過濾分離出癸二酸結(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、小分子脂肪酸、癸二酸酯類、甘油等有機污染物，另含有硫酸鈉等無機鹽類，廢水pH低。廢水中高含量的酚類物質(zhì)具有回收利用價值，工程采用絡(luò)合萃取的方法對廢水中的酚類物質(zhì)富集回收〔2〕。萃取出水中其他不可萃取的有機物含量依然較高，同時由于高濃度的硫酸鈉鹽的存在，有機污染物難以直接生化降解，增加了廢水的處理難度，必須對廢水進行脫鹽處理。對于實際脫鹽工藝，工程上常采用蒸發(fā)的方法，其可達到滿意的除鹽效果。通過對萃取出水進行蒸發(fā)處理，可回收硫酸鈉鹽產(chǎn)品;之后再將蒸發(fā)冷凝水進行A/O生化處理，從而實現(xiàn)廢水的達標(biāo)排放。

　　2 工藝選擇及設(shè)計

　　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(負載萃取劑)送反萃取系統(tǒng)再生。

　　(2)上述萃取相(負載萃取劑)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)進行減壓蒸發(fā)，濃縮液過濾得到結(jié)晶無水硫酸鈉產(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，進入生化系統(tǒng)調(diào)節(jié)池，同時加入生活污水均質(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物質(zhì)的相對分子質(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入O池進行鼓風(fēng)曝氣攪拌，控制溶解氧、pH、溫度等條件進行好氧生化處理。經(jīng)過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，部分進入污泥濃縮池進行濃縮沉降，用壓濾機壓濾后泥餅外排，上清液進入絮凝反應(yīng)池，加入絮凝劑進行絮凝反應(yīng)沉淀處理后，出水達標(biāo)排放。

　　2.2 主要設(shè)計參數(shù)

　　2.2.1 萃取系統(tǒng)

　　萃取塔：共1組，單組處理速率500 m3/d;萃取塔組合級數(shù)為1級;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HRT= 1 h。萃取劑貯罐尺寸為D 3 000 mm×7 000 mm，共 1臺，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;反萃取塔組合級數(shù)為1級;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HRT=1 h。負載萃取劑貯罐尺寸為D 3 000 mm×7 000 mm，共1臺，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，材質(zhì)316L;加熱器D 1 200 mm×7 000 mm，3臺，材質(zhì)316L;蒸發(fā)器D 3 500 mm×7 500 mm，3臺，材質(zhì)316L;冷凝器D 750 mm×6 500 mm，1臺，材質(zhì)316L;緩沖罐D(zhuǎn) 800 mm×6 000 mm，1臺，材質(zhì)316L;真空罐D(zhuǎn) 3 000 mm×6 500 mm，1臺，材質(zhì)316L。冷卻塔 1臺，Q=50 m3/h，進水溫度為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，Q=50 m3/h，進水溫度為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2臺，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，沉淀時間2 h，有效沉淀水深1.76 m，表面負荷為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)時間 60 min，沉淀池沉淀時間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：型號XAZ50/80-U，過濾面積50 m2， 2臺。

　　3 運行效果及分析

　　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、脂肪酸類、癸二酸酯類、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，整個系統(tǒng)COD總?cè)コ?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%以上的酚類物質(zhì)被去除，剩余少量的酚類再經(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)量分數(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。對于蒸發(fā)除鹽后的廢水，微生物經(jīng)過適當(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)施運轉(zhuǎn)情況良好，處理效果穩(wěn)定。監(jiān)測結(jié)果表明，出水水質(zhì)達到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 8978—1996)的一級排放標(biāo)準(zhǔn)。該廢水處理系統(tǒng)工藝流程設(shè)計合理，主要處理單元設(shè)計參數(shù)選擇正確。

　　4 技術(shù)經(jīng)濟指標(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)，項目總投資1 350萬元，其中工程費用1 050萬元，工程建設(shè)其他費用300萬元。

　　該工程運行成本主要包括電費、藥劑費、蒸汽費、人工費、檢修費等，其中藥劑費主要是消耗的絮凝劑、助凝劑、萃取劑、燒堿等的費用。運行成本合計為97.56元/t。運行成本估算按照處理規(guī)模500 m3/d，年運行330 d計算。總運行成本中，絡(luò)合萃取系統(tǒng)的藥劑費用和蒸發(fā)系統(tǒng)的蒸汽費用占比例較大。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)品外銷均可抵銷部分運行成本，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)濟效益。具體參見污水技術(shù)資料更多相關(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，運行實踐表明，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)達到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 8978—1996)的一級排放標(biāo)準(zhǔn)。

　　(2)該工程總投資1 350萬元，運行成本97.56 元/t。系統(tǒng)工藝設(shè)計合理，處理廢水的同時，通過絡(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)品外銷均可產(chǎn)生一定的經(jīng)濟效益，抵銷部分運行成本。與其他處理方法相比，具有一定的推廣應(yīng)用價值。