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(xué)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(dá)標(biāo)的同時，總氮不能達(dá)標(biāo)。擬采用減壓蒸餾濃縮的方式處理，以達(dá)到廢水減量的目標(biāo)。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(shù)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(jié)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(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(shù)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(jìn)行化學(xué)清洗，且設(shè)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(yīng)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(shù)時有其特定的適應(yīng)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(xué)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(jié)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(chǔ)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(jìn)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(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(jié)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(dá)到約69%，COD去除率達(dá)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(guān)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(jìn)行減壓蒸餾時，蒸餾液總氮去除率達(dá)到約46%，COD去除率達(dá)到40%。我們選用硫酸原料對初始pH進(jìn)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(guān)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(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(dá)99.0%，COD由81800mg/L降至6910mg/L，去除率達(dá)到92%。試驗結(jié)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(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(zhuǎn)換為無機胺釋放，難轉(zhuǎn)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(dá)到預(yù)處理目標(biāo)，為后續(xù)生化處理奠定基礎(chǔ)；同時減少了廢水委外處置量，為公司節(jié)能增效做出貢獻(xiàn)。

4、結(jié)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(xué)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(guān)鍵工藝控制參數(shù)，從而達(dá)到減量化處置該類廢水目的。本處理技術(shù)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(dá)到預(yù)處理目標(biāo)，為后續(xù)生化處理奠定基礎(chǔ)。（來源：陜西高科環(huán)保科技有限公司）