化学沉淀-蒸氨-蒸发工艺处理催化剂生产废水
乙二醇是一种非常重要的基础化工原料，主要用于制备聚酯纤维、聚酯树脂和醇酸树脂。同时，它也是防冻剂、粘合剂、润滑剂、表面活性剂等许多化工产品的原料。具有广阔的需求和市场前景。为满足市场需求，以煤为原料的“煤-草酸二甲酯(DMO)-乙二醇(EG)”工艺路线在国内许多地方得到应用。
作为乙二醇制备工艺的核心要素，DMO加氢制乙二醇催化剂的废水问题日益突出。废水成分复杂，含有大量的氨氮、金属离子、硝酸盐等污染物。，并且对微生物有毒。因此，乙二醇催化剂生产废水的有效处理和污染物的回收利用已成为业界研究的重点。
江苏化工股份有限公司是专业生产DMO加氢制乙二醇催化剂的外商独资企业，DMO合成催化剂和乙二醇合成催化剂的生产能力分别为1.5kt/a。在企业生产过程中，会产生一定量的生产废水，其中含有高浓度的氨氮、铜离子和总氮等污染物。根据水质特点，结合工程实践经验，开发了一套“化学沉淀+蒸氨+蒸发冶金”的组合处理工艺。经过调试运行，出水水质达到设计要求，回收了废水中的氨氮和硝酸盐，取得了良好的环境效益和经济效益。
1、废水水质和工艺流程
1.1废水质量
废水主要来自加氢催化剂(铜系)生产车间排放的废水，废水量为2.2m3/h，24小时连续运行。设计出水水质达到国家污水综合排放标准(GB8978-1996)三级标准的要求。实际进水水质和排放要求见表1。
1.2工艺选择和特点
催化剂废水中的主要污染物是铜离子、氨氮和TN，其中TN主要是硝酸盐氮。根据废水的特点，采用化学沉淀-氨蒸发冶金处理工艺，工艺流程如图1所示。
该工艺的特点是采用不同的处理单元对废水中的污染物进行分类去除，使废水得到净化。同时通过蒸氨技术将废水中的氨氮转化为氨水回用于生产线，通过蒸发结晶技术回收废水中的硝酸盐作为销售产品，使废水中的污染物得到更大程度的回收利用。
1.3流程描述
采用化学沉淀法去除废水中的铜离子。废水从生产车间排入浓水收集池。调节水质水量后，用提升泵将废水泵入pH调节池，加入NaOH调节废水pH至9~10.5。然后废水进入间歇沉淀池，在沉淀池中加入混凝剂和絮凝剂，向池中加入Na2S，更好地去除废水中的铜离子。含大絮体的废水进入沉淀池进行泥水分离，上清液流入中间池1。底泥进入污泥浓缩池后，经板框压滤机过滤脱水，含铜泥饼外处理，滤液回流至调节池。
中间池1中的废水由提升泵泵入蒸氨系统，蒸氨过程如图2所示。
首先将废水通过管道混合器，向废水中加入NaOH，将废水的pH值控制在9~11的范围内。然后废水经过废水换热器和废水加热器，利用蒸氨塔底部排出的废水和饱和蒸汽将原废水加热至90℃后进入蒸氨塔。蒸氨塔采用大孔导向筛板式蒸氨塔，采用直接蒸馏法，通过从塔底引入的蒸汽将废水中的氨蒸发，然后利用塔顶冷凝器和氨水冷凝冷却器中的冷却水将蒸汽与氨冷凝形成氨水。从蒸氨塔底部排出的蒸氨废水在废水换热器中与原废水进行热交换，并在冷却器中用循环水冷却至40℃以下，然后排入蒸氨废水罐。
氨废水池中的废水由提升泵提升至蒸发系统，处理流程如图3所示。蒸发器采用三效蒸发。当系统停止运行时，废水根据进料温度依次进入第三、第二、第一效蒸发器预热。当物料温度预热到接近蒸发温度时，进入一效降膜蒸发，然后进入二、三效分离浓缩。蒸发浓缩后的浓缩液排入真空结晶罐冷却结晶。结晶过程中产生的固液混合物经离心机离心，分离出的固体物料装袋收集，分离出的母液返回蒸发系统，实现无污染排放。蒸发产生的蒸汽冷凝水在冷凝器中闪蒸释放出一定的热量，经冷却水冷却后，由凝结水泵排入排水池，与厂区其他废水混合，经最终排水泵检测达标后排入污水管网。
2.主要设施的设计参数
2.1化学沉淀系统
(1)浓集水池:一座，半地埋式钢筋混凝土+玻璃钢防腐结构，外形尺寸LBH=18000mm×15000mm×5000mm，有效池容积940m3，水力停留时间20d。两台配套提升泵，一用一备，Q=6m3/h，H=25m，n = 2.2kw
(2)一个pH调节罐，Q235+内衬PE材料，φ1000mm×1600mm，有效罐容积:0.94m3，水力停留时间:25min。NaOH加药泵3台，2用1备，Q=2400mL/min，N=0.04kW，搅拌器1台，搅拌桨为碳钢和PE内衬，R=86rpm，N=1.5kW
(3)混凝反应池:1座，Q235+内衬玻璃钢，φ1000mm×1600mm，有效池容积:0.94m3，HRT:25min。两台PAC加药泵组，一用一备，Q=2400mL/min，N=0.04kW，两台Na2S加药泵组，一用一备，Q=2400mL/min，N=0.04kW，一台搅拌器，碳钢+PE内衬搅拌器，R=86rpm，n = 1.5 kW。
(4)絮凝池一座，Q235+内衬玻璃钢，φ1000mm×1600mm，有效池容积0.94m3，水力停留时间25分钟。两台PAM加药泵，一用一备，Q=2400mL/min，N=0.04kW，一台搅拌器，碳钢+PE内衬搅拌器，R=25rpm，n = 1.5kw
(5)沉淀池一座，垂直流，Q235+内衬玻璃钢，表面负荷0.36 m3/(m2 & # 8226；h).1台气动污泥泵，Q = 379L升/分钟。
(6)污泥池:1座，钢筋混凝土结构，外形尺寸LBH=2500mm×2000mm×5000mm，有效容积20m3。两台污泥泵，气动隔膜泵，Q=379L/min，一台压滤机，过滤面积30m2，过滤室容积0.46m3，n = 2.2kW
(7) 1: 1中间水池，半地面钢筋混凝土+玻璃钢防腐结构，外形尺寸LBH=2500mm×2000mm×5000mm，水池有效容积:22m3，水力停留时间:10h。两台配套提升泵，一用一备，Q=6m3/h，H=25m，n = 2.2kw
2.2氨蒸馏系统
(1)废水换热器:1块螺旋板，SUS304材质，换热面积60m2，板间距12～14mm。
(2)废水加热器:1、螺旋板式，SUS304材质，换热面积:40m2，板间距:12~14mm。
(3)蒸氨塔:1座，容量2.2m3/h，SUS304材质，φ600mm×17788mm，筛板间距350mm，筛板数30层。两套配套提升泵，一用一备，Q=6m3/h，H=20m，n = 1.5kw
(4)冷凝器一台，管式，材质为SUS316L，φ426mm×1500mm，换热面积10m2，直径φ25mm，高1.5m
(5)废水冷却器:1块螺旋板，Q235材质，换热面积60m2，板间距12~14mm。
(6)氨冷凝冷却器:一台管壳式，SUS304材质，换热面积20m2，管壳直径25mm。
(7)蒸氨废水池一座:Q235+FRP材质，φ2000mm×3200mm，有效池容积9m3，水力停留时间4h。两套配套提升泵，一用一备，Q=6m3/h，H=20m，n = 1.5kw
(8)1台浓氨水储罐，材质为Q235+FRP，φ2000mm×3200mm，有效罐容量为9m3，配套2台输送泵，1用1备，Q=6m3/h，H=20m，n = 1.5kW
2.3蒸发系统
(1)接收罐:1个，有效容积:0.7m3，材质为SUS316L。1台配套提升泵，Q=6m3/h，H=30m，N=3kW。
(2)单效蒸发器1台，材质为SUS316L，φ750mm×6000mm，换热面积78m2。
(3)单效分离器1台:材质为SUS316L，φ900mm×1800mm。1台配套主效循环泵，Q=6m3/h，H=20m，n = 1.5kw
(4)二效蒸发器:1台SUS316L材质，φ600mm×6000mm，换热面积42m2。
(5)二效分离器:1台，材质为SUS316L，φ850mm×1800mm。1台二级循环泵，Q=6m3/h，H=20m，n = 1.5kw
(6)三效蒸发器:1台SUS316L材质，φ600mm×6000mm，换热面积46m2。
(7)三效分离器:1台SUS316L，φ900mm×2500mm。三效循环泵1台，Q=240m3/h，H=18m，N=30kW，排水泵1台，Q=6m3/h，H=32m，N=4kW。
(8)管壳式冷凝器1台，材质为SUS316L，φ600mm×5000mm，换热面积43m2。配套凝结水泵1台，Q=6m3/h，H=30m，N=3kW，真空泵1台，抽气量=230m3/h，极限真空度=-0.097MPa，n = 5.5kw
(9)一个真空结晶罐，带Q235+陶瓷衬里，有效容积0.5m3，1个搅拌器，搅拌桨Q235+PE防腐材料，R=60rpm，N=0.37kW
(10)离心机:1台，SUS304材质，最大负载极限135kg，转鼓转速1200rpm，n = 7.5kw
(11)一个缓冲罐，材质为SUS304，有效容积为0.5m3..1台配套提升泵，Q=2m3/h，H=20m，n = 0.37kw
(12)排水池一座:钢筋混凝土结构，外形尺寸LBH = 15000mm×10500mm×5000mm，有效池容量800m3。两台配套提升泵，一用一备，Q=18m3/h，H=30m，n = 3.7kw
3.运营效果分析
工程自最终调试以来，设施运行稳定，出水达到设计要求。运行结果如表2所示。
从表2可以看出，化学沉淀-蒸氨-蒸发结晶工艺能有效去除废水中的Cu2+、氨氮和TN，Cu2+、氨氮和TN的去除率分别可达99.5%、95.4%和98.8%，优于国家污水综合排放标准GB8978-1996的三级标准，可产15。
4.经济分析
本项目总投资313万元(不含土建费用)，系统运行总费用9076.4元/天(不含设备折旧和污泥处理费用)，其中化学品164.7元/天，蒸汽7076元/天，人工1435.6元/天，电费1770元/天。
5.结论
(1)根据乙二醇催化剂生产废水的特点，选择了化学沉淀-蒸氨-蒸发结晶的组合工艺，取得了良好的处理效果。氨氮和TN去除率分别达到99.5%、95.4%和98.8%，出水水质达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)三级要求。本项目总投资313万元，运行费用9076.4元/天
(2)采用蒸氨技术和蒸发结晶技术回收废水中的氨氮和硝酸盐，可回用或作为副产品出售，具有良好的环境效益和经济效益。(来源:栗田工业(苏州)水处理有限公司)
免责声明：本网站内容来源网络，转载是出于传递更多信息之目的，并不意味赞成其观点或证实其内容真实性。转载稿涉及版权等问题，请立即联系网站编辑，我们会予以更改或删除相关文章，保证您的权利。
标签: 化学沉淀-蒸氨-蒸发工艺处理催化剂生产废水