某企業己二酸生產廢水處理工藝探討

熊發

摘要：本文采用“生物法+深度處理”組合工藝對某企業己二酸生產廢水處理進行實踐研究，結果表明，此組合工藝可使己二酸廢水出水水質達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918—2002）中一級A標準，平均每噸廢水處理成本僅為3.2元。證明此己二酸廢水處理工藝技術可行，且經濟合理。研究還通過實驗確定了關鍵工藝UASB的最佳進水COD濃度（3000-4000mg/l）及BAF的最佳汽水比（5：1）。

關鍵詞：己二酸廢水；生物法；UASB；曝氣生物濾池

一、引言

己二酸又稱肥酸，為白色晶體或結晶性粉末，略有酸味，能升華。微溶于水，微溶于乙醚，溶于乙醇。性質穩定，低毒，對眼睛、皮膚、粘膜和上呼吸道有刺激作用。對環境有危害，可造成水體和大氣污染。己二酸是一種重要的有機二元酸，主要用于制造尼龍66纖維和尼龍66樹脂、聚氨酯泡沫塑料，在有機合成工業中，為己二腈、己二胺的基礎原料，同時還可用于生產潤滑劑、增塑劑己二酸己辛酯，也可用于醫藥等方面，用途十分廣泛。

工業上生產己二酸主要有兩條工藝路線，即環己烷法和苯酚法。環己烷法又稱苯法，該工藝一次性投入大，產生副產品較多，存在三廢污染，收益不高，但因為它工藝成熟，目前大多數廠家采用此方法生產己二酸。苯酚法即苯酚加氫生成環己醇，而后用硝酸氧化制得己二酸。該法設備投入和苯法相差不大，適合于苯酚資源豐富的地區。

該企業采用苯法進行己二酸生產，生產過程中產生兩種廢液：第一種是醇酮合成過程中的廢液，來源于洗去環己烷空氣氧化合成KA油過程中產生一些有機酸類副產物所有的水，此廢水稱為BI廢水；另一種是醇酮氧化合成己二酸過程的廢水，是己二酸生產過程中副產品混合二元酸的統稱，此廢水稱為DBA廢水[1]。目前處理己二酸廢水的工藝主要有：廢堿液中和法、吸附法、蒸發脫水工藝、焚燒法、回收法、生物法等。本研究采用“生物法+深度處理”的組合方法處理己二酸廢水。

二、工藝流程

本研究的己二酸廢水主要來源于某企業己二酸生產裝置。廢水首先進入中和混凝沉淀池，去除一部分懸浮物及顆粒物，同時調節廢水pH為6-9；隨后自流到調節池，調節水質均勻、水溫水量恒定，之后廢水經過一級提升水泵至UASB池，進行厭氧反應，將大分子有機物分解為小分子有機物；然后，自流至“A/O”生物處理系統，進一步去除己二酸廢水中的有機物和氨氮。為保證出水達標，確保后續零排放處理工藝的安全性及穩定性，本研究采用“化學氧化（臭氧）+曝氣生物濾池”的方法對經生化處理后的己二酸廢水進行進一步處理。整體工藝流程圖如下：

三、運行結果分析

己二酸污水處理裝置的COD沿程去除率如表1所示，由表1可知，經過該組合工藝處理己二酸廠產生的廢水后，出水COD為22mg/l，小于50mg/l，達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》一級A標準；該組合工藝中UASB厭氧處理為關鍵工藝，UASB運行的效率直接影響后續工藝裝置的處理效果；深度處理“化學氧化+曝氣生物濾池”保證了出水水質達標，化學氧化池采用臭氧接觸氧化，曝氣生物濾池采用羅茨風機鼓風曝氣。

由圖2可知，當UASB進水COD濃度由1000mg/l—4000mg/l時，COD去除率由35%逐漸升高為75%。在一定范圍內，隨著進水濃度增大，單位容積有機負荷增加，COD去除率明顯上升。因為廢水濃度增加，能夠使呈流態化的污泥與廢水中的有機物充分接觸發生反應，從而使廢水的COD濃度大大降低[2]。當UASB進水COD濃度由5000mg/l—10000mg/l時，COD去除率由70%逐漸降為25%。這是由于厭氧處理系統的正常運轉取決于產酸和產甲烷速率的相對平衡，有機負荷過高，則產酸率有可能大于產甲烷的用酸率，從而造成揮發酸的積累使pH迅速下降，阻礙產甲烷階段的正常運行，嚴重時可導致“酸化”[3]。結合以上分析可知，該組合裝置處理己二酸廢水UASB最佳進水COD濃度為3000mg/l—4000mg/l。

由圖3可知，當V氣：V水由1：1到6：1時，曝氣生物濾池對COD的去除率逐漸提高，適當的氣液比，有利于曝氣生物濾池對己二酸廢水COD的去除；當V氣：V水由7：1至9：1時，曝氣生物濾池對COD的去除率反而逐漸降低，這是由于過量的氣體使己二酸廢水在曝氣生物濾池中攪拌激烈，不利于生物膜的生長，導致COD去除率降低[4]。當V氣：V水4：1—6：1時，COD去除率由76%至85%，出水COD均小于50mg/l，達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》一級A標準。但隨著氣液比的升高，所需羅茨風機的型號也逐漸增大，能量消耗增大，運行成本高。綜合考慮經濟因素，選用V氣：V水為5：1，作為風機選型的參數之一。

四、結論

（1）采用“生物法+深度處理”組合工藝，能使己二酸廢水COD由6500mg/l降為22mg/l，出水水質達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》一級A標準。

（2）該組合工藝中，UASB的最佳進水COD濃度為3000mg/l—4000mg/l，COD去除率達到75%以上。

（3）綜合運行成本因素，當V氣：V水=5：1時，曝氣生物濾池對己二酸廢水COD的去除率為80%，出水COD為40mg/l，滿足工藝要求。

（4）該組合裝置采用空氣作為化學氧化池臭氧發生器的供氣源，比采用純氧作為氣源成本低，工藝簡單，操作方便。

（5）曝氣生物濾池施工時，要注意濾頭、濾板的安裝質量，一定要平整，保證布氣均勻。

參考文獻：

[1]周銀生，周亞明，王霞. 己二酸的各種生產工藝及污染物處理[J]. 皮革化工，2005，22：30-34

[2]田愛軍，夏晶，涂勇，梁志冉. 厭氧-氣浮-UASB-SBR 工藝處理酒精廢水[J]. 污染防治技術，2006，（4）

[3]段雪梅，李道榮，潘慧云. UASB反應器處理啤酒廢水的研究[J]. 河南工業大學學報，2005，（6）

[4]pujol，Iem mel H，Gbudsilles M.A keypoint of nitrification in an upflow biofiltration reactor[J].Wat Sci Tech，1998，38（3）：43-49