一种高效低能耗废水预处理工艺的开发应用

2021-11-02吕国华

化工时刊 2021年4期

吕国华刘鹏郭佳

(1. 河北中化鑫宝化工科技有限公司，河北邯郸 056500；2. 河北中化滏恒股份有限公司，河北邯郸 056500)

随着我国石油炼化和煤焦油加工的快速发展，在创造巨大经济效益的同时，工业废水对水体、土壤和环境构成极大的威胁，近年来随着国家和地方环保要求的不断提高，废水处理已经成为一个重要课题[1-3]。对于我国煤焦油下游行业——洗油深加工企业，在从洗油中提取有价值的产品过程中，会产生高浓度有机废水，这部分废水中含有的有机物包含酚类、喹啉类、甲基萘等[4-7]。国家环保部门对于洗油深加工企业的废水排放要求是必须经过生化处理且达到《污水综合排放标准》(GB 8978—1996)规定的一级排放标准。由于废水中含有酚类和喹啉类等具有杀菌效果的物质，在废水进行生化处理时，若没有把其中的杀菌物质提前去除，则会导致污水生化处理系统的整体失活，从而失去污水生化处理能力，最终导致企业因污水无法处理而影响正常生产甚至停产[8-9]。因此，探索一条高效低消耗的污水预处理工艺，使废水在进入生化系统前先除去其中具有杀菌效果的物质，对于企业正常生产具有十分重要的意义。

现阶段洗油行业已经实现工业化的污水预处理工艺有微电解工艺、絮凝气浮工艺、水解酸化工艺。微电解工艺能够使洗油深加工废水中的COD去除率达到70%，可生化性提高约48%[10-11]；水解酸化工艺将废水经过6 h水解—酸化和12 h好氧处理后，COD去除率比单纯生化法提高了约40%[12-13]；但是这两种工艺均存在能耗高、处理效率低的问题，导致废水处理的成本较高。以絮凝气浮法为预处理的工艺，采取组合絮凝剂PAC+PAM，在气浮分离下，能够除去大部分难降解的有机物和油，废水中COD去除率达到56%，为下一步生化处理创造了较好条件；但是该工艺对于废水水质的稳定性和操作的平稳性要求非常高，当废水的水质发生波动时，由于絮凝剂添加量的变化不易把握，在实际运行中经常会发生因絮凝剂的添加量不合适而导致的预处理效果不明显，从而影响下一步生化处理的效果[14-15]。

因此，探索出一条应用能力强、成本低、处理效率高的废水预处理工艺，对于企业的正常生产运行和提升经济效益将产生极大的促进作用。本文以作者所在公司废水为处理对象，探索了一条以二甲苯为萃取剂，以高效萃取分离方法为处理手段的废水预处理工艺——高效萃取分离工艺。该工艺的实施，可以高效、低成本、简洁地实现废水的预处理和良好的生化处理，从而保证了企业的污水处理达标和正常生产运行。本文研究探索的工艺不仅适用与作者所在公司的废水预处理，对其他类似企业和化工企业的高含油废水的处理，也提供了一条高效经济的工艺路线。

1 实验材料和方法

1.1 材料

工业甲苯(纯度99%)、工业乙苯(纯度99%)、二氯化碳(国药)、工业二甲苯(纯度99%)、实验用废水(河北中化鑫宝科技有限公司废水) 。

1.2 高效离心萃取装置

高效离心萃取机如图1所示，是一种新型、快速、高效的液液萃取分离设备，它与传统的萃取设备如混合澄清槽、萃取分离塔等在工作原理上有本质的区别。高效离心萃取机是利用电机带动转鼓高速转动，密度不同且互不混溶的两种液体在转鼓或桨叶旋转产生剪切力的作用下完成混合传质，又在转鼓高速旋转产生的离心力作用下迅速分离。

图1 高效离心萃取机示意图

1.3 分析测试仪器

红外分光光度计——废水的石油类含量检测由波数分别为2 930 cm-1(CH2基团中C-H键的伸缩振动)、2 960 cm-1(CH3基团中C-H键的伸缩振动)和3 030 cm-1(芳香环中C-H键的伸缩振动)谱带处的吸光度A2930、A2960、A3030进行计算；化学需氧量(COD)快速测定仪；高效气相色谱仪(型号：岛津 GC Smart)；电子天平(梅特勒-托利多仪器，型号：ME204E/02)。