史鐵錘 黃雪琴 邵和松

摘要[目的]探討采用蒸發(fā)濃縮法預(yù)處理高鹽廢水的可行性。[方法]通過(guò)分析某新型農(nóng)藥中間體生產(chǎn)所排高鹽廢水的水質(zhì)，采用蒸發(fā)濃縮法進(jìn)行預(yù)處理，研究蒸發(fā)濃縮法對(duì)高鹽廢水的處理效果。[結(jié)果]溫度115.5 ℃，濃縮3.33倍為處理該廢水的最佳條件。[結(jié)論]該研究可為后續(xù)生化處理創(chuàng)造條件。

關(guān)鍵詞高鹽廢水；蒸發(fā)濃縮；農(nóng)藥中間體

中圖分類(lèi)號(hào)X703文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)0517-6611（2017）14-0046-02

Abstract[Objective]To study feasibility of pretreatment of high salinity wastewater by evaporation and concentration. [Method]Based on the analysis of the water quality of a new type of pesticide intermediate， the evaporation concentration method was used to treat the high salt wastewater， the treatment of high salinity wastewater by evaporation concentration method was studied. [Result]The results showed that the temperature of 115.5 ℃ and the concentration factor of 3.33 were the best treatment parameters. [Conclusion]This study can create the conditions for subsequent biochemical treatment.

Key wordsHigh salinity wastewater；Evaporationenrichment method；Pesticide intermediate

高鹽廢水是指總含鹽量（以NaCl計(jì)）不低于1%的廢水，主要源于化工、制藥、石油天然氣及海產(chǎn)品加工等行業(yè)，該類(lèi)廢水成分復(fù)雜，除含高濃度的有機(jī)物外，還有大量的無(wú)機(jī)鹽[1-2]。因其成分復(fù)雜多樣，鹽分高，直接生化處理對(duì)微生物有較強(qiáng)的抑制和毒害作用。根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，一般認(rèn)為鹽分到達(dá)6 000 mg/L就會(huì)對(duì)微生物產(chǎn)生抑制作用，超過(guò)10 000 mg/L 將嚴(yán)重影響微生物的生存環(huán)境，導(dǎo)致生化系統(tǒng)難以運(yùn)行。因此，高鹽廢水處理在污水處理中有重要地位，是廢水處理研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)[3]。目前，高鹽廢水的預(yù)處理工藝技術(shù)有電鍍、離子交換[4]、膜分離[5]、加熱蒸發(fā)[6]、氧化法[7]等工藝。

該研究處理對(duì)象是江蘇某化工企業(yè)生產(chǎn)新型除草劑中間體排放的廢水，廢水中包含的鹽類(lèi)有氯化鈉、硫酸鈉、溴化鈉、磷酸二氫鈉、甲酸鈉、乙酸鈉、碳酸氫鈉、甲磺酸鈉等，總含鹽量>10%；并含有多種有機(jī)物，如醇類(lèi)、酮類(lèi)、苯環(huán)類(lèi)等，CODCr 濃度達(dá)10 000 mg/L以上。根據(jù)廢水性質(zhì)，筆者探討采用蒸發(fā)濃縮法進(jìn)行預(yù)處理的可行性和工藝參數(shù)，為工程設(shè)計(jì)和同類(lèi)廢水處理提供參考。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)儀器試驗(yàn)儀器主要有不同規(guī)格的燒杯1套、單口燒瓶1只、pH計(jì)1只、溫度計(jì)1只，2 kW·h電加熱爐1臺(tái)，冷凝器1套、紫外分光光度計(jì)1臺(tái)等。

1.2處理對(duì)象和方法處理對(duì)象為廢水，呈堿性（pH為13），COD、鹽分含量很高（分別為11 050 mg/L和140 g/L），BOD5為2 220 mg/L，B/C<0.25，直接生化處理非常困難。因此，該研究采用蒸發(fā)濃縮法處理該廢水。

1.3試驗(yàn)步驟

（1）標(biāo)刻度。在1 L的燒杯上新增刻度線(xiàn)：950、850、750、650、550、450、350、250 mL。

（2）加熱蒸發(fā)。燒杯中裝入1 L廢水，將燒杯置于電熱爐加熱，蒸干燒杯中溶液，記錄液位下降至每個(gè)刻度對(duì)應(yīng)的時(shí)間、溫度。

（3）收集冷凝液。將200 mL廢水加入燒瓶中，裝配冷凝裝置，收集冷凝液，測(cè)定pH、COD、BOD5、氨氮含量。

（4）計(jì)算結(jié)果。通過(guò)體積的變化計(jì)算濃縮倍數(shù)，通過(guò)時(shí)間與加熱爐的功率乘積計(jì)算耗電量。

2結(jié)果與分析

2.1蒸發(fā)濃縮條件優(yōu)化

2.1.1溫度對(duì)濃縮體積的影響。從圖1可以看出，溫度與體積呈二次函數(shù)關(guān)系。隨著溫度的升高，廢水體積下降呈現(xiàn)由快變慢的趨勢(shì)，當(dāng)溫度升高至110 ℃以后，蒸發(fā)同樣體積的廢水需要的溫度增幅增大，同時(shí)廢水的沸點(diǎn)也逐漸增大。這是由于隨著廢水不斷蒸發(fā)，鹽分含量越來(lái)越大，密度逐步增大，分子間作用力變大所致。試驗(yàn)過(guò)程中，當(dāng)溫度達(dá)115.5 ℃時(shí)，開(kāi)始析出晶體；溫度升高至122.2 ℃時(shí)析出較多晶體。因此，最佳蒸發(fā)溫度為115.5 ℃。

2.1.2溫度對(duì)濃縮倍數(shù)的影響。從圖2可以看出，溫度與濃縮倍數(shù)呈較好的線(xiàn)性關(guān)系。隨著溫度的升高，濃縮倍數(shù)增大。當(dāng)濃縮倍數(shù)大于2.50倍時(shí)，濃縮同樣的倍數(shù)需要的溫度增幅變大，當(dāng)濃縮到3.33倍以上時(shí)，所需溫度明顯增大。當(dāng)濃縮倍數(shù)為4.00倍時(shí)，溶液呈橙色、強(qiáng)堿性，黏稠狀、密度大，有較多晶體。因此，最佳濃縮倍數(shù)為3.33。

2.1.3溫度對(duì)電耗與時(shí)間的影響。從圖3、4可以看出，溫度與電耗、時(shí)間呈現(xiàn)的規(guī)律一致，均呈二次函數(shù)關(guān)系。當(dāng)溫度高于115.5 ℃時(shí)，蒸發(fā)同樣體積的廢水所消耗的電能和時(shí)間均大幅增加。最佳蒸發(fā)時(shí)間為24 min左右，消耗的電能為0.80（kW·h）/kg，直接蒸發(fā)成本很高。MVR蒸發(fā)器處理廢水耗電量一般為25～70 （kW·h）/t[8]，廢水電費(fèi)成本預(yù)計(jì)在30～80元/t，因此該類(lèi)廢水采用MVR蒸發(fā)器處理可有效降低能耗，節(jié)約成本。

2.2冷凝液水質(zhì)分析結(jié)果經(jīng)測(cè)定可知，冷凝液的pH和COD、氨氮、BOD5濃度仍很高，分別為8.6和9 970、55、2 040 mg/L，但與濃縮前相比略有降低，其原因是部分有機(jī)物在高溫?fù)]發(fā)為氣體，部分有機(jī)物存在于濃縮液中。因此，

經(jīng)蒸發(fā)濃縮法處理后鹽分去除完畢，可進(jìn)行后續(xù)生化處理，同時(shí)需增加廢氣處理系統(tǒng)，濃縮液應(yīng)作為危險(xiǎn)固廢處理。

3結(jié)論與討論

（1）試驗(yàn)廢水源于江蘇某企業(yè)生產(chǎn)新型除草劑中間體排放的廢水，該類(lèi)廢水鹽分大，有機(jī)物濃度高，B/C值低，難以直接生化處理，可以采用蒸發(fā)濃縮法進(jìn)行處理，MVR蒸發(fā)器可有效降低處理成本。

（2）采用蒸發(fā)濃縮法處理的最佳條件：溫度115.5 ℃，濃縮倍數(shù)3.33。

（3）冷凝液呈弱堿性，鹽分含量很低，COD、BOD5、氨氮含量略有下降，但仍很高，需要進(jìn)一步處理。在處理廢水過(guò)程中，為降低環(huán)境污染，還應(yīng)兼顧廢氣和固廢處理。

（4）由于企業(yè)水質(zhì)波動(dòng)幅度較大，該試驗(yàn)條件參數(shù)在中試和工程應(yīng)用中還需進(jìn)一步驗(yàn)證。

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