某企业己二酸生产废水处理工艺探讨

熊发

摘要：本文采用“生物法+深度处理”组合工艺对某企业己二酸生产废水处理进行实践研究，结果表明，此组合工艺可使己二酸废水出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918—2002）中一级A标准，平均每吨废水处理成本仅为3.2元。证明此己二酸废水处理工艺技术可行，且经济合理。研究还通过实验确定了关键工艺UASB的最佳进水COD浓度（3000-4000mg/l）及BAF的最佳汽水比（5：1）。

关键词：己二酸废水；生物法；UASB；曝气生物滤池

一、引言

己二酸又称肥酸，为白色晶体或结晶性粉末，略有酸味，能升华。微溶于水，微溶于乙醚，溶于乙醇。性质稳定，低毒，对眼睛、皮肤、粘膜和上呼吸道有刺激作用。对环境有危害，可造成水体和大气污染。己二酸是一种重要的有机二元酸，主要用于制造尼龙66纤维和尼龙66树脂、聚氨酯泡沫塑料，在有机合成工业中，为己二腈、己二胺的基础原料，同时还可用于生产润滑剂、增塑剂己二酸己辛酯，也可用于医药等方面，用途十分广泛。

工业上生产己二酸主要有两条工艺路线，即环己烷法和苯酚法。环己烷法又称苯法，该工艺一次性投入大，产生副产品较多，存在三废污染，收益不高，但因为它工艺成熟，目前大多数厂家采用此方法生产己二酸。苯酚法即苯酚加氢生成环己醇，而后用硝酸氧化制得己二酸。该法设备投入和苯法相差不大，适合于苯酚资源丰富的地区。

该企业采用苯法进行己二酸生产，生产过程中产生两种废液：第一种是醇酮合成过程中的废液，来源于洗去环己烷空气氧化合成KA油过程中产生一些有机酸类副产物所有的水，此废水称为BI废水；另一种是醇酮氧化合成己二酸过程的废水，是己二酸生产过程中副产品混合二元酸的统称，此废水称为DBA废水[1]。目前处理己二酸废水的工艺主要有：废碱液中和法、吸附法、蒸发脱水工艺、焚烧法、回收法、生物法等。本研究采用“生物法+深度处理”的组合方法处理己二酸废水。

二、工艺流程

本研究的己二酸废水主要来源于某企业己二酸生产装置。废水首先进入中和混凝沉淀池，去除一部分悬浮物及颗粒物，同时调节废水pH为6-9；随后自流到调节池，调节水质均匀、水温水量恒定，之后废水经过一级提升水泵至UASB池，进行厌氧反应，将大分子有机物分解为小分子有机物；然后，自流至“A/O”生物处理系统，进一步去除己二酸废水中的有机物和氨氮。为保证出水达标，确保后续零排放处理工艺的安全性及稳定性，本研究采用“化学氧化（臭氧）+曝气生物滤池”的方法对经生化处理后的己二酸废水进行进一步处理。整体工艺流程图如下：

三、运行结果分析

己二酸污水处理装置的COD沿程去除率如表1所示，由表1可知，经过该组合工艺处理己二酸厂产生的废水后，出水COD为22mg/l，小于50mg/l，达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准；该组合工艺中UASB厌氧处理为关键工艺，UASB运行的效率直接影响后续工艺装置的处理效果；深度处理“化学氧化+曝气生物滤池”保证了出水水质达标，化学氧化池采用臭氧接触氧化，曝气生物滤池采用罗茨风机鼓风曝气。

由图2可知，当UASB进水COD浓度由1000mg/l—4000mg/l时，COD去除率由35%逐渐升高为75%。在一定范围内，随着进水浓度增大，单位容积有机负荷增加，COD去除率明顯上升。因为废水浓度增加，能够使呈流态化的污泥与废水中的有机物充分接触发生反应，从而使废水的COD浓度大大降低[2]。当UASB进水COD浓度由5000mg/l—10000mg/l时，COD去除率由70%逐渐降为25%。这是由于厌氧处理系统的正常运转取决于产酸和产甲烷速率的相对平衡，有机负荷过高，则产酸率有可能大于产甲烷的用酸率，从而造成挥发酸的积累使pH迅速下降，阻碍产甲烷阶段的正常运行，严重时可导致“酸化”[3]。结合以上分析可知，该组合装置处理己二酸废水UASB最佳进水COD浓度为3000mg/l—4000mg/l。

由图3可知，当V气：V水由1：1到6：1时，曝气生物滤池对COD的去除率逐渐提高，适当的气液比，有利于曝气生物滤池对己二酸废水COD的去除；当V气：V水由7：1至9：1时，曝气生物滤池对COD的去除率反而逐渐降低，这是由于过量的气体使己二酸废水在曝气生物滤池中搅拌激烈，不利于生物膜的生长，导致COD去除率降低[4]。当V气：V水4：1—6：1时，COD去除率由76%至85%，出水COD均小于50mg/l，达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准。但随着气液比的升高，所需罗茨风机的型号也逐渐增大，能量消耗增大，运行成本高。综合考虑经济因素，选用V气：V水为5：1，作为风机选型的参数之一。

四、结论

（1）采用“生物法+深度处理”组合工艺，能使己二酸废水COD由6500mg/l降为22mg/l，出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准。

（2）该组合工艺中，UASB的最佳进水COD浓度为3000mg/l—4000mg/l，COD去除率达到75%以上。

（3）综合运行成本因素，当V气：V水=5：1时，曝气生物滤池对己二酸废水COD的去除率为80%，出水COD为40mg/l，满足工艺要求。

（4）该组合装置采用空气作为化学氧化池臭氧发生器的供气源，比采用纯氧作为气源成本低，工艺简单，操作方便。

（5）曝气生物滤池施工时，要注意滤头、滤板的安装质量，一定要平整，保证布气均匀。

参考文献：

[1]周银生，周亚明，王霞. 己二酸的各种生产工艺及污染物处理[J]. 皮革化工，2005，22：30-34

[2]田爱军，夏晶，涂勇，梁志冉. 厌氧-气浮-UASB-SBR 工艺处理酒精废水[J]. 污染防治技术，2006，（4）

[3]段雪梅，李道荣，潘慧云. UASB反应器处理啤酒废水的研究[J]. 河南工业大学学报，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