精细化工含盐废水全流程处理技术

文/刘江宁 李向前 张辉 晋平 张婷婷

特别策划/走进化工行业 Feature

精细化工含盐废水全流程处理技术

文/刘江宁 李向前 张辉 晋平 张婷婷

总结精细化工废水处理的共性规律——精细化工废水普遍具有高COD、高盐和高色度的特点。对于此类“三高”废水的通用处理思路，是优先利用精馏、萃取和吸附等化工单元技术，分离出有用物质，降低末端处理负荷，之后进行物化预处理，然后进行高效蒸发浓缩，蒸发凝水采用高级氧化处理回用，蒸发浓盐水直接焚烧处理，尾气进行除尘、脱硝、脱硫，实现废水近零排放。

众所周知，以染料、颜料、农药等行业为典型代表的精细化工行业废水，普遍具有高COD、高盐及高色度等特点。对于含盐废水的处理，目前行业内普遍采用的方法是蒸发除盐，然而对于具有“三高”特点的精细化工废水，蒸发过程变得十分复杂。如何使废水在进入蒸发系统之前，具备与蒸发过程相匹配的物性，这点尤为关键。同时，蒸发除盐后的母液如何处理，也是行业面临的棘手问题。

含盐废水处理的工艺流程

根据多年的实践经验，含盐废水的处理路线，一般可以分为如下三类：

（1）含盐水—有机物预分离—物化预处理/高级氧化处理—膜浓缩—蒸发除盐：凝水高级氧化/反渗透回用。

（2）含盐水—物化预处理/高级氧化处理—膜浓缩—蒸发除盐：凝水高级氧化/反渗透回用。

图1 四效蒸发装置

图2 浓盐水焚烧装置

（3）含盐水—蒸发浓缩—浓盐水直接焚烧—烟气除尘、脱硫、脱硝：凝水高级氧化/反渗透回用。

典型的废水处理案例

以某染料中间体废水为例，水量为40 t/h，硫酸钠含量约8%，有机物含量以COD表示约10万。有机物中含有12%的乙醛、8%的丁二酸二甲酯以及少量的硝基甲苯，其余为芳香硝基磺酸盐类等物质。由于水质复杂，处理难度很大，任何单一的处理手段都难以奏效。对水样进行详细分析后，基于资源化回收、减量化的过程强化思维，采用的处理路线如下。

首先采用加压精馏-常压蒸馏-减压蒸馏的方法，回收废水中所含的乙醛，回收率达到98%。回收的乙醛可以回用于工艺，既产生经济效益，又降低末端处理难度，一举两得。

回收乙醛后的废水，二氯乙烷做萃取剂，采用三级逆流萃取，丁二酸二甲酯回收率达到95%。值得指出的是，整个萃取过程采用正压过程，萃取剂循环套用，损失量极小。

由于含盐量已经高达8%，因此萃取之后的废水，采用四效蒸发直接进行浓缩。蒸发凝水含有大概400 ppm的一硝基甲苯，对于凝水采用树脂吸附，回收率达到90%以上。

蒸发凝水回收硝基甲苯以后，仍含有微量的有机物，对于该水，采用三维电催化氧化进行处理，返回用作工艺水。

四效蒸发的浓缩液，固形物含量45%左右，输送进浓盐水焚烧炉，进行高温焚烧，确保1 100℃停留2 s以上；烟气经过换热后降低到约380 ℃，依次进入高温电除尘、高温脱硝工序，脱硝烟气回收热量后经过湿法脱硫，达标排放。

焚烧炉膛底部以熔融态流出盐，降温结晶，跟高温除尘工序收集的盐尘一起收储。

图3 炉膛底部熔融态盐及高温除尘收集盐

蒸发、焚烧运行费用

采用高效的四效蒸发工艺设计，并结合厂内低品位热能利用，吨水蒸发生蒸汽消耗低于0.28 t，电耗低于5 kWh。

焚烧装置热场设计合理，进料方式独特，吨浓盐水焚烧直接费用约175元。

本文作者刘江宁，李向前，张辉，晋平来自彩客科技（北京）有限公司，张婷婷来自北京化工大学环境催化与分离过程研究中心。