含氯仿及二氯乙烷废水资源化处理的工程应用

尚鸿艳，孙敬权，张荣全，孙丽梅，康 婷

(利民化工股份有限公司，江苏 新沂 221400)

含氯仿及二氯乙烷废水资源化处理的工程应用

尚鸿艳，孙敬权，张荣全，孙丽梅，康 婷

(利民化工股份有限公司，江苏 新沂 221400)

采用汽提工艺对含氯仿及二氯乙烷废水进行预处理，设计规模4 m3/d，该工艺对含氯仿及二氯乙烷废水有较好的处理效果：得到氯仿及二氯乙烷混合溶剂(二氯乙烷18.1%、氯仿71.6%、其他10.3%)回用于生产，汽提塔出水CODcr≤4000 mg/L，二氯乙烷≤0.013%，氯仿≤0.05%，CODcr去除率达80%，二氯乙烷及氯仿去除率均高于90%。该工艺为含混合溶剂废水的资源化处理提供新思路，有效解决了现有处理技术对含混合溶剂废水处理运行成本高、产生VOCs污染、无经济效益的不足。同时，实现回收溶剂的目的，经济与环保效益相统一。

氯仿废水；二氯乙烷废水；资源化

在除草剂生产过程中会产生少量含氯仿及二氯乙烷的低浓度废水[1-2]，氯仿和二氯乙烷均为生物难降解的挥发性有机氯化物，氯仿能经呼吸道、消化道和皮肤侵入机体，可作用于中枢神经系统，严重中毒者可产生呼吸麻痹和心力衰竭[3-4]。二氯乙烷是高毒物质，空气中最高允许浓度是0.01%[5]，由于氯仿及二氯乙烷具有较高的化学稳定性，在水体中难于自然消解，因此，需要对上述产生的含二氯乙烷及氯仿废水进行适当的预处理，回收废水中二氯乙烷及氯仿的同时改善周围环境，实现循环经济的目的。

目前，针对低浓度含溶剂废水处理多集中于高级氧化降解[6-7]、空气吹脱-活性炭吸附[8]方面，考虑废水中溶剂回收的技术有萃取法[9]、膜分离法[10]等。对于上述工艺存在如下局限：

高级氧化降解：消耗氧化剂、处理过程中产生二次污染、运行成本高。

空气吹脱-活性炭附：对于成分复杂废水，空气吹脱后直接用活性炭吸附，活性炭极易饱和，产生废活性炭(危险废物)，给后续处置带来麻烦。

萃取法：具有选择性，不适用于复杂废水处理，且萃取后仍需做分离处理，后续处理工序复杂，仍会带来VOCs污染问题。

膜分离法：对废水水质要求较高，适用于较单一含溶剂废水处理，且膜组易堵塞、更换成本较高。

蒸汽汽提法是从有机化工工业，塑料工业和合成纤维(OCPSF)工业中产生的废水里面去除有机物(VOCs)的“最有利用价值的技术”[11]。目前用蒸汽汽提法处理含低浓度VOCs污水已经发展为成熟技术[12-13]。宫怀正[14]等采用汽提工艺处理含氯仿废水，氯仿回收率达94%。李尚昕[15]等采用汽提工艺处理含二氯乙烷废水，二氯乙烷回收率高于94%。由此可见，汽提工艺适用于含氯仿及二氯乙烷废水的处理，既可实现有用资源的回收，同时改善后续处理过程中无组织VOCs污染问题。

1 水质水量

含氯仿废水及含二氯乙烷废水(废水中含氯化钠)水质水量如表1所示。

表1 氯仿废水及二氯乙烷废水水质水量参数

2 工艺流程及说明

2.1 工艺流程

该含溶剂废水原处理工艺为原水→电芬顿→电解→水解酸化→厌氧→好氧，具体工艺流程如图1所示。此工艺存在如下不足：1)原水pH为强碱性，直接进入电芬顿处理需调节pH值为2～4，消耗大量酸，且易产生无组织VOCs；2)电芬顿、电解两级氧化处理过程中，两次调碱中和，产生大量絮凝污泥，增加原料及固废处理成本，且仍有无组织VOCs产生；3)含有机溶剂废水不易生化降解，虽经两级氧化，仍无法保证溶剂(特别是氯仿)能够完全被破解，故生化处理效果较低，难以稳定达标排放。

图1 含氯仿及二氯乙烷废水原处理工艺流程图

针对原处理工艺的不足，依据废水水质参数，设计采用汽提工艺对含氯仿及二氯乙烷废水进行预处理，具体工艺流程如图2所示。

图2 含氯仿及二氯乙烷废水汽提处理工艺流程图

2.2 汽提工艺说明

第一步，废水收集及过滤：车间废水进入卧式收集罐(10 m3)，由提升泵(流量0～3 m3/h，扬程32 m)输送至第二步废水预热单元，废水输送过程经袋式过滤器过滤掉大颗粒杂质后，控制质量流量计范围为350～400 kg/h；废水输送泵与收集罐液位高低位连锁，实现自动化废水输送。

第二步，废水预热：刚开车时，过滤后的废水在换热器(8 m2)中与一次蒸汽(0.3MPa)进行换热；正常运行后，过滤后的废水在换热器中与汽提塔出水(90～95℃)进行换热，废水预热至50～55℃后进入第三步汽提塔脱除溶剂。

第三步，汽提脱除废水中溶剂：废水进入汽提塔(Φ300×12000 mm)，通入饱和蒸汽(0.3MPa)对废水中溶剂进行汽提脱除，塔顶温度65～75℃，塔底温度90～95℃；塔顶温度与饱和蒸汽调节阀连锁，有效控制蒸汽用量，塔底液位与汽提塔出水泵连锁，达到节能效果。

第四步，溶剂回收：汽提塔塔顶气相(65～75℃)经冷凝器(25 m2)冷凝(35～40℃)后，液相进入水相分离器(底端为椎体，Φ1000×1660 mm)分离有机溶剂相及水相，下层有机溶剂(氯仿和二氯乙烷)进入收集罐，并定期泵入精馏塔对二氯乙烷及氯仿进行分离后回用于车间，上层水相进入废水池进行下一单元处理。

第五步，尾气处理：冷凝器及水相分离器放空口通过风管连接进活性炭吸附塔(Φ1000×1660 mm)，对不凝尾气处理后通过引风机(800～1000 m3/h，3500Pa)高空(25 m)排放。

3 主要设备设计参数

本处理工艺主要设备设计参数见表2。

表2 主要设备设计参数

4 运行效果

汽提塔安装调试完成后，实现连续稳定运行，处理效果见表3、4及图3～5。工艺设计为DCS控制系统，废水收集罐液位与进料提升泵高低位连锁、塔釜蒸汽进料阀与塔顶温度连锁、塔釜液位与出料泵高低位连锁等，实现智能化操作，大大降低操作难度。调试时将关键参数设置好，严格控制进料量、塔顶温度、蒸汽量、塔釜液位、水相分离器液位等，即可达到设计指标要求，现场环境明显改善，且有效回收混合溶剂用于生产。

表3 含氯仿及二氯乙烷废水汽提工艺处理效果

表4 系统尾气处理

图3 含氯仿及二氯乙烷废水汽提处理COD去除效果

图4 含氯仿及二氯乙烷废水汽提处理氯仿去除效果

图5 含氯仿及二氯乙烷废水汽提处理二氯乙烷去除效果

5 结论

1)采用汽提方式处理废水，解决氯仿及二氯乙烷溶剂处理过程中VOCs污染问题，有效将氯仿及二氯乙烷进行回收分离并回用于生产，实现了变废为宝的目的。

2)对汽提塔出水中热量进行循环利用，大大降低蒸汽使用量，减少热损失。

3)整个流程通过PLC进行有效控制，多处设置连锁，实现生产自动化并有效节能降耗。

装置运行5个月，共回收溶剂4 m3，含二氯乙烷18.1%，氯仿71.6%，其它杂质10.3%。汽提塔出水CODcr=4300 mg/L，二氯乙烷≤0.013%，氯仿≤0.05%，CODcr去除率达80%，二氯乙烷及氯仿去除率均高于90%，每年减排CODcr 19.95t，回收混合溶剂5 t，与原处理工艺相比，每年节约运行成本11.4万元，节约原料成本2万元。此工艺对含溶剂废水处理效果好，自动化操作，有效解决了现有处理技术对含混合溶剂废水处理运行成本高、产生VOCs污染、无经济效益的不足。同时，实现回收溶剂的目的，经济与环保效益相统一。

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(本文文献格式：尚鸿艳，孙敬权，张荣全，等.含氯仿及二氯乙烷废水资源化处理的工程应用[J].山东化工,2017,46(15):175-178.)

Application of Recycling Process for Wastewater Containing Chloroform and Dichloroethane

ShangHongyan,SunJingquan,ZhangRongquan,SunLimei,KangTing

(Limin Chemical Co., Ltd., Xinyi 221400,China)

The pretreatment of chloroform and dichloroethane wastewater was carried out by stripping process. The design scale was 4 m3/d. The process had good effect on the reaction of chloroform and dichloroethane wastewater: the mixed solvent of chloroform and dichloroethane (Dichloroethane 18.1%,chloroform 71.6%,other 10.3%) for the production,stripping tower effluent CODcr≤4000 mg/L,dichloroethane ≤0.013%,chloroform ≤0.05%,The removal rate of CODcr was higher than 80%,the removal rate of dichloroethane and chloroform were higher than 90%. This process provides a new idea for the resource treatment of mixed solvent wastewater,which effectively solves the shortcomings of the existing treatment technology for the operation cost of mixed solvent wastewater treatment,resulting in VOCs pollution and no economic benefit. At the same time,to achieve the purpose of recycling solvent,economic and environmental benefits of unity.

chloroform wastewater;dichloroethane wastewater;recycling

2017-05-25

尚鸿艳(1984—)，女，江苏新沂人，硕士，中级工程师，主要从事化工三废处理技术及管理工作。

X703.1

B

1008-021X(2017)15-0175-04