化工生产有机废液无害化处理的改造与实践

缪树辉，孔繁荣，来继云(新疆蓝山屯河能源有限公司，新疆 昌吉 831800)

0 引言

有机物含量较高的废液合理化处理对于化工生产来讲是存在一定困难的。由于其成分复杂，在处理过程中如果控制不当流入水处理系统。一方面会导致污水处理系统由于受到有机物含量高的液体冲击会导致生化系统瘫痪，成为后续污水处理的一大障碍。另一方面会在进入污水系统时受温度的影响使其快速挥发有毒有害物质，给操作人员的人身安全带来严重的威胁。我国属于发展中国家，科技的发展日益加快。但是，我们不能为了科技的发展而牺牲生态环境和人身健康。因此我们必须探索出一条可持续发展的新路子，根据产生的有机废液的类别和特性进行区分，选择回收利用或进行无害化处理是当下化工生产企业必须要攻克的难题，也是最基本要求。

目前实验室废液的处理方法可分为物理法[1]，化学法，物理化学法和生物化学法。有机废液回收技术主要有蒸馏、精馏、膜分离、萃取、干燥、中和吸附等。但是目前我公司的生产现场建设了一座生产过程中产生的成分单一的有机液体焚烧处理的装置。要将复杂成分的废液进行处理，需要通过分析废液的特定成分和燃烧后所产生的副产物质对环境的影响程度以及发生反应的情况，然后将其集中收容后经过技术改造和工艺流程的增加将其进行无害化处理[2]，使其不产生环境污染和人身伤害的物质。我们经过探索，寻找了一条将复杂成分的有机废液进行焚烧处理的工艺办法并进行了改造实践。

1 现状分析

目前公司各类有机废液主要包含双甲厂的：废导生、废甲醇、废甲醛废液， BDO厂的：BDO废液、甲醛废液、BYD废液，PT厂的废甲醇、PT废液及醋酸甲脂废液，质量管理部的化验后有机试剂废液。目前公司建有有机废液焚烧装置，主要用于焚烧BDO厂及PT厂产生的有机废液。建设有BDO废液储罐两个，每个300 m³，主要组分如下：

(1)废液 I(废焦油)，连续排放，单套10万吨BDO装置排放量：正常流量:2 032 kg/h。成分为：THF 7.5 Kg/h、焦油 141.1 Kg/h、水 741 Kg/h、盐(甲 酸 钠) 133.6 Kg/h、低 沸物 91.9 Kg/h、高沸物 13.7 Kg/h、BDO 546.9 Kg/h、丁烯二醇 5.4 Kg/h、氢氧化钠 3.0 Kg/h、G-羟基丁醛 13.7 Kg/h、丁醇 2.9 Kg/h、甲醛 33.7 Kg/h、甲醇 291.5 Kg/h、甲缩醛 20.8 Kg/h；(2)废液 II(排放槽排放液)，间歇排放，单套10万吨BDO装置排放量：最大流量1 800 Kg/h。成分：BYD 52.1% Wt、水 46.8% Wt、甲酸钠 0.4% Wt、甲醛 0.4% Wt、丙炔醇 0.3% Wt；(3)废液III(排放槽排放液)，间歇排放，单套10万吨BDO装置排放量：最大流量1 800 Kg/h。成分：BDO 90.9% Wt、TBA 0.1% Wt、水 9.0% Wt(4)废液IV(火炬废液)，间歇排放，单套10万吨BDO装置排放量：最大流量3 600 kg/h。成分：水 54.5% Wt、甲醛 22.8% Wt、甲醇 22.7% Wt。(5)PTMEG装置三废条件，①THF反应器排放废液，连续排放，排放量：80 kg/h。成分：BDO 62% Wt、H2O 12% Wt、THF 4% Wt、Na2SO46% Wt、焦 油 16% Wt；②高沸塔倾析器排放废液，连续排放，排放量：2.2 kg/h，成分：有机物；③高沸塔废液，连续排放，排放量：50kg/h，成分：THF 20%、其他高沸物 80%；④排放塔废液，连续排放，排放量：2.2 kg/h，成分：H2O 7.5% Wt、THF 75% Wt、甲醇 18.5% Wt。

由于我公司目前正在运行的焚烧装置有机废液储罐(主要储存上述A-E废液)不含有临时性废液收集系统。不能及时的将甲醛装置、制氢装置以及化验分析的废液进行收集，因此不能对上述两个厂的废液进行焚烧处理。现收放在公司危废堆场。给公司的安全稳定运行和环保管理带来较大的安全隐患。

2 改造项目内容

BDO 废液储罐总容积为600 m3，储罐设2 台，每台容积为300 m3，中间设有连通管。正常运行时连通管阀门关闭，2 台交替使用，便于废液储罐的清洗和维修；停车检修或其他不正常操作时，连通管阀门开启，2 台同时使用，可缓存1 周生产所排放的各种废液。废液储罐设有氮气密封和呼吸阀，并设有自动压力调节系统，当废液罐内的液体由于温度变化引起压力波动时，通过氮封自动压力调节系统维持储罐内的压力到设定值。改造主要为利用BDO废液储罐备用接口(DN50带阀门及盲板，此管口距离罐低500 mm。正产使用时位于液面以下，罐体高5 m)使用隔膜泵将废液进行注入，考虑到罐主要存放BDO焦油废液，要实现临时性的有机废液向废液储罐进行注入的问题，同时要考虑因安全，需增加气动隔膜泵及相应的氮气注入管线，同时也考虑到大罐液体倒流至临时桶的问题。需在BDO焦油储罐与泵链接管线处增加止回阀。整个安装包含泵及链接管线，所有管线均安装在BDO废液储罐罐区内东北侧围堰内，距离地面20 cm设立管廊支墩。工字型管托，泵安装在围堰内。紧贴北侧围堰安装。离地40 cm。管线在法兰链接处均应进行静电垮接。

3 项目改造的可行性分析

某日16:30，化验中心分析工程师带领化验人员将焦油取回后与以上废液进行混合后反应和加热并对其反应情况进行实验分析(实验室温度23 ℃)，废液产量及成分(如表1所示)。

表1 废液产量及成分

3.1 废液与焦油混合后反应情况分析

(1)卡尔费休废液与焦油反应，取焦油50 ml放置坩埚内，缓慢加入卡尔费休废液约10 ml，在加入过程中观察焦油无任何反应，加入后坩埚温度未升高。

(2)THF和PTMEG废液与焦油反应，取焦油50 ml放置于坩埚内，缓慢加入THF和PTMEG废液约10 ml，在加入过程中观察焦油无任何反应，加入后废液与焦油分层，浮在焦油表面且坩埚温度未升高。

(3)废酸与焦油反应，取焦油50 ml放置于坩埚内，缓慢加入废酸约10 ml，在加入过程中观察焦油无任何反应，加入后坩埚温度未升高。

3.2 废液与焦油混合加热后反应情况分析

(1)取焦油50 ml防止与不锈钢盆内，缓慢加入卡尔费休废液约10 ml，再加入THF和PTMEG废液约10 ml，再加入过程中没有发生任何反应。

(2)将装有焦油和废液混合物的不锈钢盆放在电炉上，盆上加盖表面皿，留有1 cm左右缝隙，打开电炉开关进行加热。

(3)实验开始5分钟后，焦油与废液的混合液开始冒泡，处于沸腾状态，有大量白烟冒出，表面皿上结有大量水滴。

(4)20分钟后，白烟逐渐减少至没有，关闭电源，观察盆底部仅剩黑色粘状物质，冷却后呈块状物质附着在盆底。

实验结果显示焦油与废液混合加热后不会发生副反应，仅表现为蒸发显现，由此推断可以将此液体进行混合加热。

4 改造方案及图示

改造主要为利用BDO废液储罐备用接口(DN50带阀门及盲板，此管口距离罐低500 mm。正产使用时位于液面以下，罐体高5 m)使用隔膜泵将废液进行注入，考虑到罐主要存放BDO焦油废液，要实现临时性的有机废液向废液储罐进行注入的问题，同时要考虑因安全，需增加气动隔膜泵及相应的氮气注入管线，同时也考虑到大罐液体倒流至临时桶的问题。需在BDO焦油储罐与泵链接管线处增加止回阀。整个安装包含泵及链接管线，所有管线均安装在BDO废液储罐罐区内东北侧围堰内，距离地面20 cm设立管廊支墩。工字型管托，泵安装在围堰内。紧贴东侧围堰安装。离地40 cm。管线在法兰链接处均应进行静电垮接(改造后流程如图1所示)。

图1 改造后流程

5 改造后运行效果及经济效益分析

(1)某日，按照操作规程的流程对改造后的管道行冲洗、吹扫、置换合格后检查安全附属设施齐全按照要求将废液经废液收集桶收集后输送至BDO废液储罐，再将废液储罐循环泵启动后对废液储罐充分混合后观察储罐的压力、温度、液位均没有发生变化，在正常波动范围之内进行波动；继续对其进行升温至60 ℃观察15分钟再降温至20℃后观察15分钟，也没有发生液位、压力的变化，全部在正常范围之内波动。经观察和数据分析得出废液收集至BDO废液储罐之后不会受搅拌混合和温度的正常调整发生变化而变化[2]。

(2)在其他外部条件不发生变化的前提下，利用BDO废液增压泵将其正常输送至废液焚烧炉燃烧器进行焚烧，通过观察焚烧炉炉膛温度曲线的变化情况，得出废液经混合后投入焚烧炉可以稳定燃烧(废液投入前后炉膛温度对比曲线如图2所示)。

图2 废液投入前后炉膛温度对比曲线

(3)改造后的经济技术分析，其中双甲厂每年约产生1吨甲醇废液、PTMEG厂每年约产生约10吨废焦油、BDO厂每年产生约0.5吨、化验中心每年约产生1.8吨有机化验废液。共计产生废液13.5吨。以危废处理每吨13.3吨为5 000元。共计收益约6.7万元/年。

6 结语

通过技术分析和运行实践证明以上产生废液可以通过BDO废液储罐混合后进行无害化处理。且有效降低了危险废弃物的存放量，达到了公司危险废弃物无害化处理的要求，杜绝了由于废液存放不当导致的环境污染事件。

经过技术分析和经济测算，将以上废液采用无害化改造处理后不仅能减少环境污染，在一定程度上也可以为企业创造经济效益。