3正确对待“三废”治理
3.1关注工艺废水预处理
对于精细化工行业的废水治理,“分类收集,分质处置”方案已成为行业内的共识。精细化工行业的废水往往具备高盐、高COD、高毒性、难降解等特征,这样的工艺废水很难进入传统的生化处理,必须先进行预处理,再进行生化深度处理。以笔者之观察,行业内污水处置方案中生化处理成标配,预处理能力普遍不足或未得到足够的重视,造成工艺高浓废水直接冲击生化池,造成生化池频繁瘫痪,无法达到设计目的。
因此,精细化工企业必须要对工艺废水的预处理给予足够重视,依托对工艺的理解和废水的具体成分,对症下药,分类收集,分质处理,通过预处理去掉废水中盐分,分离或破坏有毒及难降解有机物质,达到满足生化条件后,才可以排往污水站。
目前蒸发脱盐逐渐成为高盐废水流行的预处理手段,比如成熟的多效蒸发技术以及近年来兴起的机械蒸汽再压缩(MVR)蒸发技术等,可以将蒸发成本控制在可接受水平。但是很多企业在运行蒸发脱盐设施时,普遍存在换热器及管道堵塞结垢等问题,造成蒸发设备难以正产运转,造成这个问题的重要原因就是废水中存在大量的难挥发性有机物。
因此,对于高盐高COD废水来说,脱盐前仍需进一步的预处理。通常来说存在至少2种预处理方案:一个是废水资源化,一个是废水无害化(高级氧化破坏)。这里重点讨论废水资源化,即通过化工分离技术将废水中的有回收价值的高浓有机物提取分离出来,返回体系使用或作为副产物外售。常用的方法有特种树脂吸附技术,络合萃取技术等。
特种树脂吸附技术国内的代表有南京大学的张全兴院士团队,他们设计与制备了对水溶性有机污染物具有疏水作用与氢键(或静电)作用的复合功能吸附树脂及耐温吸附树脂,发明了在高盐分化工废水体系中选择性分离与回收水溶性有机污染物的方法,以树脂吸附技术为核心的高浓、高盐分、难降解有机工业废水治理实现了在强酸(碱)性水溶液中,高效分离回收挥发性、难降解芳烃污染物的工业化应用。通过对树脂表面进行化学修饰,改善树脂的亲水性亲油性能,可以提高对水中有机污染物的富集效率和选择性。
相关学者采用氨基、羧基、磺酸基、酚羟基和含氧基团等对大孔吸附树脂及超高交联吸附树脂进行化学修饰,制得系列新型功能基化的复合功能吸附树脂使之对疏水性离子型有机污染物同时具有疏水、静电、酸碱作用等多种吸附作用力。改性后的树脂对废水中特定有机物亲和性和选择性都得到大幅改善。
另一种常用的方法为络合萃取法,其基本原理是,络合剂与废水中带有磺酸基、胺基等官能团化合物发生酸-碱作用容易形成络合物,在碱性条件下络合物又会发生分解反应。国内清华大学和沈阳化工研究院在这方面做得很多工作,也取得了很多工业上的成功应用。比如用三辛胺-正辛醇体系对萘磺酸类有机废水进行络合萃取,废水经一级萃取后,其COD由原来的17.2g/L降至1.84g/L,COD去除率达到89%。反萃的优化工艺参数为:采用质量分数15%的NaOH溶液,体系相比为2:1,温度40℃,静置6h分层。反萃取效率为84%。