甲胺生产废水压滤处理

introductory

甲胺生产主要以液氨和甲醇为原料，在催化条件下通过加压精馏分离而制得不同结构系列产品（一甲胺、二甲胺、三甲胺）。精馏步骤分为脱氨、萃取、脱水、分离等。甲胺生产废水主要来源于精馏过程中，其中COD和TN含量较高，同时由于原料主要通过运输车拉运，运输过程中罐中携带的芳香类有机物，易进入生产工艺中，从而导致废水中含有一定量芳香类污染物，废水处理难度较大。目前该类废水的处理方法主要有吸附法、离子交换法、化学氧化法、生化法等。其中虽然对吸附法有较多理论研究，但实际工程中所用的吸附材料易存在对特征污染物（甲胺类、芳香类有机物）吸附处理量低、再生不彻底、运行费用高等问题。研究采用吸附法耦合生化法集成处理技术路线。吸附法采用两级吸附方式，第1级采用纳米超高交联吸附材料对废水中芳香类有机物进行分离；第2级采用除胺特异性吸附材料进行分离，该吸附工艺具有处理效果稳定、抗冲击能力强、易于再生、使用寿命长等优点。经两级吸附处理后，废水的生物毒性物质得到有效控制，后续生化系统主要将废水中甲醇引起的高浓度COD进行分解代谢处理，最终出水水质优于当地园区纳管排放标准。本文主要针对高COD、高有机胺的废水进行研究，为同类废水的治理提供一种解决思路。

1工程概况某甲胺生产企业排放废水主要为甲胺精馏工段产生的废水、地面冲洗水、生活污水、初期雨水等，项目需要预处理废水量：甲胺生产废水为350 m3/d，其他废水水量为150 m3/d，污水处理系统综合处理能力为500 m3/d，出水达到当地工业园区的接管标准。

2处理工艺

2.1废水处理工艺流程根据甲胺废水的水质特征及处理要求，按照分类收集处理、集中综合处理的思路，采用“两级树脂吸附+水解酸化+ UASB + A/O”组合处理工艺，各单元的工艺参数情况如下：

（1）一级树脂吸附采用单塔吸附、单塔脱附的运行模式，单塔树脂装填量为3.0 m3，合计树脂用量为6.0 m3，吸附系统核心吸附材料为纳米超高交联吸附树脂，型号为NDA-100，吸附流速为3.5 BV/h（BV为树脂装填床层体积单位），树脂工作吸附周期为1 000 BV/批，树脂再生周期为24 h。

（2）二级树脂吸附采用单塔吸附、单塔脱附的运行模式，单塔树脂装填量为3.0 m3，合计树脂用量为6.0 m3，吸附系统核心吸附材料为除胺特异性吸附树脂，型号为NDA-66，吸附流速为3.5 BV/h，树脂工作吸附周期为300 BV/批，树脂再生周期为12 h。（3）调节池主要对预处理后的甲胺废水、地面冲洗水、生活污水、初期雨水等进行混合均质，混合方式为穿孔曝气，水力停留时间为18h。

（4）水解酸化采用完全混合式水解酸化反应器，利用潜水搅拌机对泥水进行混合，设计搅拌功率为8.0 ~ 10.0 W/m3，水力停留时间为10 h。

（5）UASB厌氧反应器COD容积负荷为3.0kg/（m3·d），设计上升流速为0.8 m/h，布水方式采用穿孔管布水，布水孔流速为3.0 m/s，三项分离器沉淀区的表面负荷为0.75 m3/（m2·h）。

（6）A/O生化反应池中缺氧段停留时间为4.0 h，好氧区停留时间为16 h，容积负荷为0.25 kg/（m3·d），污泥回流比为50%，混合液回流比为200%。

（7）二沉池采用幅流式沉淀池，沉淀池表面负荷为0.8 m3/（m2·h）。项目废水处理工艺流程详见图1。

2.2主要构筑物设计及设备选型

（1）甲胺生产废水一级吸附预处理系统1套，主要用于吸附回收废水中苯系有机污染物，主要配套设备为：一级吸附塔2台，1用1备，SUS304材质，尺寸为Φ1.2 m×5.4 m；冷凝器1台，SUS304材质，换热面积为30m2；提升泵2台，1用1备，流量为12.5 m3/h。

（2）甲胺生产废水二级吸附预处理系统1套，主要用于吸附回收废水中甲胺类有机污染物，主要配套设备为：二级吸附塔2台，1用1备，SUS316材质，尺寸为Φ1.2 m×5.4 m；脱附槽4个，PP材质，有效容积为4.0 m3；脱附泵2台，1用1备，流量为6.3 m3/h。

（3）调节池1座，主要用于预处理后甲胺废水及厂区其他废水混合均质。设计尺寸：L×B×H= 10.0m×7.5 m×5.5 m，有效容积为375 m3；调节池提升泵2台，1用1备，流量为12.5 m3/h；酸碱加药系统各1套；在线pH计1套；穿孔曝气管1套。

（4）水解酸化池1座，主要将废水中大分子有机物进行水解，提高废水的可生化性。设计尺寸：L×B×H= 10.0 m×4.5 m×5.5 m，有效容积为210 m3；潜水搅拌机2台，额定功率为1.1 kW。

（5）UASB反应罐1座，主要用于降解废水中大部分的COD。设计尺寸：D×H= 6.0 m×12 m，有效容积为250 m3；三项分离器1套；布水系统1套。

（6）A/O生化反应池1座，主要用于进一步降低废水的COD。设计尺寸：L×B×H= 10.0 m×8.5 m×5.5m，有效容积为425 m3；曝气风机2台，1用1备，流量为8.5 m3/h，进、出口压差为49 kPa，额定功率为10kW；回流泵2台，流量为40 m3/h；潜水搅拌机1台，额定功率为1.1 kW。

（7）二沉池1座，用于A/O生化反应混合液的泥水分离，分离后的上清液达标排放。设计尺寸：D×H= 12 m×5.0 m，有效容积为460 m3；刮泥机1台，额定功率0.55 kW；污泥回流泵2台，流量为12.5 m3/h。

（8）污泥浓缩池1座，主要用于生化污泥的浓缩。设计尺寸：D×H= 4.0 m×5.0 m，有效容积为64m3；污泥泵2台，流量为6.3 m3/h。

（9）污泥脱水间1座，主要用于污泥脱水。设计尺寸为L×B×H= 5.0 m×5.0 m×4.5 m，板框压滤机1台，过滤面积为50 m2。3处理效果与经济分析3.1处理效果本项目建成投运后，经过一段调试期后，实现稳定达标排放，最终出水COD质量浓度可稳定低于100 mg/L，氨氮质量浓度稳定低于5.0 mg/L。

3.2经济分析本项目实际工程投资额约490万，占地面积约400 m2，甲胺废水预处理吸附系统的运行费用为2.5元/m3，苯系物的资源回收价值为1.0元/m3，甲胺类的回收量约1.15 kg/m3，资源回收价值约4.5元/m3，总回收价值为5.5元/m3。综合废水运行费用约0.6元/m3，有机物资源回收价值完全可抵消综合废水的直接运行费用，实现了环境效益与经济效益的有效统一。

4结论（1）选择NDA-100纳米超高交联吸附树脂及ND-66除氨特性吸附树脂分别吸附分离废水中苯系污染物及甲胺类有机物，并实现资源回收利用，吸附处理后废水的可生化性大幅提高，为后续生化处理创造良好的条件；（2）采用“两级树脂吸附+水解酸化+ UASB + A/O”组合工艺，资源回收价值可抵消综合废水的运行费用，最终出水水质优于园区接管标准，取得较好的处理效果。

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