乙胺废水处理技术

乙胺废水主要来自脱水塔排放的工艺废水和乙胺生产或设备维修过程中的设备清洗废水。废水中含有一定量的污染物，CODcr 2500mg/L～5000mg/L，氨氮10mg/L～35mg/L，总氮100mg/L～800mg/L，pH6～9。由于乙胺废水COD和总氮含量高，废水缺乏磷营养元素，具有一定的生物毒性，属于难降解的高浓度有毒有机废水。如果直接采用传统的活性污泥法，大量有机污染物难以降解，单独采用生化法出水达不到中水回用标准。本项目采用分阶段处理措施，即“水解调节+厌氧+二级‘A/O’+曝气生物流化床(ABFT)+混凝沉淀”工艺处理乙胺废水，采用“多介质过滤器+超滤+反渗透”工艺回用中水，CODCr≤50mg/L，氨氮≤5mg/L，TN ≤ 15 mg/L，该工艺包括厌氧氨化、二级“A/O”硝化、末端ABFT反硝化生物脱氮和深度处理。它具有降解有机物速度快、目标污染物针对性强、脱氮效率高、出水水质好等优点，适用于乙胺废水的处理。结合膜处理系统，中水可回用，彻底解决了乙胺废水问题，实现了水的资源化利用。

1、乙胺废水处理目标

1.1第一阶段乙胺废水处理工艺

废水经过预厌氧氨化、二级“A/O”硝化、末端ABFT反硝化生物脱氮和深度处理，达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)一级标准，其中氨氮小于15mg/L，总氮小于20mg/L，具体指标见表1。

1.2第二阶段:中水回用过程

水处理工艺采用膜处理系统后，满足《工业循环冷却水处理设计规范》(GB50050-2007)的要求，如表2所示。

2.工艺设计描述

2.1过程措施

根据乙胺废水的水质特点和现有工程经验，主要从以下几个方面考虑污水处理和中水回用的时机:

乙胺生产废水排放周期长，水质水量变化大。为了满足污水处理设施的稳定运行，需要设置足够大的调节池，使水质水量均匀。

乙胺废水中氨氮含量低，但总氮含量高。在污染物降解过程中，有机氮会转化为氨氮，给废水处理带来很大困难。因此，乙胺废水处理的关键是首先将有机氮充分转化为氨氮，然后通过生物硝化反硝化作用去除剩余的氨氮，以保证出水达标排放和回用。

乙胺废水温度较高，到达调节池的废水温度通常超过45℃。经过多级生化处理后，出水温度仍高于35℃。尤其是在夏季，水温过高往往会导致生物处理效率显著下降。因此，在生化处理末期，需要考虑高温导致出水游离菌含量增加，导致出水COD虚高，可以增加一级混凝沉淀单元，保证出水达到深度处理的要求。

乙胺废水有机物浓度高，具有一定的生物毒性，可生化性差，处理难度大。生化工艺的水力停留时间比普通污水长，需要多级处理才能保证出水达标。

水处理后的中水水质要求高。根据乙胺废水再生水水质要求，其限制性控制指标为Cl-≤ 300 mg/L，要达到这一水质要求，必须采取脱盐措施。

对于乙胺废水的深度处理、再生和回用，考虑到需要满足Cl的要求，必须采取有效的脱盐措施。目前工业生产中常用的海水淡化技术有离子交换法、反渗透(RO)膜分离法和连续电脱盐(EDI)技术。离子交换法是早期广泛应用的水溶液脱盐技术，处理效果好，投资成本低。但需要定期再生离子交换树脂，对进水水质要求高(悬浮物和COD极低)，难以实现自动化运行。目前逐渐被反渗透膜分离技术所取代。反渗透膜分离技术是一种广泛应用于饮用水和废水的脱盐技术。具有处理能力强、效果稳定、占地面积小、自动化操作、模块化设计等优点。但是反渗透膜容易污染。所以反渗透工艺对预处理要求高，一般要求进水污染指数(SDI值)小于5，有机污染物浓度低，无菌。EDI一般用于反渗透初步脱盐后的精脱盐处理，用于生产超纯水。

综上所述，可以考虑分阶段采用“水解调节+厌氧+二级‘A/O’+曝气生物流化床+混凝沉淀”工艺处理乙胺废水，“多介质过滤器+超滤+反渗透”工艺回用中水的处理措施。结果表明，产品水能够稳定满足《工业循环冷却水处理设计规范》(GB50050-2007)中的中水处理要求。

乙胺废水处理及中水回用工程采用的工艺流程如图1所示。

2.2流程描述

2.2.1第一阶段乙胺废水处理工艺

乙胺废水首先由水解调节池收集，通过兼性微生物的水解酸化，均质水质，稳定流速，控制废水pH，污染物分子结构发生开环、断键、裂解基团取代、还原等变化，废水中大分子和有机物水解成小分子和易生物降解的溶解性有机物，提高后续生化处理效率。

水解池的废水由泵均匀提升至EGSB厌氧反应池，通过厌氧微生物的分解转化去除大部分有机污染物，废水中的部分有机氮转化为氨氮。

厌氧池出水流入一级好氧生化池，通过好氧生物降解，将残留的有机氮转化为氨氮，部分有机物被去除。

一级好氧池的混合液在沉淀池中沉淀分离，上清液在中间池1中缓冲，在中间池1中废水的pH控制在8~9，用泵提升到缺氧池，好氧池中硝化产生的硝酸盐和亚硝酸盐被反硝化菌转化为氮气，从废水中释放到大气中，实现废水的生物脱氮。缺氧池出水自流至二级好氧生化池，通过好氧菌的降解转化去除残留有机物，废水中的氨氮在硝化细菌的作用下转化为硝酸盐和亚硝酸盐，二级好氧生化池出水自流至二级沉淀池进行泥水分离。

二沉池的上清液流入中间池2缓冲后，由泵提升至ABFT池进一步脱氮除磷和去除废水中残留的有机污染物，然后流入混凝沉淀池，废水中的游离微生物和不溶性有机污染物等悬浮物通过化学絮凝进一步去除，确保出水满足中水回用膜系统的进水要求。混凝沉淀池出水流入清水池缓冲。

2.2.2第二阶段中水回用工艺

清水池中的废水被抽到活性炭过滤器和多介质过滤器，一方面可以截留废水中的微量悬浮物，去除废水中的有机物，另一方面消耗废水中残留的杀菌剂等氧化性物质。超滤后废水浊度降低，出水SDI指数降至5以下。超滤装置的出水仍需通过保安过滤器的精滤功能，以保证反渗透膜的进水安全。过滤精度由保安根据来水水质选择。一般以地下水和自来水为水源的制纯水工艺，保安过滤器的精度为5μm，以工业废水为水源的废水深度处理回用工艺，保安过滤器的精度为1μm。保安过滤器的出水由高压泵加压，然后送至反渗透膜分离装置。产品水流入回用池作为生产水回用，反渗透过程中产生的浓水送至综合污水处理设施处理。

来自第一沉淀池、第二沉淀池和混凝沉淀池的剩余污泥在污泥浓缩池中靠重力浓缩，然后由污泥泵送至螺旋脱水机脱水，产生的泥饼外运处置。污泥浓缩池的上清液和污泥脱水机的污水返回前端废水调节池，与原水一起处理，避免二次污染。

3.过程处理效果

3.1工艺1处理效果分析

COD去除效率

图2显示某月生化进水和出水的COD数据。从图中可以看出，进水COD波动较大，但出水稳定，浓度很低，去除率很高，说明生化系统稳定性好，抗冲击能力强，对乙胺废水的处理效果好。

3.1.2氨氮去除效率

图3显示了在一定时间内生化系统的进水和出水的氨氮数据。从图中可以看出，进水氨氮较低，波动较大，但出水稳定，氨氮始终处于很低的浓度。乙胺废水中有机氮含量高，应考虑总氮浓度及其去除效果。

总氮去除效率

图4显示了在一定时间内生化系统的进水和出水的总氮的数据。从图中可以看出，进水总氮较高且有波动，但出水相对稳定，总氮浓度基本在40mg/L以下，达到并远好于设计值，减轻了后续处理单元的压力。

乙胺总氮实际处理效率在82.9%以上，设计处理效率为80%，略高于设计处理效率。由于进水COD低于设计要求，系统碳氮比严重失调，初沉池出水COD长期低于50mg/L，导致后续处理系统碳源严重不足，需要补充碳源，AO生化池的脱氮功能无法充分体现。

3.2膜系统的处理效果

乙胺废水处理后的出水进入中水膜系统进行深度处理。出水水质参数见表4。

根据以上测试数据，膜系统产水指标远低于回用标准值，部分膜将水浓缩至综合污水处理。乙胺生产废水经处理后可回用，提高了水资源的利用率，为乙胺废水“零排放”提供了基础。既减少了一次水的消耗，又综合利用了水资源，符合环保要求，避免了污水排放对环境的污染。

4.存在的问题及对策

4.1营养失衡

生化系统中C∶N∶P失调。

措施:碳源不足，在生化系统前加入葡萄糖或面粉补充其碳源。缺磷，在生化系统中，加入磷酸二氢钾，改善废水的可生化性能。

4.2原水中总氮高

有机胺废水总氮含量很高。污染物降解过程中，厌氧或缺氧水解的有机氮被氨化后转化为氨氮，需要有效的脱氮处理措施。

措施:废水处理的关键在于首先通过厌氧或缺氧水解将有机氮充分转化为氨氮，然后通过生化脱氮方法直接去除，通过硝化和反硝化生物去除氨氮，同时在二级A/O生化的基础上设置ABFT生物脱氮和深度处理工艺措施，然后通过后续的ABFT工艺去除残留的有机污染物和氨氮。

4.3水温高

废水温度高，到达调节池的废水温度通常超过45℃。

措施:调整预曝气后，水温要适当降低，设置中温厌氧氨化工艺更合适。一般不需要调节水温。夏季气温较高时，为避免水温过高进入生化系统，可在化工企业较大的消防水池设置间接冷却。

4.4再生水脱盐

废水中含有一定量的盐，影响中水回用。

措施:采用反渗透脱盐工艺，利用反渗透膜的分离作用，在较高压力的驱动下，废水中的离子被截留在浓缩液中。因此，反渗透工艺产生的浓水中盐的浓度较高，可以间接排放到综合污水厂或浓缩脱盐，实现“零排放”。由于反渗透膜(目前常用的材料是芳香族聚亚烷基胺)比较脆弱，容易形成水垢污染、有机物污染和微生物污染。所以反渗透工艺对预处理要求高，一般要求进水污染指数(SDI值)小于5，有机污染物浓度低，无菌。因此，中水膜系统前端处理工艺至关重要，应设置膜系统前端活性炭吸附和多介质过滤的保障措施。

5.中水回用目的地

处理后的再生水之所以命名为“再生水”，是因为其部分水质指标劣于城市给水饮用水水质标准，但优于污水允许排入地表水的排放标准，即其水质介于饮用水水质和污水允许排放标准之间。可重复用于补充冷却水和一般工业生产用水的非饮用水。农业可用于灌溉、绿化等。它可以用来冲洗厕所，清洁地面等。

本项目中水回用于工厂循环冷却水系统和一般冲洗水。

6.结论

乙胺废水采用“水解调节+厌氧+二级‘A/O’+曝气生物流化床(ABFT)+混凝沉淀”工艺处理，出水CODCr≤50mg/L，氨氮≤5mg/L，TN≤15mg/L，可实现有效脱氮和去除有机污染物。同时采用“多介质过滤器+超滤+反渗透”的工艺。(来源:煤炭集团杭州环境保护研究院有限公司)

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