化學法處理高濃度己內酰胺有機廢水工藝

劉炳鑫，王亮，趙文燦

（中國平煤神馬集團尼龍科技有限公司，河南平頂山467212）

化學法處理高濃度己內酰胺有機廢水工藝

劉炳鑫，王亮，趙文燦

（中國平煤神馬集團尼龍科技有限公司，河南平頂山467212）

針對在己內酰胺參與生產的過程中，會產生大量的粘稠狀、具有強烈刺激臭味的有機廢液，此廢液中含有復雜的化學成分，包括硫銨、甲苯、苯甲酸等。其是國家重點處理的廢水之一，屬于難處理的高濃度有機廢水。因此，對于此類廢水的有效處理成為相關部門中的重要工作。作者系統研究了處理高濃度己內酰胺有機廢水的化學方法，以供生產實際中參考。

化學法；高濃度己內酰胺；有機廢水

隨著社會的快速發展，工業廢水已成為污染環境的重要源頭之一。因此，選擇正確方式對工業廢水進行有效處理尤為重要。

1 化學法處理高濃度己內酰胺有機廢水方法概述

1.1 膜生物反應器法

膜生物反應器法是當前處理城市工業廢水的一種新型高效的生物處理技術。其利用膜分離系統取代普通的活性污泥法中的二沉池，直接分離出可回用的水質，同時對微生物的截留和生長有積極的作用，使其更加容易硝化。與此同時，此種處理方法的運行成本較低，并可以通過PLC進行全自動化控制。MBR膜生物反應器設備布置具有較強的靈活性，既可以集中布置，也可以分散布置，能夠對污水進行就地處理，節省了大部分排水管道和泵站的成本費用。

傳統的活性污泥法在處理過程中，會因為顆粒不固定而產生活性細菌流失的情況。而膜生物反應器在處理有機污染物時，能夠對有機物進行深度氧化，排出的物體中也不含有固體顆粒，能夠使生物體得到完全的保留，即使在低溫的狀態下，也可以保持較高的處理效率。另外，此處理方法還可以減少污泥浪費，也可以通過硝化和反硝化進行同時作用將氮元素進行分離并排出，能夠長時間保留系統中的硝化細菌。同時，膜生物反應器法工藝結構簡單，耗能較低，占用的面積較小，很容易實現自動化控制和管理。膜生物反應器法的具體工藝流程如圖1所示。

圖1 膜生物反應器法的工藝流程

當前，膜生物反應器法雖然得到了廣泛的應用，但是仍然存在一定的缺陷。一是膜生物反應器法整體系統中的各個生物處理單元仍然采用的是傳統的活性污泥法，反應器內部的污泥具有較高的濃度，膜是進行污泥過濾的介質，在長期的處理過程中，通過膜的水量會不斷下降，運轉時間會越來越慢，從而形成膜堵塞的現象，在沒有較好的膜清理技術的支持下，會使整體處理系統的使用壽命減少。二是膜的制造成本相對偏高。由于膜生物反應器法的關鍵設備就是膜本身，但由于膜的制造過程和材質要求過高，導致了膜本身的成本相應增加，給企業帶來了一定的困難[1]。

1.2 活性污泥處理法

當前，國內的工業廢水中含有大量的氮元素，一般的含量占比達到了12%左右。而目前現有的廢水處理工藝中會存在大量的己內酰胺和少部分的低聚物。而總氮的數量一般為400～500mg/L，CODcr的總量為2 000～3 000mg/L。如果此種水質通過利用傳統活性污泥法進行處理，只有CODcr能完成安全水質所規范的標準，但是氨氮、總氮卻不能達到規定的安全水質標準。此種方法雖然在處理污水中得到了廣泛應用，但仍存在很大的弊端。一是活性污泥處理系統在整體運行過程中會殘留大量的污泥，需要安裝后續污泥處理系統，將產生很高的后續處理成本。二是此系統在運行過程中需要消耗較高的能量，而傳氧效率相對較低。三是此系統在處理水和微生物分離方面使用的是重力式沉淀池的方法，很難將水中的微細顆粒徹底清除，大大影響了出水的水質。同時，活性污泥的沉降性能對二沉池的濃縮性能影響較大[2]，使曝氣池中的污泥濃度降低，大大縮小了活性污泥的處理效率，使得處理工藝占有較大的地域面積。

2 案例分析

該文對某公司高濃度己內酰胺廢水的處理方法作出簡單的介紹和分析[3]。

2.1 試驗儀器

試驗所需的儀器及其型號見表1。

表1 試驗儀器及其型號

2.2 試驗試劑

試驗所需的試劑見表2。

表2 試驗試劑

2.3 廢水處理流程

廢水處理技術路線如圖2所示。

圖2 己內酰胺廢水處理技術路線工藝流程圖

圖2顯示，是把廢水通過直接蒸餾的方式，將30%的水去除后，然后對濃縮液冷卻后進行抽樣過濾，使其中的鹽類物質進行分離，在濾液中加入共沸劑使其共沸蒸餾，再將余下1/5的水分去除，抽濾，并用甲醇同時洗滌和過濾濾餅，得到分離的鹽類物質，再將甲醇蒸出，從而得到有機物油分。

如果在利用直接蒸餾法將30%水分去除后，得到的鹽液濃度適中，可以直接將其輸送并進行過濾。在第一步進行過濾時，可以去除廢水中大量的鹽類物質，能夠為第二部共沸后的鹽液黏度做好準備。如果對其進行直接共沸，會使用很大的能耗，相比之下，此種方法降低了能耗。此方法雖然徹底解決了鹽類物質去除后的黏度問題，但增加了試驗步驟。

3 結語

對于當前我國工業迅速發展后產生的工業廢水，采用化學方法對高濃度己內酰胺有機廢水進行處理，具有很大的經濟效益和社會效益。但是，在處理過程中，任何方法都存在一定的缺點。因此，為了達到更好的效果，需要對處理方法和技術做進一步的研究。

[1]楊書平.A/O系統處理己內酰胺污水試驗研究[J].中國給水排水,1994,10(2):18-22.

[2]徐兆瑜.己內酰胺生產工藝技術新進展[J].精細化工原料及中間體,2006,37(3):25-29.

[3]王雪梅.己內酰胺生產技術及應用[J].煤炭與化工,2005,33(5):22-25.

Study on the Treatment of High Concentrations of Caprolactam Organic Wastewater by Chemical Method

Liu Bing-xin,Wang Liang,Zhao Wen-can
(Nylon Chemical Corporation,China Pingmei Shenma Group,Henan Pingdingshan 467212)

With the rapid development of China's industry,as an important organic chemical raw material,demand for caprolactam is also increasing.However,in the process involved in the production of caprolactam,organic waste liquid with a large amount of viscous and strong pungent odor can be produced,waste liquid contains complex chemical components,including ammonium sulfate,toluene and benzoic acid.It is one of the national key treatment wastewater,which belongs to the difficult treatment of high concentration organic wastewater.Therefore,the effective treatment of such wastewater has become an important work in the relevant departments.Based on this,the chemical method for treatment of high concentration organic wastewater was briefly analyzed,for reference.

Chemical method;High concentration of caprolactam;Organic wastewater

X703

A

2096-0387（2016）06-0030-03

劉炳鑫（1985-），男，河南平頂山人，大專，助理工程師，研究方向：應用化工。