有機胺廢水的綜合處理工藝研究

張慧風

（安徽環境科技研究院股份有限公司 安徽合肥 230000）

引言

工業廢水排放中，有機胺廢水排放量少，約占總工業污水排放量的1%左右，但有機胺廢水的危害性卻達到了50%。工業生產過程中，有機胺廢水主要來自皮革、紡織及輪胎等行業。有機胺廢水具有毒性強、濃度高和難以生化處理等特點[1]。某工業園區A 企業，在制革過程中產生大量有機氨廢水，有機胺廢水中含有較高的總磷、總氮和COD，呈酸性，水質波動大。從工業有機胺廢水的處理現狀及實際運行效果來看，吸收法、Fenton 氧化法、混凝法，以及磷酸銨鎂化學沉淀法等各種物化法處理工藝應用較為普遍，且處理效果良好。此外，利用絮凝沉淀與微濾膜相結合處理有機胺廢水，能夠發揮膜分離與絮凝工藝的各自優勢。

1 廢水水質

有機胺廢水中，CODCr值大，且氨氮及有機氮等物質濃度較高。根據傳統的有機胺廢水處理理論及實踐研究發現，實踐中，有機胺廢水的生物脫氮難度大，可生化性好，處理過程中，需要將有機胺生化轉變為無機胺。但從無機胺轉變為N2達到生物脫氮的處理效果，難度大，且需要利用物化法進行處理。為此，在實踐中，通常采用投加Mg2+、PO3-4鹽等，以達到控制有機胺廢水中的pH 值，使Mg2+、PO3-4和NH+4結合生成難溶復合鹽結晶，利用沉淀法處理高濃度氨氮。其中，結晶沉淀工藝方法的運用主要分為兩大步驟進行，首先需要在生化前去除原水中的高濃度氨氮，在生化處理后去除污水中由有機氮轉化而來的氨氮，以及廢水中的大部分有機物，從而達到降低化學需氧量值[2]。從相關研究和實際應用來看，選用合適的方式處理有機胺廢水，其中化學需氧量由2800mg/L 降至處理后的500mg/L，去除率超過了80%，再與其他廢水混合，采取集中式處理，達到預期的處理效果。某工業園區A 企業排放的原水水質存在較大的波動性，因此，為了確保對處理結果監測的科學性、準確性，選擇了A 企業各個時段排放的不同指標的有機氨水，然后取有機胺廢水指標平均值，作為評價其水質。其中，COD 均值為5900mg/L；總氮含量均值為750mg/L；總磷含量均值為7500mg/L；有機胺廢水排放總量為90t/d。

2 排放標準

經過工藝處理，需要滿足的最終出水水質滿足《污水綜合排放標準》（GB8978-1996）直排標準。即，出水水質中的COD≤100mg/L，氨氮≤15mg/L。

3 處理工藝流程及效果分析

3.1 工藝分析

由于有機胺廢水可生化性差，采取單一生物法處理有機胺廢水難以達到預期效果，根據膜分離工藝，選用“混凝沉淀+微濾+納濾+高鹽膜+反滲透”工藝技術，工藝流程見圖1：

圖1 有機胺廢水綜合處理工藝流程

從圖1 可知，選用“混凝沉淀+微濾+納濾+高鹽膜+反滲透”工藝技術處理有機胺廢水，首先是將有機胺廢水流經混凝沉淀池混凝沉淀，沉淀后投加絮凝除磷劑，使生化性較差的有機胺廢水中的磷酸根生成不溶性鹽析出。絮凝除磷劑處理后，選用提升泵，將有機胺廢水中的混合物提升至壓濾機，對其進行壓濾，混合物中的廢水壓濾后形成壓干污泥，運用運輸車輛將其統一外運處理。在有機胺廢水壓干過程中生成的有害物質——濾液，選用微濾系統循環至水箱收集進行處理[3]。為提升有機胺濾液處理效果，將水箱中收集的濾液進行pH 調整，以確保濾液中的pH值得到最佳微濾膜處理范圍。將pH 至調整處理后，利用提升泵將循環水箱中，經過微濾膜處理系統進一步過濾處理，截留濾液中的懸浮物，防止懸浮物過多后堵塞膜組件。經進一步的過濾處理后，將泥水中的混合物壓濾。

納濾系統中的濃水進入納濾濃水箱，再利用泵將濃水箱中的過濾液提升至高壓反滲透系統，利用膜的高壓差，使有機胺廢水經膜過濾，截留廢水中的有機物和鹽；產生的濃濾液委外處置，利用專業機構的專業技術，實現專業化處理；有機胺廢水在壓濾過程中產生的濾液廢水，在普通反滲透系統進行深度處理。在納濾系統中過濾的有機胺廢水經處理后進入高鹽膜系統，再繼續利用高鹽膜截留產水中的鹽及有機物，再將其產水進入普通反滲透系統；濃水回流至絮凝沉淀池中。

3.2 工藝效果

運用綜合處理方法處理有機胺廢水，經過實踐應用分析，并控制綜合處理系統中各單獨模塊的產生量（納濾系統85%，高鹽膜系統72%，反滲透系統70%，納濾產水反滲透系統75%，納濾濃水反滲透系統62%），經各工段及系統的處理來看，出水水質達到預期處理效果。各工藝步驟段水質檢測結果見表1。

表1 不同工藝步驟段的水質檢測結果（mg/L）

從實際運行的效果來看，有機胺廢水經混凝沉淀+微濾+納濾+高鹽膜+反滲透等多道工序的運行后，出水中的COD 含量達到了2.5mg/L，總氮為0.5mg/L，出水中，未檢出總磷含量。因此，總體來看，該綜合工藝處理有機胺廢水達到了污水排放的預期標準。

3.3 工藝特點

（1）絮凝沉淀

有機胺廢水在絮凝單元，首先投加由有機胺鹽、鐵離子、鑭系稀土添加劑組成的自制除磷劑[4]。其中，鑭系鹽及無機鐵鹽能夠起到很好的壓縮雙電子層級電中和效果。將天然高分子、有機胺鹽等制成的除磷劑結合起來，充分發揮高分子吸附架橋功能及無機高分子電中和能力，進一步提升絮凝劑的混凝處理效果。經實踐研究證明，利用該自制除磷劑處理有機胺廢水，當廢水中的pH 值為7.5-8.0 時，除磷劑的處理效果最佳。為達到最佳效果，需要在首要的絮凝環節調節有機胺廢水，利用攪拌等，使廢水中的pH 值達到預期處理值范圍，沉淀時間一般確保在12h 以上。

（2）微濾

經絮凝沉淀后，利用精度為0.1-1 微米的微孔過濾。在篩分過程中，操作壓力在0.7-7kPa 期間，透過高分子材料制成的微孔濾膜，孔徑大小一致，將絮凝后的廢水中的微粒及細菌等大粒徑雜質經微孔濾膜去除[5]。

（3）納濾

介于超濾、反滲透之間的納濾，可以將有機胺廢水中的200-400 左右的大分子有機物截留，截留后的溶解性鹽處理能力達到35%-96%。納濾使用到的納濾膜可以將250-1000 左右的分子及二價有機物進行分解。此外，對于小分子有機物，以及單價陰離子鹽溶液具有很好的脫除效果，且不會生成結垢風險，大大延長膜的使用壽命。

（4）反滲透

鑒于有機胺廢水含鹽量較高，濾膜壓力大，選用高鹽膜、高壓反滲透膜與普通反滲透膜聯合應用，在有機胺廢水溶液中的壓力條件下，利用反滲透膜系統分離溶液中的有機物和離子，且反滲透全程中無需加熱，在后期污水處理過程中也不會發生相的變化，因此，整個工藝流程操作簡便，易于操作控制，能耗低，符合實際推廣應用價值。反滲透膜處理有機胺廢水，由于具有很強的脫鹽（脫鹽率超過98%）能力，應用效果顯著。在有機胺廢水處理過程中，由于前期的來水含鹽量高，為降低后期的膜組件清洗頻率，選用反滲透工藝，提高過濾級別以及水的回收利用效率，出水水質良好。

結語

有機胺廢水中含有較高的總磷、總氮和COD，呈酸性，水質波動大。從前期的實際應用效果來看，傳統的吸收法、混凝法等各種物化法需要與其他工藝結合，發揮各種工藝綜合效果。利用絮凝沉淀與微濾膜相結合處理有機胺廢水，能夠發揮膜分離與絮凝工藝的各自優勢，本次選用“混凝沉淀+微濾+納濾+高鹽膜+反滲透”綜合處理工藝，經實際應用處理的效果來看，有機胺廢水處理后的出水指標能夠達到 《污水綜合排放標準》（GB8978-1996）直排標準。該工藝技術簡便，運行穩定，值得推廣應用。