己內酰胺高COD含鹽污水新型處理方法

張津輝

己內酰胺高COD含鹽污水新型處理方法

張津輝

污水處理已經成為我國環境保護的重中之重，己內酰胺高COD含鹽污水又是己內酰胺污水處理中的難點。結合污水的特點，文章提出了使用多效蒸發系統并輔助以氨脫除、氨吸收系統、焚燒系統完成對己內酰胺高COD含鹽污水的處理。

多效蒸發；己內酰胺污水；高鹽污水

工業和人類生活排水的日益增多，國家對節能減排、環境治理的極大重視。污水處理是環境治理中的重中之重，不合格污水會造成嚴重的后果。己內酰胺作為近幾年全國主要的項目產品，得到廣泛關注。高COD含鹽污水就是其中最難以處理的課題。

本文詳細闡述了己內酰胺高COD含鹽污水的處理工藝，提出了多效蒸發系統+氨分離及吸收系統+焚燒系統的設計思路；本方法已在部分己內酰胺生產裝置中運行，并取得了不錯的運行效果，可為其它的高鹽污水處理提供參考和借鑒。

1　己內酰胺高COD含鹽污水的特點

1.1含有副產品硫酸銨

硫酸銨腐蝕性強、易結晶，對生產設備材質要求較高。

1.2含鹽量高

離子交換部分在生產中產生的酸堿污水會中和成硫酸鹽和硝酸鹽，鹽類污水普通生化法難以處理，含鹽量過高會造成細菌失活，直接影響生化處理能力［3］。

2　流程設計及優化

2.1流程設計

本工藝以多效蒸發系統作為基礎，根據污水中含有硫酸銨的特性，設計了污水經過氨分離、四效蒸發、氨吸收后，將污水濃縮后送至焚燒系統，焚燒系統輔助以整個廠區的廢氣廢液焚燒，經過脫硫脫硝后達標排放的工藝流程。

2.1.1樹脂塔污水進料（含鹽）

污水與堿液經管道混合后進入到污水儲罐，通過在線分析控制物料pH值。污水儲罐通入的壓縮空氣混合均勻后，通過泵送入到原料預熱器預熱后，再經過定量調節控制送至四效加熱室。

2.1.2汽提塔污水進料（含硫酸銨）

污水與堿液混合后送至氨氣分離塔閃蒸分離，汽提污水進料設流量計與堿液進料量進行比例調節控制。

2.1.3氨氣分離

汽提污水中和后進入氨氣分離塔閃蒸，閃蒸分離出水和大部分的氨氣，送至氨吸收塔，塔污水通過泵送至四效加熱室。氨氣分離塔設pH值檢測嚴格控制進料pH值。

2.1.4四效蒸發

本設計采用逆流四效蒸發蒸發技術，工藝物料流向為四效→三效→二效→一效；蒸汽流向為一效→二效→三效→四效。

第四效蒸發壓力約10 kPa（A）、溫度約50 ℃。經四效蒸發器加熱后送至四效蒸發室分離，分離出的二次蒸汽送至表面冷凝器，四效污水通過泵送至三效預熱器預熱后，送至第三效蒸發。

第三效蒸發壓力約40 kPa（A）、溫度約75 ℃。經三效蒸發器加熱后送至三效蒸發室分離，分離出的二次蒸汽送至四效蒸發室器為熱源。三效污水通過泵送至二效預熱器預熱預熱后，送至第二效蒸發。

第二效蒸發壓力約100 kPa（A）、溫度約100 ℃。經二效蒸發器加熱后送至二效蒸發室分離，分離出的二次蒸汽送至三效蒸發室作為熱源。二效污水通過泵送至第一效蒸發。

第一效蒸發壓力約200 kPa（A）、溫度約130 ℃。經一效蒸發器加熱后送至一效蒸發室分離，分離出的二次蒸汽送至二效蒸發室作為熱源。二效污水通過泵送至第一效蒸發。最終蒸發后的濃縮液送至焚燒處理。

2.1.5工藝蒸汽熱量回收系統

①生蒸汽凝液熱量回收

一效蒸發消耗生蒸汽，加熱后的蒸汽凝液進入一效冷凝水罐緩沖，然后送至二效預熱器預熱三效進二效的濃縮后污水，降溫后的凝液再送至三效預熱器預熱四效進三效的濃縮后污水。凝液最終送至冷凝水罐，經泵送至外管網凝液系統。

② 二次蒸汽凝液熱量回收

一效蒸發室產生的二次蒸汽送到二效加熱室作為熱源；二效蒸發室產生的二次蒸汽和二效加熱室產生的二次凝液一并送到三效加熱室作為熱源；三效蒸發室產生的二次蒸汽和三效加熱室產生的二次凝液一并送到四效加熱室作為熱源；四效蒸發室產生的二次蒸汽送去表面冷凝器冷卻后送入工藝冷凝液罐，四效加熱的二次凝液進入四效冷凝水罐，經泵送至原料液預熱器預熱來自離子交換的污水后送至工藝冷凝液罐，最終所有二次凝液經泵送至污水處理。

2.1.6氨吸收系統

氨氣分離塔頂出來的氨氣和水蒸氣，送至氨冷凝器冷凝，冷凝液經氨換熱器換熱降溫后送至氨吸收塔；氨冷凝器中的不凝氣（氨、水蒸汽）直接進入氨吸收塔。

氨吸收塔通過泵送至氨水冷卻器降溫，大部分送至塔頂噴淋，采出的氨水通過給氨水凝液降溫后送至氨水回收罐，此氨水可作為焚燒系統脫硝工序的原料使用。

2.1.7焚燒系統

濃縮后的污水輔助以裝置其它廢氣廢液一并經過焚燒系統處理后達標排放。

2.2設計優化

本設計根據己內酰胺高COD含鹽污水特性，創新性的加入了氨分離及氨吸收系統，即解決了硫酸銨腐蝕型強的問題又回收了氨水作為副產品。并且降低了設備材質，節約了設備投資。

充分利用每一股熱量與原料及中間產品換熱，平衡各股熱量，降低了新鮮蒸汽消耗，節約運行費用。

四效蒸發系統優化后采用降膜蒸發器，與傳統的強制循環蒸發器相比，降膜蒸發器傳熱系數更高，能耗更低。

3　結語

通過對己內酰胺高COD含鹽污水組成的研究，在生化法污水處理無法達到處理標準的情況下，提出采用多效蒸發濃縮+氨分離氨吸收+焚燒的方式處理。降低了設備腐蝕，節省設備投資也能回收其中的氨氣制作為氨水供其它裝置使用。減少環境污染，降低能源消耗，減輕環保壓力。創新工藝流程，本創新流程也可以在其它項目中得到借鑒及應用。

［1］ 朱澤華，蒙啟鵬，胡躍華，等. 己內酰胺裝置三效蒸發節能降耗的技術改造 ［J］. 化工進展，2003，22（11）：1230-1232.

［2］ 葉長，陳文波，黃詩煌. 復雜逆流多效蒸發系統常規設計的模型與算法 ［J］. 化工學報，2004，52（7）：616-621.

［3］ 晁雷，邵雪，胡成，等. 高鹽污水處理工藝技術研究進展 ［J］. 安徽農業科學，2011，39（31）：19387-19389.

［4］ 梁虎，王黎，朱平. 多效蒸發系統優化設計研究［J］. 化學工程，1997（6）：48-51.

［5］ 化學工藝設計手冊 ［M］. 化學工業出版社，2009：604-606.

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