精细化工行业高盐高有机废水处理技术动态分析

精化行业高盐高有机废水处理现状和面临的挑战

1精细化工行业高盐高有机废水现状

❖精细化工为国民经济支柱产业；

❖废水高盐、高浓、高毒、难生物降解，成份复杂；

❖高盐、高有机废水已成为制约行业发展的瓶颈

2精细化工行业高盐高有机废水处理技术难题

废水处理技术单一，能耗高，系统集成度差，废盐刺激性气味夹杂有毒有害物质。

❖生物法+膜法：根据不同废水，需要采用不同生物处理工艺或不同工艺组合处理。面临生物富集驯化难，膜法易堵塞，不适宜直接处理染料废水。

❖氧化法：不适宜含盐废水。常规物理法：农药、染料等废水水溶性强，效果差。粉末活性炭吸附法：产生大量危废残渣。焚烧法：高盐量易堵塞腐蚀炉管及烟道。

3废水污染严重，行业治理加压。

完善污染物排放许可制，排污者必须持证排污，禁止无证排污或不按许可证规定排污。

精细化工行业高盐高有机废水特性

1农药、染料、专用化学品是行业典型代表

精细化工行业包括“化学原料和化学品制造业”中的“263农药制造”、“264涂料、油墨、颜料及类似产品制造”和“266专用化学产品制造”；高盐、高浓有机废水治理及盐资源化示范性强。

2生产工艺流程复杂

不同工段水质不同（母液、中度废水、低度废水）、源头不同水源分离，分模块不同工艺处理。

3行业生产工艺母液为高盐、高有机

母液含盐量高，一般在10000mg/l，COD在几万或十几万以上，工艺不宜与其他过程混合处理。

4高浓度废水水质与水量统计

调研企业的行业属性染颜料行业、医药行业、农药和基础化工四个行业

5企业废水和园区废水

（1）企业废水特点

➤中高浓废水：按有机物浓度算占比大，盐度大，难以单独处理；进入低浓度废水中造成盐度超高，难以生化处理；

➤低浓废水：按水量算占比大，难降解物质多，运行费用高；

➤危险废弃物：企业产生大量污泥、活性炭等危险废弃物，处理成本高。

（2）企业处理现状

➤高浓废水：废酸、母液等有机物浓度高、酸度大或含盐量高，目前处理困难；

➤低浓废水：传统物化、生化工艺，缺乏系统性工艺技术路线，效果不佳；

➤危废：外运或焚烧，投资大。

（3）园区废水特点

➤集中污水问题：集中污水处理量大、难度大；

➤集中固废问题：按危废计量，处理成本高，污水运营难以盈。

（4）园区处理现状

➤集中废水：企业预处理后废水可生化性差、存在有毒有害物质，排放标准日益严格，达标压力大；

➤固废：采用焚烧为主，存在二噁英等二次污染。

由于园区废水含难生化有机物，因此园区一般采用的是集中处理模式，经过园区企业内部的简单处理进入污水处理厂，所排放的废水主要为难生化降解性物质，导致污水厂运行负荷高、污染物消减困难；前期园区污水处理工艺主要以生化法为主，无法实现难生化有机物的降解。

6高盐高有机废水处理路线

精细化工行业高盐高有机废水处理关键技术

1超临界氧化技术（SCWO）

SCWO是一项高温高压氧化技术，利用水在超临界条件下的高扩散性、高溶解力及低表面张力特性，通入氧气将有机化合物和有毒废物降解为H2O和CO2。

SCWO适合浓度高（COD几千至几十万mg/L）、难降解、成份复杂、毒性高等特性工业废水。

2电吸附除盐技术

电吸附除盐技术，又称电容性除盐技术。原理是基于电化学中的双电层理论，利用带电电极表面的电化学特性来实现水中带电粒子的去除、有机物的分解等目的。

电吸附除盐技术适用条件：

➤原水：TDS<5000mg/L，SS<5mg/L，油<1mg/L；

➤能耗：~2kWh/m3；

➤除盐率：70%~95%

3电驱离子膜技术

电驱离子膜技术（EDM），其原理是利用均相离子膜材料的离子迁徙特性，在直流电场中对离子态物系实现富集、分离、浓缩等。

技术性能：

➤单个模块最大处理能力达30t/h以上；

➤进水为TDS20，000——40，000mg/L，出水为TDS≤100mg/L脱盐水，及TDS≥200g/L的浓缩液；

➤盐水浓差比≥12~20，系统水利用率≥90%；

➤吨盐用电量≤160kWh，达到国际先进水平。

4高效节能蒸发技术（MVR）

机械蒸汽再压缩（MVR）的原理是料液蒸发产生的二次蒸汽经蒸汽压缩机压缩升温后，重新进入蒸发器对料液进行加热，实现二次蒸汽的循环利用，减少对外界能源需求的一项节能技术。

适用条件：原水含盐量不低于10000mg/L；由含盐量1%~3%浓缩至20%~30%。

5喷雾干化焚烧技术

喷雾干燥是采用雾化器将原料液分散为雾滴，并用热气体（空气、氮气或过热水蒸气）干燥雾滴而获得产品的一种干燥方法。原料可以是溶液、乳浊液、悬浮液，也可以是熔融液或膏糊液。干燥产品根据需要可制成粉状、颗粒状、空心球或团粒状。

适用条件：污泥和高盐废水（高含盐浓度、高COD、高有机物）；含水率在75%以上的固液态废物，

喷雾干化技术特点：

➤物料干燥时间很短（以秒记）；

➤表面湿润的物料温度不超过干燥介质的湿球温度，特别适用于热敏性物料；

➤可满足各种质量指标，尤其是色、香、味、生物活性及最终产品的湿含量；

➤工艺流程简单，易实现机械化、自动化；

➤物料和热源直接接触，干燥的热效率高。

研究组关于精细化工行业废水处理研究

1浓缩液喷雾干化焚烧技术集成案例（高有机物+杂盐）

江苏吉华化工浓缩废水（液）喷雾干化处理工程

工程概况

➤试运行时间：2016月3月

➤处理规模：高盐废水150t/d，固体废物80t/d。

➤处理效果：浓缩液减量约90%，固废减量约80%。

➤投资费用：25万元/吨。

➤运行费用：130元/吨。

总工艺流程图

核心技术研发

防治二次污染的配套系统研究和技术集成（尾气处理系统）

臭氧+紫外光催化氧化+液碱喷淋+除雾器

集脱白、脱硝、脱硫、除臭、除尘等于

2颗粒活性炭吸附/再生技术（中有机物+单盐）

工艺路线一：

工艺路线二：

粉末炭处理

需解决活性炭的“复活”，减少固体危废量的产生；活性炭需循环利用，减少活性炭量。

颗粒活性炭吸附/再生技术集成

颗粒活性炭吸附/再生运行效果

3管式O3/UV协同氧化（低浓度废水）

饮用水/地表水：改善絮凝；去色；氧化铁锰；消毒；杀菌灭藻；去除有机污染；降低TOC。

污水：降低COD；去色；降解有机物；提高生化性；去氰化物等。

由于O3氧化性不足、氧化性单一、对污染物有选择性氧化等原因，O3工艺存在缺陷。因此O3有必要向AOP技术升级。

O3或UV池体存在的不足：气水时间短、曝气混合不均、臭氧投加量大、需土建、占地面积大、出水及尾气臭氧量高。

混凝土池体式到钢结构撬装管式设备转变：池体式向管式转变；立式曝气向侧向转变；混凝土建向钢结构转变；固定式向撬装式的转变。

课题：水体污染控制与治理科技重大专项

《工业园区废水治理及环保服务模式综合示范研究》

选择印染生化尾水，通过典型有机物和生化尾水对氧化工艺进行筛选优化；组建了可移动的立体管式的300t/d的O3/UV集成设备，并与BAF组合对印染生化尾水进行处理，出水达到一级A标准。

➤UV/O3工艺的单位臭氧去除COD效率（kgCOD/kgO3）为O3工艺的1.5--22倍。

➤UV/O3-BAF组合工艺（O3量15mg/l），进水COD95.9mg/L，出水为79.19mg/L（氧化计量关系为1.0mgCOD/mgO3），O3/UV-BAF组合工艺出水COD<50mg/l，达一级A标准。

清华大学-北控水务集团环境产业联合研究院

《O3/UV高级氧化技术对难生化废水深度处理装备的研发及工程化示范》

组建了3000t/d的O3/UV-BAF示范工程，对工业园区尾水进行处理

➤管式UV/O3+BAF：（UV/O3）设计处理量3000t/d（设计），水力时间3min，腔体600mm，单根4.8m，6根，上下三层。

➤UV/O33--BAF稳定运行。一年中间水池水质：CODcr66.27mg/l，(UV/O3)处理后出水49.85mg/l，臭氧投加量15mg/l，单位臭氧降解CODcr去除约1mgCODcr/mgO3。

➤BAF段最终出水39.10mg/l，大约去除10.75mg/l的CODcr，UV/O3--BAF出水满足一级AA排放标准。

➤运行费用：大约0.35元/吨水。

常风民、张鸿涛、陈兆林

清华大学环境学院、清控环境（北京）有限公司