1、引言
現(xiàn)代生化工業(yè)產品生產，經常產生復雜超高濃度有機廢水，不僅含有大量有毒有機物，而且成分復雜，使用常規(guī)污水處理方法很難湊效。本文所研究的復雜超高濃度有機廢水的處理方法，旨在處理常規(guī)水處理法不能處理的復雜超高濃度有機廢水，期待為解決環(huán)保技術問題作一份貢獻。
目前，超高濃度有機廢水的處理方法主要有物化處理法和生物處理法。物化處理法往往作為一種預處理的手段應用于廢水處理。生物處理法是利用微生物的代謝作用來分解、轉化水中的有毒有害化學物質和其他各種超標組分的生物技術。生化法是目前超高濃度有機廢水處理的主要方法。主要包括好氧活性污泥法、好氧生物膜法、厭氧生物處理技術。所使用的反應器有膜一爆氣生物反應器和厭氧接觸膜膨脹床反應器等。但微生物的通用性不強、生化條件較苛刻，特別是有毒性的有機物會使微生物中毒死亡等，極大限制了該技術的應用。另外，采用組合型工藝技術在有機廢水處理方面獲得較為滿意的效果。金虎等研究了搖動床生物膜反應器和活性污泥法組合處理高濃度有機廢水，出水COD平均祛除率基本保持在95%以上。張曉娟等采用酯化反應-共沸精餾組合法處理環(huán)己醇、環(huán)己酮生產裝置產生的甲酸廢水中的COD，祛除率達到96%以上。王萍等研究了高濃度有機廢水的處理方法，將高濃度有機廢水的處理技術提高到新的水平。唐麗華等研究了反應-共沸分餾組合法處理醇酮裝置酸性廢水，可以處理醇酮酸性廢水。
目前工業(yè)有機廢水的處理，特別是復雜超高濃度有機廢水的處理技術存在較大的局限性，主要存在工藝過程復雜、外加物量大和費用高等問題。以氨基酸生產廢水為例，目前較為理想的單位水量成本至少在550~630元/m3以上，而且水處理設施的投資也較高。人們尋求工藝操作彈性大、設施較為簡單和運行成本低，且能達到國家污水排放高標準的工藝技術是耽誤之急。王理想等所研制的共沸-水蒸汽蒸餾處理有機廢水的方法，使廢水中的有機物形成共沸物，再冷凝分離，達到廢水處理的目的。該方法雖然能夠有效地處理一些簡單高濃度有機廢水，但對于復雜超高濃度有機廢水的處理還達不到滿意的效果。
本文描述了“萃取-水蒸汽精餾處理超高濃度有機廢水的方法”，通過萃取去除廢水中不能形成共沸或高沸點有機物等，再加入助沸劑和水蒸汽直接加熱精餾，先精餾出低沸點有機物，再采用共沸-水蒸汽精餾法，去除殘余有機物。該方法處理了COD值高達幾十萬的2，5-呋喃二甲酸合成工藝廢水、抗氧劑1425產生的廢水及5-乙�；�-3-氯亞氨基二芐的生產廢水，取得了令人滿意的結果，既能將廢水簡單處理達標，又可以產生新的經濟效益。
2、應用實例
2.1 復雜超高濃度有機廢水的水質分析
為了探討復雜超高濃度有機廢水處理的方法，進行了一系列的模擬試驗及數(shù)據(jù)測試，并將數(shù)據(jù)進行系統(tǒng)分類和科學分析，從而獲得了方法的原理支撐文件庫和技術參數(shù)體系。在此基礎上，采集工業(yè)復雜超高濃度的有機廢水，設計中試處理方案，進行擴大和中試。在中試獲得成功的基礎上，完成了2，5-呋喃二甲酸、抗氧劑1425和5-乙�；�-3-氯亞氨基二芐等11個工業(yè)化產品生產工業(yè)廢水的處理工程。本文所用的廢水樣品都是實際生產的復雜超高濃度有機廢水。
廢水1號是安徽瑞賽生化科技有限公司的2，5-呋喃二甲酸的生產廢水。經檢測，約含:1.0%~1.2%果糖、1.3%~1.5%瓊脂、1.0%~2.0%葡萄糖、3.0%~3.5%酵母膏、0.3%~0.5%乙酸丁酯、0.5%~0.8%石油醚、0.2%~0.3%1，2-二氯乙烷和0.1%~0.3%2，5-呋喃二甲酸等。該廢水為酸性，pH值為5.1，處理前COD值約233000~255000。
廢水2號是某化工企業(yè)生產抗氧劑1425的廢水，含有3.0%~5.0%甲醇、0.5%~0.8%二乙酯、1.5%~2.0%溶劑油、0.3%~0.5%2，6-酚、0.8%~1.0%甲醛、1.0%~2.0%二甲胺、0.3%~0.5%四氫呋喃和1.2%~2.3%抗氧劑1425等。該廢水為堿性，pH值為8.7，處理前COD值約296000~313000。
廢水3號是一家制藥企業(yè)的5-乙�；�-3-氯亞氨基二芐的生產廢水，含有2%~3%甲醇、3%~3.5%乙醇、2.5%~3.8%醋酸、1.7%~2.0%甲苯、0.3%~0.5%水合肼、0.3%~0.6%亞氨基二芐、1.1%~1.5%5-乙酰基-3-硝基亞氨基二芐和0.3%~0.6%5-乙�；�-3-氨基亞氨基二芐等。該廢水為酸性，pH值為3.7，處理前COD值約285000~295000。
2.2 廢水COD值的測定
儀器:COD測定儀;型號:COD-5c;上海精其儀器有限公司。按照COD測定儀的使用方法，進行水樣處理前后COD的測定。
2.3 氨氮的測定
儀器：AN-N測定儀;型號:WD9201p。按照氨氮測定儀的使用方法，進行水樣處理前后氨氮的測定。
2.4萃取-水蒸汽精餾處理廢水的工藝
在裝有回流熱交換器、精餾填料塔節(jié)、油水自動分離器和回流采出裝置的帶攪拌的10000L搪玻璃釜中，分別泵入8000L上述有機廢水。用共沸劑調節(jié)廢水pH值6~8(不同體系值不同)，分別加入乙酸乙酯、甲苯或三氯乙烷350L，開啟攪拌約0.5h，停止攪拌靜置，待完全分層后，移走有機層300~400L。向分離有機層后的廢水，使用壓力為6kfg/cm2的飽和水蒸汽直接加熱。先緩慢加熱1h，從分離器采出冷凝低沸點含水有機物大約60kg。再調節(jié)蒸汽通入量，約30min后，釜中廢水沸騰，所產生的共沸蒸汽經熱交換器冷凝，在分水器中油水分層，及時采出有機相，水相全回流。再過約1.0h后，蒸汽冷凝水中不再有油滴生成，改為全采出。再約0.5h后，停止加熱，取釜中水樣測COD和氨氮值。處理結束，釜中熱水經熱交換器預熱待處理的廢水，排放釜中處理后的水約8500L。采出的有機物約530kg，經干燥處理后，與萃取分離的有機層合并，經精餾塔精餾分離獲得多種有機物，作為原料送入生產系統(tǒng)使用。萃取-水蒸汽精餾法，處理復雜超高濃度有機廢水的技術原理邏輯圖如圖1。
2.5 工藝影響因素及參數(shù)控制
萃取-水蒸汽精餾法的工藝參數(shù)有萃取劑和共沸劑的選擇、廢水的組成、蒸汽質量、共沸時間和廢水酸堿性等。經實際應用，其工藝因素和控制參數(shù)見表1。
3、結果與討論
3.1 工藝參數(shù)的控制
對廢水1號的處理應用，得出該方法的工藝參數(shù)為:1號廢水pH值為5.1，調節(jié)為6.5，COD值約233000~255000，氨氮值為65。使用乙酸乙酯為萃取劑，使用量為廢水體積3%~10%。設備及蒸汽條件為10m3搪玻璃釜，配40m2不銹鋼冷凝器，蒸氣壓力6kgf/m2，處理時間為3~6h。
向釜中注入8m3上述廢水，加入乙酸乙酯350L，在20~40℃攪拌萃取0.5h，靜置分層，并移走有機層。向水相加入純堿20kg，用直接蒸汽加熱達到80~83℃時，出現(xiàn)共沸蒸汽。調節(jié)進汽量，繼續(xù)蒸餾至無油滴產生時，改為全采出。取釜中水樣，檢測達標時，停止蒸餾。水處理后COD值低于100，每噸廢水需要蒸氣300~400kg。
實際中對不同的有機廢水系統(tǒng)，通過針對性的控制操作，可以得出:方法操作彈性大、適應性廣、處理效果好(表2)。
3.2 經濟效益分析
在實際工業(yè)生產中，廢水的處理，總是負的經濟效益。企業(yè)為了廢水的處理達標，需要建設專用的廢水處理裝置。在運行中還要投入輔助原料、人力和水電汽等，這些都給企業(yè)帶來負的效益。本文所研究的廢水處理方法，可以極大降低水處理裝置的投入，并可以將廢水中的有機物拿出來，經處理成為原材料，再送回生產中利用，一般都可以產生正的經濟效益。本文所涉及的廢水1號、2號和3號，在處理過程中，去除輔料水電汽消耗、人工和設備折舊等成本后，每噸廢水分別產生經濟效益為+43、+22、+13元。
4、結語
萃取-水蒸汽精餾法，采取先萃取和后水蒸汽直接加熱精餾的處理技術，可以將廢水中的有機物取出來，并經精餾后再利用，有效經濟地解決超高濃度有機廢水處理的技術難題。研究萃取劑和共沸劑的選擇，以及處理的工藝技術參數(shù)，可以處理不同的復雜超高濃度有機廢水體系。該方法已經多家生產企業(yè)有機廢水的處理，證明具有操作簡捷易行、應用范圍廣和經濟效益好等特點，是值得推廣應用的工業(yè)復雜超高濃度有機廢水處理的新方法。（來源：淮北市環(huán)境監(jiān)察支隊，安徽瑞賽生化科技有限公司，中國醫(yī)學科學院醫(yī)藥生物技術研究所）
