作者：刘 兴 ( 栗田工业( 苏州) 水处理有限公司，江苏 苏州 215000)

摘 要: 针对某乙二醇催化剂生产废水成分复杂、铜离子、氨氮及 TN 含量高的特点，采用化学沉淀+蒸氨+蒸发联合处理 工艺对其进行处理。介绍了该工艺的工艺流程及技术特点，给出了主要设备的技术参数和运行效果。运行结果表明，该工艺处理 效果稳定，出水水质优于 《污水综合排放标准》( GB 8978－1996) 三级标准。同时在处理废水的同时，可产生氨水及硝酸盐副产 品，具有良好的环境效益和经济效益。

关键词: 乙二醇催化剂; 含铜废水; 蒸氨; 多效蒸发

乙二醇是一种非常重要的基础化工原料，主要用来制备聚 酯纤维、聚酯树脂和醇酸树脂，同时还是防冻液、胶黏剂、润 滑剂、表面活性剂等许多化工产品的原材料，具有广泛的需求 和市场前景［1］。为满足市场需求，以煤为原料的 “煤－草酸二 甲酯( DMO) － 乙 二 醇 ( EG) ” 工艺路线在国内多处得到应 用［2－3］。 DMO 加氢制 EG 催化剂，作为乙二醇制备工艺路线的一个 核心要素，其生产产生的废水问题也日益突出，该废水成分复 杂，其中含有大量的氨氮、金属离子、硝酸盐等污染物质，而 且对微生物有毒害作用。因此，对于乙二醇催化剂生产废水的 有效处理及污染物质回收利用成为业内研究的重点。 江苏某化工有限公司是专业生产 DMO 加氢制 EG 催化剂的 外商独资企业，DMO 合成催化剂和 EG 合成催化剂的生产能力 各为 1. 5 kt /a。在企业生产过程中，产生一定量的生产废水， 其中含有高浓度的氨氮、铜离子及 TN 等污染物。根据水质特 点并结合工程实践经验，制定了一套 “化学沉淀+蒸氨+蒸发” 组合处理工艺，经过调试运行，出水水质达到设计要求，同时 对废水内氨氮及硝酸盐进行了回收，取得了良好的环境效益和 经济效益。

1 废水水质与工艺流程

1. 1 废水水质

废水主要来自氢化催化剂( 铜系) 生产车间排放的废水，废 水量为 2. 2 m3 /h，每天 24 h 连续运行，设计出水水质达到国家 GB8978－1996 污水综合排放标准三级标准要求。实际进水水质 及排放要求见表 1。

1. 2 工艺选择与特点 催化剂生产废水中主要污染物为铜离子、氨氮及 TN，其 中 TN 主要为硝态氮。根据废水特点，采用 “化学沉淀－蒸氨－ 蒸发”处理工艺，工艺流程见图 1。

此工艺特点在于针对废水内各污染物，采用不同的处理单 元，将污染物分类去除，从而使废水得到净化，同时通过蒸氨 技术将废水内的氨氮转化为氨水回用至产线，通过蒸发结晶技 术，回收废水内的硝酸盐，作为销售产品，使废水内污染物质 最大化的得到回收利用。

1. 3 工艺说明 采用化学沉淀法去除废水中的铜离子［4］，废水自生产车间 排入浓水收集池，调节水质水量后由提升泵将废水打入 pH 调 整槽，向其中投加 NaOH 调整废水 pH 在 9～ 10. 5 范围内，之后 废水进入批式沉淀槽，向其中投加混凝剂及絮凝剂，同时向槽 内投加 Na2S，以更好的去除废水内的铜离子。带有大颗粒絮体的 废水进入沉淀槽进行泥水分离，上清液自流进入中间水池 1，底部 污泥打入污泥浓缩池后，经板框压滤机压滤脱水，含铜污泥饼 外置处理，压滤液回流至调节池。 中间水池 1 内废水由提升泵打入蒸氨系统，蒸氨处理工艺 见图 2。

废水首先经过管道混合器，向废水中投加 NaOH 控制废水 pH 值在 9～ 11 范围，之后废水经废水换热器，废水加热器，分 别采用蒸氨塔底排出的废水和饱和蒸汽将原废水加热到 90 ℃ 后进入蒸氨塔。蒸氨塔采用大孔导向筛板式蒸氨塔［5］，采用直 接蒸馏方式［6］，通过从塔底通入的蒸汽将废水中的氨蒸出，再 在塔顶分缩器及氨水冷凝冷却器中采用冷却水将带有氨的蒸汽 冷凝形成氨水。蒸氨塔底排出的蒸氨废水在废水换热器中与原 废水换热及在冷却器，用循环水冷却至 40 ℃ 以下后排入蒸氨 废水槽。 蒸氨废水槽内的废水由提升泵提升进入蒸发系统，处理流 程见图 3。蒸发器采用三效蒸发，系统运行过时，废水根据进 料温度依次进入三、二、一效蒸发器预热，把物料温度预热到 接近蒸发温度时再进入一效降膜蒸发，之后再进入二、三效分 离浓缩，蒸发浓缩后的浓缩液排入真空结晶罐进行降温结晶， 结晶过程中产生的固液混合物利用离心机进行离心分离，分离 出的固体物料装袋收集，分离出的母液返回蒸发系统，实现无 污染排放［7］。而蒸发产生的蒸汽冷凝水在冷凝器中闪蒸释放一 定的热量后被冷却水降温后由冷凝水泵排入排放水池，同厂区 其他废水在混合，经检测达标后由最终排放水泵排入污水管 网。 2 主要设施设计参数

2. 1 化学沉淀系统 ( 1) 浓水收集池: 1 座，半地上式 RC+FRP 防腐结构，外 形尺 寸 LBH = 18000 mm × 15000 mm × 5000 mm，有 效 池 容: 940 m3 ，HRT: 20 d。配套提升泵 2 台，1 用 1 备，Q= 6 m3 /h、 H= 25 m、N= 2. 2 kW。 ( 2) pH 调 整 槽: 1 座，Q235 + 衬 PE 材 质，1000 mm × 1600 mm，有效池容: 0. 94 m3 ，HRT: 25 min。配套 NaOH 加 药泵 3 台，2 用 1 备，Q = 2400 mL/min，N = 0. 04 kW; 搅拌机 1 台，搅拌桨碳钢碳钢+衬 PE 材质，R= 86 rpm、N= 1. 5 kW。 ( 3) 混凝反应槽: 1 座，Q235+衬 FRP 材质，1000 mm× 1600 mm，有效池容: 0. 94 m3 ，HRT: 25 min。配套 PAC 加药 泵 2 台，1 用 1 备，Q = 2400 mL/min，N = 0. 04 kW; Na2 S 加药 泵 2 台，1 用 1 备，Q = 2400 mL/min，N = 0. 04 kW; 搅 拌 机 1 台，搅拌桨碳钢+衬 PE 材质，R= 86 rpm、N= 1. 5 kW。 ( 4) 絮凝反应槽: 1 座，Q235+衬 FRP 材质，1000 mm× 1600 mm，有效池容: 0. 94 m3 ，HRT: 25 min。配套 PAM 加药 泵 2 台，1 用 1 备，Q = 2400 mL/min，N = 0. 04 kW; 搅 拌 机 1 台，搅拌桨碳钢+衬 PE 材质，R= 25 rpm、N= 1. 5 kW。 ( 5) 沉淀槽: 1 座，竖流式，Q235+衬 FRP 材质，表面负 荷: 0. 36 m3 /( m2 ·h) 。配套气动污泥泵 1 台，Q= 379 L/min。 ( 6) 污泥池: 1 座，RC 结构，外形尺寸 LBH = 2500 mm× 2000 mm×5000 mm，有效容积 20 m3 。配套污泥泵 2 台，气动 隔膜泵，Q= 379 L/min; 配套压滤机 1 套，过滤面积: 30 m2 、 滤室容积: 0. 46 m3 、N= 2. 2 kW。 ( 7) 中间水池 1: 1 座，半地上式 RC+FRP 防腐结构，外形 尺寸 LBH = 2500 mm× 2000 mm× 5000 mm，有效池容: 22 m3 ， HRT: 10 h。配套 提 升 泵 2 台，1 用 1 备，Q = 6 m3 /h、H = 25 m、N= 2. 2 kW。

2. 2 蒸氨系统 ( 1) 废水换热器: 1 个，螺旋板式，SUS304 材质，换热面积: 60 m2 ，板间距: 12～ 14 mm。 ( 2) 废水加热器: 1 个，螺旋板式，SUS304 材质，换热面 积: 40 m2 ，板间距: 12～ 14 mm。 ( 3) 蒸 氨 塔: 1 座，处 理 量: 2. 2 m3 /h，SUS304 材 质， 600 mm×17788 mm，筛板间距: 350 mm，筛板数量: 30 层。 配套提 升 泵 2 台，1 用 1 备，Q = 6 m3 /h、H = 20 m、N = 1. 5 kW。 ( 4) 分 缩 器: 1 个，列 管 式，SUS316L 材 质，426 mm × 1500 mm，换热 面 积: 10 m2 ，列 管 直 接 为 25 mm，高 度 为 1. 5 m。 ( 5) 废水冷却器: 1 座，螺旋板式，Q235 材质，换热面积: 60 m2 ，板间距: 12～ 14 mm。 ( 6) 氨水冷凝冷却器: 1 座，列管式，SUS304 材质，换热 面积: 20 m2 ，列管直径: 25 mm。 ( 7) 蒸 氨 废 水 槽: 1 座，Q235 + FRP 材 质，2000 mm × 3200 mm，有效 池 容: 9 m3 ，HRT: 4 h。配 套 提 升 泵 2 台， 1 用 1 备，Q= 6 m3 /h、H= 20 m、N= 1. 5 kW。 ( 8) 浓 氨 水 储 槽: 1 座，Q235 + FRP 材 质，2000 mm × 3200 mm，有效池容: 9 m3 ，配套输送泵 2 台，1 用 1 备，Q = 6 m3 /h、H= 20 m、N= 1. 5 kW。 2. 3 蒸发系统 ( 1) 受料槽: 1 座，有效容积: 0. 7m3 ，SUS316L 材质。配 套提升泵 1 台，Q= 6 m3 /h、H= 30m、N= 3 kW。 ( 2) 一效蒸发器: 1 座，SUS316L 材质，750 mm×6000 mm， 换热面积: 78 m2 。 ( 3) 一效分离器: 1 座，SUS316L 材质，900 mm×1800 mm。 配套一效循环泵 1 台，Q= 6 m3 /h、H= 20 m、N= 1. 5 kW。 ( 4) 二效蒸发器: 1 座，SUS316L 材质，600 mm×6000 mm， 换热面积: 42 m2 。 ( 5) 二效分离器: 1 座，SUS316L 材质，850 mm×1800 mm。 配套二效循环泵 1 台，Q= 6 m3 /h、H= 20 m、N= 1. 5 kW。 ( 6) 三效蒸发器: 1 座，SUS316L 材质，600 mm×6000 mm， 换热面积: 46 m2 。 ( 7) 三效分离器: 1 座，SUS316L 材质，900 mm×2500 mm。 配套三效循环泵 1 台，Q= 240 m3 /h、H= 18 m、N = 30 kW; 出 料泵 1 台，Q= 6 m3 /h、H= 32 m、N= 4 kW。 ( 8) 列 管 式 冷 凝 器: 1 座，SUS316L 材 质，600 mm × 5000 mm，换热面积: 43 m2 。配套冷凝水泵 1 台，Q = 6 m3 /h、 H= 30 m、N= 3 kW; 真空泵 1 台，抽气量 = 230 m3 /h、极限真 空度= －0. 097 MPa、N= 5. 5 kW。 ( 9) 真 空 结 晶 罐: 1 座，Q235 + 陶 瓷 内 衬，有 效 容 积: 0. 5 m3 。配套搅拌机 1 台，搅拌桨 Q235 + PE 防腐材质，R = 60 rpm、N= 0. 37 kW。 ( 10) 离心机: 1 台，SUS304 材质，最大装料限量: 135 kg， 转鼓转速: 1200 rpm，N= 7. 5 kW。 ( 11) 缓冲槽: 1 个，SUS304 材质，有效容积: 0. 5 m3 。配 套提升泵 1 台，Q= 2 m3 /h、H= 20 m、N= 0. 37 kW。 ( 12 ) 排 放 水 池: 1 座，RC 结 构，外 形 尺 寸 LBH = 15000 mm×10500 mm×5000 mm，有效池容: 800 m3 。配套提升 泵 2 台，1 用 1 备，Q= 18 m3 /h、H= 30 m、N= 3. 7 kW。

3 运行效果分析 该工程自最终调试运行以来，设施运转稳定，出水达到设 计要求。运行结果如表 2 所示。
从表 2 可知，采用 “化学沉淀_ 蒸氨_ 蒸发结晶工艺”处 理乙二醇催化剂生产废水，可有效的去除废水中的 Cu2+ 、氨氮 及 TN，对 Cu2+ 、氨氮及 TN 去除率分别达到 99. 5%、95. 4%和 98. 8%，最终产水优于国家 GB8978－1996 污水综合排放标准三 级标准，同时可产生 15% ～ 25%的氨水及硝酸钠副产品，具有 良好的经济价值。

4 经济分析 该工程总投资 313 万元( 不含土建费用) ，污水处理系统运 行总费用 9076. 4 元/d( 不含设备折旧及污泥处理费用) ，其中 药剂费 164. 7 元/d，蒸汽费用 7076 元/d，人工费 400 元/d，电 费 1435. 6 元/d，折合吨水成本为 171. 9 元/m3 。

5 结 论 ( 1) 根据乙二醇催化剂生产废水的特点，选用化学沉淀_ 蒸氨_ 蒸发结晶的组合工艺，取得了良好的处理效果，氨氮及 TN 去除率分别达到 99. 5%、95. 4%和 98. 8%，出水水质满足污 水综合排放标准( GB8978－1996) 三级标准要求。本工程总投资 313 万元，运行费用 9076. 4 元/d。 ( 2) 采用蒸氨技术及蒸发结晶技术，回收废水内的氨氮及 硝酸盐，作为副产品回用或外售，具有良好的环境效益和经济 效益。