张全兴院士：11大案例详解高浓度难降解有毒有机废水治理及资源化

时间：2017-07-19 10:20

来源：中宜环科环保产业研究

作者：整理：和舜秋

石化工业是我国的支柱产业之一，其份额在国内举足轻重，在生产和使用过程中每年要排放约40多亿吨的有毒有机工业废水，这是我国水环境中有机毒物的主要来源，这些有机毒物大多具有“致突变、致畸、致癌”的性质，严重威胁着人类健康和生态安全。有毒有机废水的特点是浓度高、色泽深、含盐多、毒性大、酸（碱）性强、难降解。我国近几年来化工、纺织、印染等产业是生产和使用有机化学品最多的行业，主要聚集在我国沿海和东北老化工基地。

在江苏省，化学工业是支柱产业之一，其产值约占全省工业总产值的10%，省级以上化工园区有50多个，但至今还有相当一部分企业没有进入园区，环境污染监管难度大，毒害污染物污染严重。化工、纺织、印染等行业每年排放40多亿吨的有毒有机废水，通常通过开发清洁生产工艺，利用清洁生产最大限度提高转化率以减少污染物的排放量。

如何处理排放出来的污染物？首先要预处理，再加以资源化，将有毒有机物采取分离手段回收变为有用资源。最早采用的是萃取技术，沈阳化工研究院、中科院过程所等单位在这方面都取得了研究成果。我及南大张志炳教授团队主要是在树脂吸附分离和超级浮阀塔板技术方面实现了有毒有机废水的资源化。目前对高浓度难降解高盐分有毒有机废水处理主要围绕“三化”开展工作，即资源化、能源化、无害化（减量化）。

树脂吸附技术的主要工艺流程是将废水先预处理，去除悬浮物，然后进行树脂吸附，选择合适的洗涤剂，将被吸附的物质洗脱，再加以分离、回收，对低浓度脱附液进行套用。吸附流出液有的可直接排放，有的经深度处理后达标排放。该技术最早于1980年代初、中、末分别应用在天津卫津化工厂、常州第二化工厂和南京化工厂的含酚废水、含硝基酚废水，并于1990年代初在江阴农药厂的含邻苯二胺废水处理中得到应用，后来在苏州林通染料化工有限公司的2,3-酸废水、镇江高鹏药业有限公司的水杨酸废水、江苏扬农集团的氯苯废水、淮河化工厂的硝基苯废水等典型企业生产废水处理方面取得了成功的应用。目前，该技术已经在国内几百个企业得到成功应用。

案例一：氯苯生产废水治理与资源化

我国氯苯的及其衍生物产能占世界总产能的50%以上，而生产企业集中分布在长江下游和淮河流域，给我国重点流域水环境保护造成巨大压力。它在生产过程中排出两类水，一类水是水洗废水，含有8%-10%的盐酸、2000~8000mg/L的三价铁离子和1000mg/L左右的苯及氯化苯，呈棕红色。

传统处理方法是用液碱或石灰中和，造成了资源浪费和污染物转移，且处理成本高；另一类水含副产品盐酸，浓度达到31%-35%，同时含有100~1000mg/L的苯和氯苯，呈淡黄色。过去将其作低品级盐酸销售，造成了有机污染物转移。针对这样的问题，开发了以树脂吸附除铁、树脂吸附除有机物为核心的技术有效地回收其中的苯、氯苯，并回收FeCl3水溶液浓缩作为水处理剂。另外，副产盐酸经过精制回收苯和氯苯后就可以得到工业盐酸，提高其附加产值。

江苏扬农集团通过这个技术，每年可削减约80吨苯和氯苯，回收约8000吨工业盐酸，精制处理13万吨副产盐酸，年效益超过2000万元。该专利技术已在居世界产量前三位的中石化南京化工厂、江苏扬农化工集团有限公司、安徽蚌埠八一化工厂等国内十多家企业获得应用，国内市场占有率达80％以上。

案例二：水杨酸生产废水治理与资源化

水杨酸生产过程中1吨产品约排放15吨高浓度含酚化工废水，浓度高、酸性强、含盐量高、色泽深、难以生物降解。传统的催化氧化方法投资大、运行费用高，不能回收有机物，造成资源浪费；如用萃取法，处理水质难以达标，萃取剂消耗大，资源回收率低，运行成本高，还易引起二次污染。我们采用超高交联树脂吸附法，后再经过深度处理实现达标排放，并把99%的水杨酸回收用于生产，实现了高浓度有毒物质的有效分离和回收。该技术在镇江高鹏药业有限公司、淮安万邦、江苏普源等企业得到了很好的工程应用。

案例三：偏二氯乙烯生产废水的治理与回用项目

偏二氯乙烯在生产过程中排放的废水含有25%-30%的氯化钠，B/C＜0.02，难生化处理。采用树脂吸附技术深度去除废水中有机物，出水满足离子膜烧碱用卤水质量要求，实现高盐废水的综合利用。采用超高交联树脂吸附法，吸附出水就可以作为卤水直接进行电离，用蒸汽脱附，经过冷却、油水分离，就可得到粗的偏二氯乙烯进行回用，这样有毒有机废水得到有效处理，并实现综合利用及“零排放”。该技术在江苏鼎顺化学科技有限公司得到成功应用。

案例四：对氨基酚生产废水的治理与资源化

江阴农药厂在年产10000吨对氨基酚生产过程中排放典型的高浓度废水，其COD含量为18000～20000 mg/L，含对氨基苯酚3000 mg/L及NaCl 20%左右，外观为褐色液体。对这样的高盐废水，要用大量水稀释才能进行生化处理，稀释水量大，运行成本高。为此，我们开发采用复合功能树脂进行吸附，把99%的对氨基酚全部分离和回收变成产品，吸附出水含有微量的有毒有机物，再用双氧水进行氧化，为隔膜电解创造了好的条件来生产烧碱和氯气。

编辑：洪翩翩