蒸发浓缩-焚烧法处理高浓度医药中间体废液方案设计.pdf

蒸发浓缩 － 焚烧法处理高浓度医药 中间体废液方案设计 * 孔峰 1 张晓叶 2 程洁红 1 1. 江苏技术师范学院环境工程系， 江苏 常州 213001;2. 常州化工研究所有限公司， 江苏 常州 213001 摘要 以蒸发浓缩 － 焚烧法处理化工厂高浓度医药中间体废液， 介绍了蒸发浓缩 － 焚烧法处理工艺流程、 主要设备与 运行经济成本。该技术可有效处理超高浓度有机废水， 有着很好的借鉴作用。 关键词 蒸发浓缩; 焚烧; 高浓度; 医药中间体 CONCEPTUAL DESIGN OF TREATMENT OF MEDICAL WASTE WATER WITH HIGH ORGANICS BY EVAPORATION AND CONCENTRATION- INCINERATION Kong Feng1Zhang Xiaoye2Cheng Jiehong1 1. Dep. Envir. Eng. Jiangsu Tech. Univ. Tech. Changzhou 213001，China; 2. Changzhou Chem. Res. Inst. Co. ，Ltd，Changzhou 213001，China AbstractAs an example of treating burnt medical waste water with high concetration in chemical plants by evaporation and concentration-incineration，it is presented that the treatment process， main equipment and operation cost of incineration. The technique can both effectively and economically treat the organic waste water with high concentration，which can provide experience and reference. Keywordsevaporation-condensation;incineration;high concentration;medical intermediate-medication * 国家 “十一五” 科技支撑计划项目 2008BAC46B04 ; 常州市科技型中 小企业技术创新基金项目 CN2008055 。 精细化工生产有生产品种多、 数量少， 工艺废水 水量少、 浓度高、 水质复杂等特点。医药及其中间体 行业作为精细化工行业的一个重要组成部分， 近年来 得以快速发展， 随之而来的是其行业面对的污水排放 问题， 在一定程度上困扰相关企业。 笔者曾经采用蒸发浓缩法对常州某化工公司医 药中间体废水进行预处理， 对废水进行脱盐浓缩处 理， 取得了较好效果。在此研究基础上， 配合企业对 原有污水处理设施进行改造， 拟对其部分工段超高浓 度有机废水进行蒸发浓缩 － 焚烧处理， 实现无害化排 放处理。 1废水水质与水量 废水来源于常州某化工公司各个生产工段超高 浓度 COD≥50 000 mg/L 有机废水， 各生产工段废 水 pH、 无机盐含量高低不一， 混合后 pH 约为 3， 经过 液 碱 调 节pH 至 7左 右 后，废 水 总 体COD ≥180 000 mg/L， 无机盐含量为188 806 mg/L， 混合 后每天水量约 7 t。 2废水处理工艺流程 图 1废水处理工艺流程 根据废水高浓度， 高无机盐含量的特点， 结合排放 规律、 分析试验结果及废水小试中试处理效果， 说明该 废水单独预处理是提高处理效率、 降低工程造价和运 行费用的最佳途径。确定废水处理工艺流程见图 1。 73 环境工程 2010 年 8 月第 28 卷第 4 期 各工段排放的废水集中收集， 调节各股废水的水 质、 过滤后， 在车间经过三效蒸发器进行脱盐预处理， 浓缩液经过结晶后， 进行二次蒸发浓缩， 两次蒸发产 生的冷凝液与厂区其他污水合并进入生化反应池， 处 理达标后外排; 残渣液进入焚烧炉后， 烟气经过冷凝 换热后， 经过碱吸、 水洗等无害化处理措施后达标排 放。烟气冷凝产生的热水可用于工厂的生产与生活。 3主要设备 主要设备参数见表 1、 表 2。 表 1三效蒸发器设备参数 蒸发量 / kg h － 1 耗气量 / kg h － 1 循环耗 水量 / t h － 1 装机 总功率 /kW 蒸发温度 /℃ 负压 /MPa 一效二效三效一效二效三效 2 000800153080 ～ 9055 ～ 7055 ～ 650. 02 ～ 0. 040. 05 ～ 0. 080. 08 ～ 0. 09 表 2焚烧设备参数 焚烧处理量 / kgh － 1 燃烧室 温度 /℃ 辅助 燃料量 炉内出 灰烬形式 焚烧炉装机 功率 /kW 废液 输送泵 /kW 800850 ～ 900可用重油、 天然 气、 煤气为辅助 燃料， 油耗根据 废液热值计算 间隙式处理105. 5 4运行效果分析 4. 1蒸发处理 蒸发拟采用可在负压低温条件下进行连续操作 的三效蒸发器。蒸发器 1 浓缩倍数约为 2 倍， 每一批 次蒸馏时直至溜出液不再采出， 蒸出冷凝液 COD 约 为2 500 mg/L， 浓缩液经过10 ℃ 左右冷凝结晶后， 浓 缩液无机盐含量一般低于5 000 mg/L。 结晶后浓缩液 再次进行蒸馏处理， 浓缩倍数约为 5 倍， 蒸出冷凝液 COD 约为2 500 mg/L。 4. 2焚烧处理 两次蒸发结晶后的残渣液约为 0. 7 ～ 1 t/d， COD ≥3. 5 106mg/L， 其废水燃烧热值达 5. 4 108 kJ/ kg， 完全具备燃烧条件。焚烧过程中， 为避免产生二 恶英， 焚烧温度定为900 ℃ 。 拟采用转杯式卧式废液 负荷可调节焚烧炉。转杯式机械雾化废液喷嘴是从 转杯式燃油烧嘴中引用过来的， 依靠转杯的高速旋转 产生的离心力将废液雾化， 燃烧用空气由喷嘴风扇叶 片送入， 部分空气可由炉子与喷嘴的安装间隙依炉内 负压抽吸而入。转杯式卧式焚烧炉的转杯式喷嘴对 废液量有较大的调节范围， 便于适应操作负荷的变 化。废液用高位槽将废液送入喷嘴。 5运行成本分析 1 动力费 由表 1 可知， 蒸发器运行 5 h 基本能 完成蒸发浓缩任务， 耗电 150 kWh， 焚烧炉运行 1 h 基本能完成焚烧任务， 耗电 15. 5 kWh。 按 0. 6 元 / kWh 计算， 每吨废水约为 14. 2 元。 2 人工费 一个班 8 h 可完成整个废水浓缩焚烧 任务， 所以按一班制 8 h 运行， 操作工 2 名， 每人每天 80 元， 计算得每吨废水为 22. 9 元。 3 辅助燃料费 由于废水热值很高， 具备可燃 性， 暂时不计辅助燃料费。 上述运行成本合计 37. 1 元 /t 废水， 此成本中未 计入回收热量所产生的效益， 若计入， 成本还将有所 下降。 6结论 经过该方案处理后， 高浓度有机废液无害化处理 可达 100 ， 气体排放符合国家标准。对保护环境有 着重要意义。 参考文献 ［1 ］ 贠小银， 吕清刚， 那永杰， 等. 循环流化床污泥焚烧一体化工艺 的研究与应用［J］ . 环境工程， 2007， 25 4 56- 60. ［2 ］ 张永梅， 孙洁， 吴茂. 焚 烧 法 处 理 高 浓 度 有机 农药 生产废水 ［J］ . 给水排水， 2008， 34 1 59- 61. ［3 ］ 徐高田， 张国莹. 化工厂硫胺废液焚烧处理工程方案设计［J］ . 工业水处理， 2002， 22 4 56- 58. ［4 ］ 别如山， 樊庆锌. 高浓度有机废液焚烧参数的确定［J］ . 电站系 统工程， 2003， 19 4 39- 41. ［5 ］ 陈静， 徐章法， 施汉. 染料工业废水零排放的可行性研究［J］ . 环境污染治理技术与设备， 2006， 17 6 69- 73. 作者通信处孔峰213001江苏省常州市江苏技术师范学院环 境工程系 E- mailkf jstu. edu. cn 2009 － 12 － 07 收稿 83 环境工程 2010 年 8 月第 28 卷第 4 期