冰片廠污水治理方案

1、環(huán)境監(jiān)測(cè)與治理技術(shù)專業(yè)教學(xué)資源庫(kù)冰片廠污水治理方案某冰片廠是一家生產(chǎn)中藥材冰片企業(yè)。在整個(gè)生產(chǎn)流程中，將產(chǎn)生少量廢水。廢水中主要含有機(jī)物質(zhì)、懸浮物，如果直接將其排放入受納水體，會(huì)造成水質(zhì)的富營(yíng)養(yǎng)化，造成浮游生物和藻類的過(guò)量繁殖進(jìn)而引起水質(zhì)惡化，其好氧特性會(huì)使水體的溶解氧降低，導(dǎo)致魚類等生物死亡，影響周邊地區(qū)的生活環(huán)境。從保護(hù)環(huán)境和企業(yè)自身的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展來(lái)看，治理過(guò)程中排放的廢水并使之達(dá)標(biāo)排放，既具有經(jīng)濟(jì)效益也具有社會(huì)效益。1 產(chǎn)品概述及生產(chǎn)工藝1.1產(chǎn)品概述冰片（合成龍腦）為無(wú)色透明或白色半透明的片狀松脆結(jié)晶；氣清香，味辛、涼；具揮發(fā)性，點(diǎn)燃發(fā)生濃煙，并有帶光的火焰。天然冰片（右旋龍腦）為龍腦香科

2、植物龍腦香的樹脂和揮發(fā)油加工品提取獲得的結(jié)晶加工制成。1.2冰片的生產(chǎn)工藝冰片有多種制備方法，但目前我國(guó)大多沿用 松節(jié)油中的蒎烯與草酸酯化，生成草酸龍腦脂后，在 堿性條件下水解，得到粗龍腦。粗龍腦與溶劑油加熱 共溶，然后自然冷卻析出結(jié)晶，經(jīng)二次結(jié)晶提純后得到高純度的冰片產(chǎn)品，其工藝過(guò)程見圖 1。2冰片的污染物來(lái)源及處理現(xiàn)狀分析從圖 1 可以看出，冰片生產(chǎn)過(guò)程中主要有 4 處污染物排放，分別是含催化劑的草酸廢水、含油廢水和皂化殘腳。2.1草酸廢水草酸廢水來(lái)自于草酸龍腦脂的水洗和直接水蒸汽蒸餾過(guò)程。廢水中不僅含有較多的草酸和少量萜烯類浮油，還含有大量被洗滌下來(lái)的催化劑偏鈦 酸（TiO2 H2O），

3、其顏色為乳白色。目前一般企業(yè)處理 這種廢水的方法是簡(jiǎn)單沉降后直接對(duì)外排放，但是廢水的濁度、COD 和 BOD 依然很高，無(wú)法滿足排放 的要求。 1）含油廢水含油廢水來(lái)源于凝華粗龍腦的離心、熱水淋洗 過(guò)程。該廢水中的油主要為葑醇和被葑醇溶解的冰 片，這些油類物質(zhì)與熱水混合后，經(jīng)離心甩出呈乳化狀。這類廢水目前一般企業(yè)的處理方法是放入隔油池隔油后直接對(duì)外排放，但是廢水的 COD 和 BOD非常高，無(wú)法達(dá)到排放的標(biāo)準(zhǔn)。皂化殘腳2）皂化殘腳是草酸龍腦脂與氫氧化鈉皂化反應(yīng) 后，通過(guò)直接水蒸汽蒸餾提取冰片和揮發(fā)性物質(zhì)后 留在反應(yīng)釜底的一種半流動(dòng)膠體狀廢渣，主要由萜 烯多聚體（重油）、草酸鈉和過(guò)量的堿液包裹在

4、一起。目前一般企業(yè)的處理方法是用塑料編織袋包裝，集中堆放一段時(shí)間后，利用自身重力擠壓出部分油水 后，進(jìn)行填埋。3工程規(guī)模與水質(zhì)3.1工程規(guī)模設(shè)計(jì)處理水量Q300m3/a(其中生產(chǎn)廢水200 m3/a、生活廢水100 m3/a)，以每年運(yùn)行200天，每天運(yùn)行10小時(shí)計(jì)，Q0.15 m3/h。3.2進(jìn)水水質(zhì)根據(jù)銅陵縣環(huán)境監(jiān)測(cè)站提供的資料，進(jìn)水水質(zhì)如下：生產(chǎn)廢水：pH：10-13 CODcr6200mg/L NH3-N4.0mg/L生活污水：PH：67 CODcr400mg/L NH3-N30mg/L3.3出水水質(zhì)執(zhí)行污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)GB8978-1996一級(jí)：PH：69 CODcr100mg /L

5、 NH3-N15mg/L綜合以上規(guī)定，該工程出水水質(zhì)應(yīng)達(dá)到以下控制指標(biāo)：PH：69 CODcr100mg /L NH3-N15mg/L4 污水處理方案設(shè)計(jì)4.1近期的污水處理方案改造全廠排水系統(tǒng)，實(shí)行雨污分流，建立全廠污水收集系統(tǒng)，介于該廠每年工作200天，每天僅工作10小時(shí)，污水產(chǎn)生量?jī)H為1噸的前提條件下，建議該企業(yè)建設(shè)一座10m3的防滲漏污水收集池，生產(chǎn)時(shí)每星期將產(chǎn)生生產(chǎn)廢水送到銅陵危險(xiǎn)廢棄物處理中心處置。據(jù)了解，現(xiàn)在該企業(yè)已與銅陵危險(xiǎn)廢棄物處理中心簽訂了處理合同。4.2中期的污水處理方案對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中污染物產(chǎn)生的控制中期結(jié)合技術(shù)改造，對(duì)各主要生產(chǎn)過(guò)程中污染物實(shí)行控制。下面就草酸廢水、含油廢

6、水、皂化殘腳等污染物的控制方法進(jìn)行闡述1）草酸廢水的控制方法草酸龍腦脂水洗時(shí)，按脂液：水1：1.5（w/w）的 比例，將料液投入水洗鍋中，用蒸汽加熱至 88-90 ， 同時(shí)攪拌 15 min，此后保溫靜止 30-45 min，這時(shí)油水可以徹底分層。由于熱水對(duì)草酸有較大的溶解度，因此洗滌廢水中溶解有酯化中加入的過(guò)量草酸和大量不溶于水的偏鈦酸催化劑。利用這個(gè)特點(diǎn)，洗滌過(guò)程完成后趁熱將下層廢水用板框壓濾機(jī)過(guò)濾，廢水中的偏鈦酸被截留在壓濾機(jī)上，而高濃度的廢酸水進(jìn)入專門儲(chǔ)池收集，自然放冷。偏鈦酸經(jīng)壓濾、包裝后返售給鈦白粉企業(yè)，自然放冷的酸水可用于下批草酸龍腦脂的洗滌和皂化殘腳的中和。廢酸水在不斷循環(huán)洗滌

7、過(guò)程中，草酸濃度不斷增大，由于草酸的溶解度與溫度密切相關(guān)，最終酸水在冷卻過(guò)程中過(guò)飽和析出，析出的草酸固液分離后回收再用或出售，其處理工藝流程圖見圖 2。后續(xù)工序直接水蒸汽 蒸餾產(chǎn)生的廢酸水也采用該方法進(jìn)行處理。2） 含油廢水的控制方法凝華龍腦中除主含冰片外還含有 18%以上的 葑醇等其他醇類物，這些醇類物的熔點(diǎn)較低（40 以下），冰片熔點(diǎn)較高（205 以上），利用兩者熔點(diǎn)的差異，對(duì)其熱水澆淋、離心洗滌可以去除 50%以 上的醇類雜質(zhì)，減輕后續(xù)冰片結(jié)晶提純的負(fù)荷。而該過(guò)程中產(chǎn)生的含油廢水雖然因離心甩出而被乳化，但油水密度相差比較大，在隔油池中稍加靜置后油水可以實(shí)現(xiàn)分層。實(shí)踐中含油廢水經(jīng)隔油后，下

8、層水再次加熱升溫至 90 以上用于下批凝華粗龍腦的洗滌，循環(huán)再用不會(huì)影響本工序的產(chǎn)品質(zhì)量和洗滌效果。3）皂化殘腳的控制方法皂化工序產(chǎn)生的皂化殘腳主要由高沸點(diǎn)的萜烯多聚體包裹草酸鈉和過(guò)量的堿液組成，在堿性和中性環(huán)境中，其形態(tài)非常穩(wěn)定。但實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在 pH3的酸性水溶液中，加熱至 80 以上時(shí)，這種膠體態(tài)廢渣極易分散，重油可以從水溶液中浮出實(shí)現(xiàn)油水分離，草酸鈉因其溶解度較小而被析出在水相中。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，是將酸水儲(chǔ)池的草酸廢水加入到皂化反應(yīng)釜中進(jìn)行酸化解聚、加熱分層、離心和過(guò)濾操作，最后可得到草酸鈉固體和重油。此過(guò)程 產(chǎn)生的草酸廢水采用化學(xué)方法進(jìn)行處理，具體如下： 在廢水中緩慢加入氯化鈣并充分

9、攪拌，這時(shí)廢水出現(xiàn)大量的白色沉淀，pH 值隨著氯化鈣加入量的增加逐漸下降，當(dāng)溶液的 pH 值降至 pH<1 時(shí)，停止加入氯化鈣。此后加入石灰回調(diào)溶液至 pH=68，靜置 1 h以上。其原理為：H2（C2O4）+CaCl2Ca C2O4+2HCl（1）2HCl+Ca（OH）2Ca Cl2+2 H2O（2）將式（1）代入式（2）：H2（C2O4）+ Ca（OH）2Ca C2O4+2 H2O（3）從上述化學(xué)反應(yīng)原理看出，引入的氯化鈣似乎沒有意義。但實(shí)踐證明：石灰的溶解度太小，直接用石灰與草酸作用難以判斷反應(yīng)終點(diǎn)，反應(yīng)也不徹底，而引入氯化鈣恰好能彌補(bǔ)石灰的缺點(diǎn)。當(dāng)溫度為 25 ，pH=7 時(shí)草酸

10、鈣的溶解度僅為 5×10-5 mol/L，故沉淀非常徹底。下層沉淀經(jīng)板框壓濾后可制得高純度的草酸鈣對(duì)外出售，上層清液可達(dá)到 污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn) 一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。即便如此，這部分廢水也無(wú)需對(duì)外排放，用于前工序的草酸龍腦脂洗滌。4.3末端處理方案廢水由混合池泵入催化反應(yīng)罐加入藥劑經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的催化反應(yīng)進(jìn)入無(wú)動(dòng)力油水分離器進(jìn)行油水分離。分離后油脂類回收，水進(jìn)入氧化反應(yīng)罐加藥經(jīng)過(guò)一定時(shí)間反應(yīng)進(jìn)入沉降罐，沉降后達(dá)標(biāo)排放。5. 末端處理工藝流程確定5.1廢水的來(lái)源及特征：本案處理廢水是混合廢水5.2廢水特點(diǎn)具有較高有機(jī)物，含有草酸、油等難于降解的物質(zhì)。5.3工藝流程確定通過(guò)廢水來(lái)源、特征及環(huán)節(jié)分析知

11、道，產(chǎn)生的廢水COD主要是有機(jī)物和難降解物質(zhì)的含量較高，導(dǎo)致CODcr難降低。 按照前述設(shè)計(jì)思路，擬采用催化氧化法，使廢水達(dá)標(biāo)排放。工藝流程說(shuō)明：廢水由混合池泵入催化反應(yīng)罐加入藥劑經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的催化反應(yīng)進(jìn)入無(wú)動(dòng)力油水分離器進(jìn)行油水分離。分離后油脂類回收，水進(jìn)入氧化反應(yīng)罐加藥經(jīng)過(guò)一定時(shí)間反應(yīng)進(jìn)入沉降罐，沉降后達(dá)標(biāo)排放。工藝流程圖如下：混合廢水池加藥藥劑罐催化反應(yīng)罐油水分離器助劑罐加藥氧化反應(yīng)罐提升泵沉降罐污泥池泥外運(yùn)壓濾機(jī)圖3工藝流程圖6. 技術(shù)可行性分析6.1工藝路線的的可行性廢水中有機(jī)物和難降解物質(zhì)的含量較高導(dǎo)致CODcr很難降低，采用上海照昌環(huán)保設(shè)備有限公司專利技術(shù)常溫常壓催化氧化法，經(jīng)一