一、精對苯二甲酸概述
PTA的應用比較集中，世界上90%以上的PTA用于生產(chǎn)聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)，其他部分主要是作為聚對苯二甲酸丙二醇酯(PTT)和聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)及其他產(chǎn)品的原料。
PTA生產(chǎn)由對二甲苯催化氧化制取粗對苯二甲酸，再經(jīng)加氫精制獲得精對苯二甲酸。PTA生產(chǎn)工藝各技術專利商不斷研發(fā)更節(jié)能的新工藝，各PTA生產(chǎn)商不斷開發(fā)新的節(jié)水技術，目前PTA新工藝噸產(chǎn)品消耗除鹽水可低至0.2t，依工藝不同生產(chǎn)過程中產(chǎn)水廢水噸產(chǎn)品0.6~2.0t，這些廢水屬于有機物，濃度比較高，且主要污染物組成相對復雜，包括甲苯、對二甲苯、對苯二甲酸等。這些物質如果未能得到有效處理，一方面污染大氣、土壤、水體環(huán)境，另一方面也會造成大量可利用、可回收資源浪費?！毒珜Ρ蕉姿?PTA)行業(yè)清潔生產(chǎn)評價指標體系(試行)》規(guī)定噸PTA用水基準值為3.77t，因此，對精對苯二甲酸生產(chǎn)廢水進行集中處理，完善處理技術實現(xiàn)水資源的循環(huán)利用，具有現(xiàn)實意義。
二、精對苯二甲酸生產(chǎn)廢水主要特點
生產(chǎn)精對苯二甲酸過程可產(chǎn)生大量工業(yè)廢水，并且會消耗很多資源。研究發(fā)現(xiàn)，精對苯二甲酸生產(chǎn)廢水中含有大量污染物，構成這些污染物的主要成分是“芳香族化合物”，對其進行相應處理后再行排放，可減輕環(huán)境污染。也就是說，強化對廢水水質的分析與探究，能夠為工業(yè)廢水處理創(chuàng)造更多便利條件。結合實踐經(jīng)驗，總結了精對苯二甲酸工業(yè)廢水的水質特點。
2.1 水質構成復雜
精對苯二甲酸生產(chǎn)廢水，其水質構成比較復雜，水中含有對二甲苯、對苯二甲酸、乙酸、乙酸甲酯等物質。
2.2 廢水處理難度高
化學需氧量較高，顯著增加廢水處理的難度。與此同時，精制連續(xù)廢水自身的溫度比較高，一般在42℃以上。
2.3 PH值不穩(wěn)定
對精對苯二甲酸生產(chǎn)廢水的pH值進行測定和觀察，發(fā)現(xiàn)其變化不夠穩(wěn)定。
2.4 廢水檢測
進一步檢測可發(fā)現(xiàn)廢水中含有大量重金屬和懸浮廢棄物，水質特征及狀態(tài)均呈現(xiàn)波動趨勢，水質構成復雜多變。
三、精對苯二甲酸生產(chǎn)廢水處理技術
3.1 生化處理技術
生物法包括活性污泥法、生物膜法、好氧-厭氧法等。它主要是利用微生物的新陳代謝，通過微生物的凝聚、吸附、氧化分解等作用來降解水中的有機物，具有應用范圍廣，處理量大，成本低等優(yōu)點。
3.1.1 好氧生物處理技術
好氧生物技術以好氧活性污泥為主要原料，雖然能發(fā)揮一定處理效果，但是總體效果不佳，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的主要原因是精對苯二甲酸生產(chǎn)廢水水質不夠穩(wěn)定，易產(chǎn)生污泥膨脹，進而造成廢水中產(chǎn)生污泥。對好氧生物技術進行一定改進，利用接觸氧化法，提高廢水處理質量及處理效率，避免污泥膨脹。研究認為，此法工藝簡單，無需添加堿，一般可將化學耗氧量減少96%。
3.1.2 厭氧生物處理技術
此法工藝操作簡便，包括UASB技術、生物濾床技術等。其中，UASB技術廢水處理效率高，可降低廢水中化學耗氧量，生物濾床技術不僅兼顧上述處理優(yōu)點，同時也具備耐沖擊、速率高等技術優(yōu)勢。UASB反應器由反應區(qū)、沉淀區(qū)和氣室三部分組成。廢水由反應器底部進入，以一定流速自下往上流動，與污泥接觸，有機質被吸附分解，產(chǎn)生大量沼氣。沼氣經(jīng)由反應器上部三相分離器的集氣室排出，同時含有懸浮污泥廢水進入三相分離器的沉淀區(qū)，污泥經(jīng)三相分離器沉降而返回反應器主體部分。含有少量較輕污泥廢水從反應器上方排出。
隨著廢水處理技術的不斷進步，此技術得以升級和發(fā)展。該反應器COD去除率可達60%-80%(與容積負荷及進水水質組分有關)，沼氣產(chǎn)氣量高，厭氧生化處理過程中每去除1kgCOD可產(chǎn)生0.45m3的生物氣，每立方米生物氣含有70%-75%的甲烷，將大部分有機物轉化為甲烷氣，甲烷氣可利用回收能量，降低了運行成本。
3.1.3 厭氧-好氧二級生物處理工藝
厭氧-好氧二級生物處理工藝生物處理工藝是目前應用范圍最廣的一種生物處理方法。由于其包括厭氧和好氧兩級處理，因此其身兼二者之長，凈化效率高且穩(wěn)定，幾乎不產(chǎn)生剩余污泥，抗沖擊力較強，但其基建及投資費用較多，占地面積較大。20世紀80年代末國內開發(fā)了預處理-厭氧-好氧聯(lián)合處理工藝，此后該工藝在PTA工廠被廣泛采用，聯(lián)合工藝充分發(fā)揮了厭氧生物法適宜處理高濃度有機廢水、好氧生物法快速降解TA的特點，成為處理PTA廢水的主流方法。
目前PTA廢水處理設施為減少基建投資，更多采用了高效厭氧處理系統(tǒng)，廢水經(jīng)降溫、初沉、水質及水量調節(jié)、事故水處理、pH預調節(jié)等預處理設施，經(jīng)過預處理后的廢水進入?yún)捬跸到y(tǒng)進行厭氧處理，厭氧系統(tǒng)由UASB-Plus進水池及UASB-Plus反應器組成。在UASB-Plus反應器中，大部分有機污染物被最終轉化為沼氣。
3.2 物化處理技術
3.2.1 催化氧化技術
利用此法處理廢水，是指采用活性炭預處理精對苯二甲酸生產(chǎn)廢水中雜質，從而凈化廢水。在這個過程中，活性炭充分發(fā)揮催化劑作用，與空氣產(chǎn)生明顯的氧化反應，使廢水參與到化學反應中，進而降解雜質。研究發(fā)現(xiàn)，催化氧化技術處理后的工業(yè)廢水，具備可生化性，可降低化學耗氧量，一般減少85.6%。此法成本低，廢水處理效率高。
3.2.2 膜分離技術
該廢水處理技術融合吸附技術與膜分離技術的長處，對廢水進行集中處理，可發(fā)揮明顯的處理效能。應用膜分離技術處理精對苯二甲酸生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的工業(yè)廢水，能夠將工業(yè)廢水中所含有的對苯二甲酸處理掉，并且有效降低化學耗氧量自身的濃度。在實際使用過程中發(fā)現(xiàn)，膜分離技術雖然能夠發(fā)揮良好的效果，但是也存在一定局限，主要是未能兼顧到廢水循環(huán)應用，處理后的工業(yè)廢水中含有一定劑量的催化劑，無法實現(xiàn)循環(huán)利用。
3.2.3 酸析技術
我國加入巴黎氣候協(xié)定后，更加重視對于工業(yè)廢水的處理。酸析技術是比較重要的物化處理技術，利用酸與生產(chǎn)廢水中相應物質進行物化反應，使其沉淀，然后調節(jié)pH值，有效分離和降解廢水中有害物質。一般情況下，廢水pH值調節(jié)到2~4，即可實現(xiàn)高效分離，此種技術可將廢水中有害物質降解到>70%。
四、PTA生產(chǎn)污水減量化處理展望
4.1 “全水”系統(tǒng)
《國務院關于實行最嚴格水資源管理制度的意見》中提出了“用水總量、用水效率與水污染排放”三條紅線管理要求，涉及取水、用水、污水收集與處理、污水排放的全過程?！叭毕到y(tǒng)是遵循系統(tǒng)工程原理，應用全生命周期理念，基于生產(chǎn)過程內完整的水循環(huán)過程，從供(取)水-用水-污(廢)水收集-污(廢)水處理-達標尾水排放與再生水回用-污泥處理處置及資源化等與水管理相關的全流程出發(fā)，統(tǒng)籌考慮各系統(tǒng)相互間的協(xié)同與制約關系，梳理出主要控制節(jié)點與關鍵環(huán)節(jié)，并通過全系統(tǒng)平衡分析來明確各節(jié)點及環(huán)節(jié)的控制要求，實現(xiàn)水資源與水環(huán)境管理的良性發(fā)展。
4.2 污廢水處理模式
生產(chǎn)污水與含鹽廢水分類收集、分質處理、分開收集與排放;生產(chǎn)污水與含鹽廢水統(tǒng)一排放至集中的處理設施統(tǒng)一處理并再生回用。生產(chǎn)污水系統(tǒng)收集與處理以有機污染為主的生產(chǎn)生活污水;含鹽廢水系統(tǒng)收集與處理以無機污染為主的含鹽廢水，主要包括循環(huán)排污水、除鹽水站排污水及鍋爐排污水等。
目前PTA生產(chǎn)工藝以燒結金屬過濾器回收氧化和精制外排母液中的TA、PT酸，CRU回收金屬鈷錳、反滲透膜回收氧化廢水中稀酸、綜合回收PTA精制廢水中的TA、PT酸及水全回用，實現(xiàn)源頭控制污水量及降低污水處理負荷，實現(xiàn)資源循環(huán)利用。
五、結束語
綜上所述，精對苯二甲酸是重要的化工原料，在生產(chǎn)生活廣泛應用，但是其生產(chǎn)過程會產(chǎn)生大量廢水，廢水中含有較多雜質，結合現(xiàn)有生產(chǎn)廢水處理技術，從物化處理技術和生化處理技術兩個方向，對精對苯二甲酸生產(chǎn)廢水處理進行分析，并展望了PTA污水減量化處理的方向，以實現(xiàn)資源循環(huán)利用、高質量發(fā)展、綠色發(fā)展。( >
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