化工分离小贴士

工业革命带来经济快速发展的同时，也带来了废水、废弃物的持续增加。在环境保护法规的要求和促使下，工业界已经采取更加环保和经济的行动，特别是在可持续性废弃物解决方案的发展。循环经济已经成为各国政府和企业进行可持续发展的一个核心议题，过去被视为“废弃物”的东西越来越多的正在变为可回收利用的资源。

杜邦水处理解决方案业务部门通过多种技术、产品的组合使用（如下图所示），为工业客户提供了广泛的、切实可行的解决方案，达到处理废弃物和回收有价值产品的目标。在此，主要讨论杜邦离子交换树脂和吸附树脂在废水有机物处理和回收上的应用。

有机物的去除
有机物的去除是废水处理中一个讨论重点。废水体系中有机物组成通常是达到国家污染物排放许可或水回用的一个关键参数。
• 对于废水排放，有机物通常以BOD、COD、TOC或O&G表示。若废水送至城市污水处理厂进行处理，有机物的含量与废水处理费用直接相关。
• 对于废水回用，有机物含量会对下游的纳滤或反渗透膜系统造成影响，需要通过预处理加以脱除。
在污染土壤的环境修复中，有机物/ 溶剂/ 燃料的去除常常是工作的重点。

产水和废水中除油
油在工业废水中以多种形式存在，包括游离油、乳化油、亲油性固体和溶解油。含油废水的来源之一是炼油厂和化学厂的顶部馏分。此外，对作为油气钻井副产品而与水力压裂相关的水尤其是产水进行处理，可回收有价值的碳氢化合物使水适于回收或处理。

游离油
当油滴足够大时，在静置条件下游离油会迅速上升到水箱表面。在这种情况下，油可以通过水箱溢流堰和溢油回收器除去。然而，几微米大的小油滴很难以这种方式除去。

乳化油
油和水可以通过剪切力混合形成乳状液，该剪切力可来源于泵输送、溅入水箱或任何可以分解和分散大油滴的过程。机械乳化油通过电荷和其他作用力达到稳定的，可形成几微米到几百微米不等的液滴。

其中最小的油滴，很难通过传统的机械方法去除，但该种乳化油可以用装有AmberLite™ ROC110 树脂的离子交换树脂床，通过聚结和排放的方法去除。

这种填充床除油系统的主要特征包括：
• 无化学絮凝剂添加
• 连续运行
• 系统可设计为顺流或逆流运行方式
• 树脂无需再生
• 耐高温，有利于重油加工
•树脂寿命长
溶解/ 水溶性油

溶解油是油谱中的水溶性分子，如：
• 苯、乙苯、甲苯和二甲苯–统称为“苯系物”
• 汽油范围有机物(GROs) –典型的C6-C12 化合物
• 柴油范围有机物(DROs) –典型的C10-C28 化合物
• 总石油烃(TPH)
• 酚类和环烷酸

这些化合物是不带电的含碳化合物，无法通过离子方式处理，必须通过吸附去除。杜邦AmberSorb™和AmberLite™XAD™聚合物吸附剂能够有效的去除各种该类型的有机化合物。

应用
• 碳氢化合物的生产：产水
• 碳氢化合物的运输：压舱水、与甲烷水合抑制剂有关的苯系物BTEX
• 碳氢化合物精炼厂：原油脱盐剂、工艺冷凝水
• 化学加工工业
• 食品行业含油废水的处理
• 其他油水混合的工艺
乳化油和溶解油的去除

工业废水中去除芳香类&酚类化合物
苯酚工业生产的许多材料是有毒的，不能未经处理就排放。目前的处理工艺通常包括生物降解、化学氧化或活性炭吸附。由于对操作条件敏感，这些工艺可能运行不稳定，会对产品造成影响。因为废水中的有机物尤其是酚类的含量很高(1-5%)，对这类有机废物进行回收，具有非常大的经济价值。

苯和异丙苯
使用杜邦AmberSorb™L493 和AmberLite™XAD™ 4聚合物吸附树脂，可以很容易将苯和异丙苯从废水中去除。在一个合理设计的系统中，苯泄漏量在1ppm以下。可以使用乙醇、丙酮等溶剂或蒸汽对树脂进行再生。

苯酚
AmberLite™XAD™4 和AmberSorb™L493 聚合物吸附树脂在世界多地被用来从废水中去除苯酚。对苯酚浓度高达20000ppm的废水，都可以被有效的处理。树脂对苯酚处理能力随苯酚浓度的升高而增加。可使用 0.5% 的氢氧化钠或丙酮、甲醇、甲醛等溶剂或蒸汽对树脂进行再生。其中丙酮较常用，因为大部分苯酚工厂也生产丙酮。

双酚A
AmberLite™ XAD™4和AmberSorb™ L493 聚合物吸附树脂已被证明能有效的从废水中去除双酚A。可使用丙酮或甲醇等溶剂进行再生。丙酮最常用，因为它是BPA反应的一种原料，并且双酚A/ 丙酮清洗剂可以通过回收返回到反应器中。也可使用蒸汽对AmberSorb™ L493 进行有效地再生。

烷基酚类/ 环烷酸
可使用AmberLite™ XAD™4 和AmberSorb™聚合物吸附树脂从废水中去除烷基酚。然而，由于这些酚类通常含有大的有机侧链，AmberLite™ XAD16 等具有较大孔径的聚合物吸附树脂可能会更有效。通常可使用甲醇、乙醇、丙酮或异丙醇等溶剂进行再生。

乳化油
在某些情况下，可能需要从化学工艺中去除乳化油。参考上一节（产水和废水中除油）

应用
• 石化行业废水处理：烃类回收和遵守排放要求
• 冶金行业：特定金属的车间废物
• 塑料和其他化学制造业
• 清洗水
芳香类和酚类化合物的去除

天然有机物(NOM) 的去除
天然有机物（ NOM）存在于许多地表水源中，是植物等有机物质腐烂后的副产物。在自然状态下，NOM 没有特别的健康危害，尽管它会使水变成黄褐色而产生审美上的问题。然而，当使用次氯酸盐和氯胺作为消毒剂时，这些氧化物可以和NOM反应生成一类叫做消毒副产物（DBPs）的受管控化合物。去除 NOM 可以降低 DBPs（如三卤甲烷前体物-THMFP）和所需消毒剂的用量。

NOM 对下游离子交换树脂(IX) 和反渗透膜(RO) 系统的影响
在树脂应用中，水中的“天然”有机物对脱盐系统中的阴离子树脂有危害，因为有机物会污染该树脂。污染指这类有机物在树脂再生时不能有效的洗脱，从而发生积聚。污染是树脂性能下降的最常见原因，导致了产水成本的增加。

由于有机物污染和/或生物污染，进水中的有机物也会对反渗透膜（ RO）运行性能造成危害。进水中有机物的去除，将有助于 RO 系统的运行可靠性，并降低清洗频率和清洗化学成本。

解决方案
可采用树脂技术，去除水中的天然有机物。根据有机物组成和操作环境，依据吸附和离子交换相组合的机理进行脱除。

NOM 也可以通过纳滤或反渗透有效去除。然而在这种环境下，膜可能遭受生物和/ 或有机物污染，造成诸如清洗频率升高和膜寿命降低等操作困难。在这种情况下树脂清除剂往往可以用作膜的保护手段。
树脂清除剂，即可用作树脂或膜处理系统前的保护床，以去除大部分有机物，也可用作系统后的抛光处理。

应用
• 选择性树脂的保护床
• 工业级废水回用
• 冷却塔排污水
• 脱盐