摘 要: 將聚酯生產(chǎn)的高濃度廢水, 經(jīng)水解酸化預(yù)處理后, 與低濃度廢水混合, 再經(jīng)二段生物接觸氧化和混凝沉淀處理, 出水COD值可達(dá)30mg/L左右。

關(guān)鍵詞: 聚酯廢水,處理,水解酸化,接觸氧化,混凝沉淀

1 工程概況

太倉(cāng)某化纖廠總投資10億元人民幣, 占地約 30萬(wàn)m2, 年產(chǎn)FDY長(zhǎng)絲4萬(wàn)t、POY長(zhǎng)絲8萬(wàn)t、聚酯切片6萬(wàn)t。該廠采用PTA(精對(duì)苯二甲酸)和 EG(乙二醇)為主要原料, 以直接酯化法生產(chǎn)PET 聚酯。所謂直接酯化法, 是指PTA與EG直接酯化生成對(duì)苯二甲酸乙二醇酯( BHET ), 再經(jīng)縮聚生成聚酯( PET)。

聚酯生產(chǎn)廢水主要來(lái)自于生產(chǎn)過(guò)程中的酯化和縮聚兩個(gè)工段, 這部分廢水濃度較高, 主要含有對(duì)苯二甲酸、醋酸、甲醇、乙二醇、二甘醇、乙醛等有機(jī)物, 無(wú)色透明, 有刺激性氣味。廢水中乙二醇、乙醇、甲醇、醋酸均為可生化性好的易降解物質(zhì), 其它則較難生物降解。廢水的另一個(gè)來(lái)源為各種輔助設(shè)施產(chǎn)生的低濃度廢水, 主要有辦公樓、宿舍、食堂等的生活污水; 設(shè)備、地面沖洗廢水; 初期雨水等。

2 水質(zhì)、水量的設(shè)計(jì)

根據(jù)環(huán)評(píng)報(bào)告書(shū), 確定設(shè)計(jì)廢水水質(zhì)、水量如表1。

設(shè)計(jì)處理的出水水質(zhì), 執(zhí)行國(guó)家污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)5GB8978) 19966中的表4一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

3 處理工藝

3. 1 處理工藝原理

根據(jù)國(guó)內(nèi)外工程實(shí)際, 處理此類(lèi)廢水較常用的工藝為/厭氧+ 好氧0組合的生化處理工藝。考慮到厭氧工藝的一次性投資大, 運(yùn)行管理要求高, 因此選用水解酸化作為預(yù)處理工藝, 聚酯廢水中含有大量的有機(jī)高分子化合物, 通過(guò)厭氧狀態(tài)的水解酸化, 可以打斷高分子鏈, 使之變成小分子有機(jī)物, 以大大提高廢水的可生化性, 為后續(xù)階段的好氧生化處理創(chuàng)造有利條件。

3. 2 工藝流程

在工藝處理過(guò)程中, 首先將廢水分為高濃度廢水和低濃度廢水, 在酯化和縮聚工段的污水經(jīng)污水管道排向污水站, 并設(shè)置兩個(gè)閥門(mén), 將生產(chǎn)異常情況下的特高濃度廢水, 首先進(jìn)入事故池進(jìn)行存放, 等生產(chǎn)恢復(fù)正常后, 再少量、均勻地泵入調(diào)節(jié)池。高濃度廢水先經(jīng)水解酸化預(yù)處理, 再與低濃度廢水混合, 進(jìn)入接觸氧化池進(jìn)行好氧生化處理, 最后混凝沉淀, 實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放要求。

工藝流程如圖1所示。

3. 3 主要設(shè)計(jì)參數(shù)

3. 3. 1 中和池 廢水呈酸性, 向中和池內(nèi)投加液堿, 調(diào)節(jié)廢水的pH 為7 ~ 8。中和池外形尺寸為 1. 6m @1. 6m @4. 2m, 2座, 有效容積為19m3, 采用攪拌機(jī)攪拌混合。設(shè)置pH 自動(dòng)控制系統(tǒng), 自動(dòng)控制加堿量。

3. 3. 2 高濃度廢水調(diào)節(jié)池 由于廢水中含有乙醛等有害物質(zhì), 通過(guò)預(yù)曝氣, 吹脫去除一部分揮發(fā)性有毒有機(jī)物, 可減輕其對(duì)生化池的毒害作用, 降低后續(xù)反應(yīng)的處理負(fù)荷, 池內(nèi)采用穿孔管預(yù)曝氣混合, 外形尺寸為17. 5 m @12. 0 m @4. 2m, 1座, 有效容積為800m3。接觸氧化池Ñ的剩余污泥排入高濃度廢水調(diào)節(jié)池, 剩余污泥進(jìn)入水解池處理。

3. 3. 3 水解酸化池 水解酸化池可以降低COD 總量, 同時(shí)也可以提高可生化性, 將廢水中不易生物降解的有機(jī)物降解為易于生物降解的小分子有機(jī)物, 另外, 還同時(shí)處理了剩余活性污泥。其外形尺寸為7. 0m @7. 0 m @6. 5 m, 2 座, 有效容積為 600m3, 內(nèi)置彈性立體填料200m3。

3. 3. 4 接觸氧化池Ñ 利用好氧微生物對(duì)廢水中的有機(jī)物進(jìn)行去除, 接觸氧化池Ñ的外形尺寸為 6. 5m @9. 5 m @5. 5 m, 6 座, 有效容積為 1 925 m3, 內(nèi)置彈性立體填料1 600 m3。采用微孔曝氣軟管供氧, 18. 5 kW三葉羅茨風(fēng)機(jī)4臺(tái)。接觸氧化池是該工程的核心處理構(gòu)筑物, 采用二氧二沉的推流式布置, 更能適應(yīng)廢水水質(zhì)的變化, 有利于形成較長(zhǎng)的生物鏈, 填料上生長(zhǎng)的微生物相更加豐富, 可以提高生化處理效率, 使廢水處理更徹底。

3. 3. 5 中沉池 外形尺寸為4. 5 m @4. 5 m @ 5. 5m, 2 座。中沉池采用豎流式, 表面負(fù)荷率為 1. 0m3 /(m2# h)。

3. 3. 6 接觸氧化池Ò 外形尺寸為5. 5 m @ 9. 5m @4. 9 m, 6座, 有效容積為1 134 m3, 內(nèi)置彈性立體填料850 m3。采用微孔曝氣軟管供氧, 鼓風(fēng)機(jī)與接觸氧化池Ñ共用。

3. 3. 7 混凝沉淀池 外形尺寸為4. 5 m @4. 5 m @4. 9 m, 2座, 采用豎流式, 表面負(fù)荷率為1. 0 m3 / (m2# h)。

3. 3. 8 低濃度廢水調(diào)節(jié)池 外形尺寸為15. 2 m @6. 0 m @4. 2m, 1座, 有效容積為342m3。

3. 3. 9 事故池 外形尺寸為17. 5 m @9. 6 m @ 4. 2m, 1座, 有效容積為640 m3。

4 調(diào)試與運(yùn)行

4. 1 生化系統(tǒng)的調(diào)試

在工廠正式投產(chǎn)前, 用生活污水及河水注滿水解酸化池和接觸氧化池Ñ。接種污泥為城市污水處理廠的剩余活性污泥, 水解池的污泥TSS接種量為10 kg/m3, 接觸氧化池Ñ的污泥TSS接種量為 2 kg/m3, 接觸氧化池Ò不再另外加菌種, 采用前段出水中攜帶的微生物進(jìn)行自然掛膜、馴化, 只提供適量的氧氣。接觸氧化池Ñ接種污泥后悶曝一天, 次日起即以低濃度廢水(主要是生活污水)連續(xù)進(jìn)水, 隨水流出的懸浮物在中沉池中沉淀, 調(diào)試初期的剩余污泥排入污泥濃縮池, 壓濾后外運(yùn)處置。數(shù)日后, 接觸氧化池Ñ開(kāi)始變清, 填料上生長(zhǎng)有黃色的生物膜。接觸氧化池填料上的生物膜培養(yǎng)完成后, 即開(kāi)始加入高濃度廢水。

工廠試生產(chǎn)后, 由于生產(chǎn)不穩(wěn)定, 各類(lèi)設(shè)備、管道清洗頻繁, 大量的原料隨清洗廢水排出, 高濃度廢水的水質(zhì)波動(dòng)極大, 水量也較大, COD值達(dá)到 9 000~ 40 900 mg /L(偶爾達(dá)到了45 280 mg /L), 只能使用河水(處理系統(tǒng)出水后采用系統(tǒng)排出水) 按一定比例稀釋后進(jìn)入接觸氧化池, 快速提高接觸氧化池的處理量; 另一部分高濃度廢水每天間歇進(jìn)入水解池, 還有一部分高濃度廢水暫時(shí)存貯于事故池內(nèi)。由于進(jìn)水濃度過(guò)高, 接觸氧化池Ñ的首端出現(xiàn)了供氧不足的現(xiàn)象, 而且接觸氧化池Ñ內(nèi)重新出現(xiàn)了大量的懸浮狀態(tài)的活性污泥。據(jù)此分析認(rèn)為, 該類(lèi)廢水比較容易生化降解, 因此調(diào)試期間將運(yùn)行方式調(diào)整為:

( a)高濃度廢水全部直接進(jìn)入水解酸化池;

( b)中沉池的剩余污泥排到調(diào)節(jié)池, 同時(shí)適當(dāng)加大預(yù)曝氣風(fēng)量, 在一定程度上把調(diào)節(jié)池變成了活性污泥池, 以提高調(diào)節(jié)池污染物的去除效果;

( c)在中沉池的排泥管上接出一根支管, 回流活性污泥到接觸氧化池Ñ的進(jìn)水口, 接觸氧化池Ñ 由此改成了/懸浮的活性污泥和附著的生物膜0共生的泥膜系統(tǒng), 不但大大增加了系統(tǒng)的生物量, 而且解決了供氧與需氧之間的矛盾。

隨著工廠的正式投產(chǎn), 高濃度廢水的COD值波動(dòng)趨于平緩, COD的平均值逐漸降低, 一般在 6 000~ 8 500mg /L之間, 水量也大幅回落, 好氧生化處理系統(tǒng)已經(jīng)基本運(yùn)行正常。水解酸化池隨著好氧生化系統(tǒng)剩余污泥的不斷補(bǔ)充及時(shí)間的延長(zhǎng), 污泥逐漸馴化, 水面逐漸出現(xiàn)密集的氣泡, 說(shuō)明有部分污泥已經(jīng)進(jìn)入?yún)捬醍a(chǎn)氣階段。

4. 2 混凝沉淀池的調(diào)試

生化系統(tǒng)開(kāi)始調(diào)試時(shí), 出水中攜帶有大量不適應(yīng)新環(huán)境而被淘汰的微生物, 通過(guò)投加PAC、 PAM, 去除這些懸浮物。隨著生化系統(tǒng)的逐漸正常運(yùn)行, 出水懸浮物濃度逐漸下降, 尤其是在改為泥膜法運(yùn)行后, 接觸氧化池Ò出水一直比較清澈透明, COD值也遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)出水水質(zhì)。即使前段泥膜系統(tǒng)有些波動(dòng)時(shí), 出水COD值變化也不明顯, 表現(xiàn)出運(yùn)行的穩(wěn)定性很好, 此時(shí)僅少量投加 PAC、PAM即可。

4. 3 運(yùn)行結(jié)果

經(jīng)過(guò)約三個(gè)月的調(diào)試和運(yùn)行, 系統(tǒng)處理出水水質(zhì)優(yōu)于設(shè)計(jì)要求, 于2005年12月28日、30日進(jìn)行了驗(yàn)收監(jiān)測(cè), 出水水質(zhì)指標(biāo)摘錄于表2。該套裝置運(yùn)行至今, 運(yùn)行狀況良好, 出水水質(zhì)優(yōu)良, 對(duì)其抽查結(jié)果如表3所示, 現(xiàn)在出水已經(jīng)全部回用于生產(chǎn)和綠化。

5 結(jié) 語(yǔ)

該工程經(jīng)過(guò)三年多的實(shí)際運(yùn)行結(jié)果表明:

( 1)聚酯廢水采用水解酸化- 接觸氧化處理工藝, 是切實(shí)可行的, 能很穩(wěn)定地運(yùn)行, 出水水質(zhì)符合江蘇省地方標(biāo)準(zhǔn)5DB32 /T 1072) 20076, 出水現(xiàn)已全部回用;

( 2)該工藝剩余生化污泥可以自身處理, 僅需壓濾少量的物化污泥;

( 3)聚酯廢水的可生化性較好, 濃度較高, 曝氣池不宜采用推流式;

( 4)泥膜共生系統(tǒng)的污泥濃度高, 抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng), 運(yùn)行較為穩(wěn)定。

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