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PTA污水处理工程实例

来源:首页 | 时间:2018-12-22

  (中石化仪征化纤股份有限公司 给排水厂生化二车间,江苏 仪征 211900)

  摘要:采用厌氧+两段好氧工艺处理PTA污水,在进水CODcr值达到5000-8500mg/L的情况下,经过厌氧反应器(AF)处理工艺,CODcr的去除率可达到80%以上,Mn去除率达到50%,有效降低了后续两段好氧生化处理的负荷。

  仪征化纤给排水厂生化二车间系化工厂新建45×104t/a精对苯二甲酸(PTA)项目的配套工程,负责该装置所产生的PTA污水的处理。根据PTA污水的特点,选用“厌氧+两段好氧”的工艺,最终出水水质标准执行《污水综合排放标准》(CB8978—1996)一级标准。在前段厌氧处理系统中,采用的厌氧反应器(AF)工艺完全由德国Envirosia公司提供。在厌氧处理系统中可去除污水中80%以上的CODcr和BOD5以及50%的Mn2+,从而大大降低后续的好氧处理系统的负荷。

  进场PTA污水是经化工厂污水预处理站进行酸沉处理后的污水。主要污染物包括精对苯二甲酸(PTA)、对苯二甲酸(TA)、苯甲酸(BA)、醋酸(HAC)及甲酸、醋酸酯等,其中30%的CODcr来源于对苯二甲酸,40%-50%的CODcr来源于精对苯二甲酸。

  PTA污水首先在均质池进行水质均质和水量调节,均质池设计停留时间为48h。如果在线COD分析仪测得的p(CODcr)8 500mg/L或温度计测得的露40℃时,将通过PLC系统自动切换阀门,使污水进人事故池中暂存。

  在中和池中投加适量的氨水及磷酸,以补充氮、磷营养元素的不足。然后污水溢流至泵槽,由3台潜污泵打人厌氧反应器中。在泵槽通往厌氧反应器的管道上,装有碱投加系统。

  厌氧反应器(AF)是污水厌氧处理系统的主体构筑物,是上流式厌氧污泥床与厌氧生物接触池的组合体。厌氧反应器呈圆柱形,直径34.6m,高9.5m,2座,每座有效容积8000m3,水力停留时间40h。

  污水首先通过配水系统均匀地分布于厌氧反应器的底部。厌氧反应器内,装填有漂浮的污泥载体——聚丙烯填料。在漂浮的填料层下面,距反应器底部1-2m范围内,存在一个SS的质量浓度可高达60-80g/L甚至更高的污泥层——厌氧污泥床。污泥层上部为污泥悬浮层,厌氧污泥附着在填料的表面进行生长、繁殖,并在填料间以絮凝漂浮物形式存在。在对有机物进行厌氧降解的过程中,污水中大部分有.机物得到降低,CODcr浓度降低,并产生以甲烷为主要成分的沼气。

  厌氧反应器产生的剩余污泥被送人厌氧污泥储存池中,再进入污泥处理系统进行处理。

  由于厌氧甲烷菌对温度·的变化比较敏感,因此,温度是影响厌氧处理的一个重要因素。厌氧反应器内温度应控制在35-38℃之间,并且1d的温度变化不超过1℃。在中和池中装有温度监控系统,由设定的水温控制加温蒸汽阀门开度的大小。

  pH值与酸碱度是厌氧消化中的重要控制因素。甲烷菌的适宜pH值为6.6-7.8,最佳pH值在6.8-7.2之间。厌氧反应器内pH值的监控通过装在厌氧反应器进水管上的pH计与碱投加系统联锁。

  厌氧反应器培菌阶段的污泥来源于扬子石化UASB厌氧污泥及给排水厂生化一车间污泥消化池中的厌氧污泥。经过一年的试运行,对厌氧反应器中不同高度的7个取样点的污泥性能的分析表明,厌氧反应器中的污泥状态良好,且厌氧污泥总量已稳定在一定的水平。在厌氧反应器内有机负荷率小于1(kg[CODcr]/(kg[VSS]·d)时,就可向厌氧污泥储存池中进行排泥。如果出现由于过载、中毒、pH值失调造成厌氧反应器工作异常的情况,可通过泵将其中部分或者全部的污泥送人厌氧反应器内,以促进厌氧污泥性能的恢复。

  厌氧反应器的出水一部分回流至中和池中与人流污水相混合,这样可较好地控制pH值,稀释入场污水,避免较高浓度的对苯二甲酸和醋酸对反应的冲击。本系统中采用的厌氧反应器污水回流率为2.30。

  厌氧污泥中有机物质的碳氮比,对消化过程影响很大。含氮量过低,即碳氮比太高,则组成细菌的氮量不足,消化液中HC03-(以NHnHC03形式存在)浓度低,缓冲能力差,pH值容易下降;反之,含氮量过高,即碳氮比太低,铵盐过度积累,pH值可上升到8.0以上,也会抑制甲烷细菌的生长繁殖。在本厌氧系统中,m(CODcr):m(N):m(P)的比值控制在400:5:1左右。

  无氧环境是产甲烷菌繁殖的最基本条件之一。产甲烷菌对氧和氧化剂非常敏感,这是因为它不象好氧菌那样具有过氧化氢酶。厌氧反应器介质中的氧浓度可根据浓度与电位的关系判断,即由氧化还原电位Eh表达。专性厌氧细菌要求Eh在-200到-250mV之间,专性厌氧的产甲烷菌要求Eh更低,为—300到-600 mV。在试运行一年时间内,厌氧反应器中氧化还原电位逐步走低,目前维持在-450到-520mV之间。

  任何过量的有毒物质都将影响厌氧处理系统的正常运行。对厌氧生物处理来说,最主要的有毒物质是溶解性重金属[1]。

  仪征化纤给排水厂生化二车间于2001年10月18日正式开工建设,2002年10月20日进行厌氧系统的培菌工作,试生产一年来,厌氧系统运行稳定,各项工艺参数均在控制范围内,厌氧控制系统PLC 工作良好,CODcr及总锰去除率持续升高。厌氧系统进出水水量水质分析见表1。

  从表1中可以看出,厌氧反应器中CODcr去除率呈逐月上升趋势,目前已达到85%以上,而厌氧出水总锰含量维持在较低水平,这样就大大降低了后续两段好氧工艺的负荷,保证了最终出水的达标排放。从2003年2月到矍2月份的沼气产量变化中也可看出CODcr负荷去除率的增加。我们以其中一个厌氧反应器为例,沼气实际产量分析见图2:

  ①采用厌氧反应器工艺对高浓度的PTA污水进行处理,处理效果明显,经过一年的实际运行,证明配合后续的两段好氧生物处理工艺,出水达标排放是完全可以做到的。

  ②厌氧反应器系统的自动化程度高,操作方便,但同时对现场在线仪表及自控联锁系统提出了更高的要求,需要进行更为细致、复杂的定期维护工作[2]。

  [1] 上海市环境保护局.废水生化处理[M].上海:同济大学出版社,1999.

  [2]牛新征,盛定合.化纤污水处理场开车前活性污泥的驯化[J],工业用水与废水,2001,32(1):48—51.

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