太仓某化纤厂聚酯废水处理实例
摘 要: 将聚酯生产的高浓度废水, 经水解酸化预处理后, 与低浓度废水混合, 再经二段生物接触氧化和混凝沉淀处理, 出水COD值可达30mg/L左右。
关键词: 聚酯废水,处理,水解酸化,接触氧化,混凝沉淀
1 工程概况
太仓某化纤厂总投资10亿元人民币, 占地约 30万m2, 年产FDY长丝4万t、POY长丝8万t、聚酯切片6万t。该厂采用PTA(精对苯二甲酸)和 EG(乙二醇)为主要原料, 以直接酯化法生产PET 聚酯。所谓直接酯化法, 是指PTA与EG直接酯化生成对苯二甲酸乙二醇酯( BHET ), 再经缩聚生成聚酯( PET)。
聚酯生产废水主要来自于生产过程中的酯化和缩聚两个工段, 这部分废水浓度较高, 主要含有对苯二甲酸、醋酸、甲醇、乙二醇、二甘醇、乙醛等有机物, 无色透明, 有刺激性气味。废水中乙二醇、乙醇、甲醇、醋酸均为可生化性好的易降解物质, 其它则较难生物降解。废水的另一个来源为各种辅助设施产生的低浓度废水, 主要有办公楼、宿舍、食堂等的生活污水; 设备、地面冲洗废水; 初期雨水等。
2 水质、水量的设计
根据环评报告书, 确定设计废水水质、水量如表1。
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设计处理的出水水质, 执行国家污水综合排放标准5GB8978) 19966中的表4一级标准。
3 处理工艺
3. 1 处理工艺原理
根据国内外工程实际, 处理此类废水较常用的工艺为/厌氧+ 好氧0组合的生化处理工艺。考虑到厌氧工艺的一次性投资大, 运行管理要求高, 因此选用水解酸化作为预处理工艺, 聚酯废水中含有大量的有机高分子化合物, 通过厌氧状态的水解酸化, 可以打断高分子链, 使之变成小分子有机物, 以大大提高废水的可生化性, 为后续阶段的好氧生化处理创造有利条件。
3. 2 工艺流程
在工艺处理过程中, 首先将废水分为高浓度废水和低浓度废水, 在酯化和缩聚工段的污水经污水管道排向污水站, 并设置两个阀门, 将生产异常情况下的特高浓度废水, 首先进入事故池进行存放, 等生产恢复正常后, 再少量、均匀地泵入调节池。高浓度废水先经水解酸化预处理, 再与低浓度废水混合, 进入接触氧化池进行好氧生化处理, 最后混凝沉淀, 实现达标排放要求。
工艺流程如图1所示。
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3. 3 主要设计参数
3. 3. 1 中和池 废水呈酸性, 向中和池内投加液碱, 调节废水的pH 为7 ~ 8。中和池外形尺寸为 1. 6m @1. 6m @4. 2m, 2座, 有效容积为19m3, 采用搅拌机搅拌混合。设置pH 自动控制系统, 自动控制加碱量。
3. 3. 2 高浓度废水调节池 由于废水中含有乙醛等有害物质, 通过预曝气, 吹脱去除一部分挥发性有毒有机物, 可减轻其对生化池的毒害作用, 降低后续反应的处理负荷, 池内采用穿孔管预曝气混合, 外形尺寸为17. 5 m @12. 0 m @4. 2m, 1座, 有效容积为800m3。接触氧化池Ñ的剩余污泥排入高浓度废水调节池, 剩余污泥进入水解池处理。
3. 3. 3 水解酸化池 水解酸化池可以降低COD 总量, 同时也可以提高可生化性, 将废水中不易生物降解的有机物降解为易于生物降解的小分子有机物, 另外, 还同时处理了剩余活性污泥。其外形尺寸为7. 0m @7. 0 m @6. 5 m, 2 座, 有效容积为 600m3, 内置弹性立体填料200m3。
3. 3. 4 接触氧化池Ñ 利用好氧微生物对废水中的有机物进行去除, 接触氧化池Ñ的外形尺寸为 6. 5m @9. 5 m @5. 5 m, 6 座, 有效容积为 1 925 m3, 内置弹性立体填料1 600 m3。采用微孔曝气软管供氧, 18. 5 kW三叶罗茨风机4台。接触氧化池是该工程的核心处理构筑物, 采用二氧二沉的推流式布置, 更能适应废水水质的变化, 有利于形成较长的生物链, 填料上生长的微生物相更加丰富, 可以提高生化处理效率, 使废水处理更彻底。
3. 3. 5 中沉池 外形尺寸为4. 5 m @4. 5 m @ 5. 5m, 2 座。中沉池采用竖流式, 表面负荷率为 1. 0m3 /(m2# h)。
3. 3. 6 接触氧化池Ò 外形尺寸为5. 5 m @ 9. 5m @4. 9 m, 6座, 有效容积为1 134 m3, 内置弹性立体填料850 m3。采用微孔曝气软管供氧, 鼓风机与接触氧化池Ñ共用。
3. 3. 7 混凝沉淀池 外形尺寸为4. 5 m @4. 5 m @4. 9 m, 2座, 采用竖流式, 表面负荷率为1. 0 m3 / (m2# h)。
3. 3. 8 低浓度废水调节池 外形尺寸为15. 2 m @6. 0 m @4. 2m, 1座, 有效容积为342m3。
3. 3. 9 事故池 外形尺寸为17. 5 m @9. 6 m @ 4. 2m, 1座, 有效容积为640 m3。
4 调试与运行
4. 1 生化系统的调试
在工厂正式投产前, 用生活污水及河水注满水解酸化池和接触氧化池Ñ。接种污泥为城市污水处理厂的剩余活性污泥, 水解池的污泥TSS接种量为10 kg/m3, 接触氧化池Ñ的污泥TSS接种量为 2 kg/m3, 接触氧化池Ò不再另外加菌种, 采用前段出水中携带的微生物进行自然挂膜、驯化, 只提供适量的氧气。接触氧化池Ñ接种污泥后闷曝一天, 次日起即以低浓度废水(主要是生活污水)连续进水, 随水流出的悬浮物在中沉池中沉淀, 调试初期的剩余污泥排入污泥浓缩池, 压滤后外运处置。数日后, 接触氧化池Ñ开始变清, 填料上生长有黄色的生物膜。接触氧化池填料上的生物膜培养完成后, 即开始加入高浓度废水。
工厂试生产后, 由于生产不稳定, 各类设备、管道清洗频繁, 大量的原料随清洗废水排出, 高浓度废水的水质波动极大, 水量也较大, COD值达到 9 000~ 40 900 mg /L(偶尔达到了45 280 mg /L), 只能使用河水(处理系统出水后采用系统排出水) 按一定比例稀释后进入接触氧化池, 快速提高接触氧化池的处理量; 另一部分高浓度废水每天间歇进入水解池, 还有一部分高浓度废水暂时存贮于事故池内。由于进水浓度过高, 接触氧化池Ñ的首端出现了供氧不足的现象, 而且接触氧化池Ñ内重新出现了大量的悬浮状态的活性污泥。据此分析认为, 该类废水比较容易生化降解, 因此调试期间将运行方式调整为:
( a)高浓度废水全部直接进入水解酸化池;
( b)中沉池的剩余污泥排到调节池, 同时适当加大预曝气风量, 在一定程度上把调节池变成了活性污泥池, 以提高调节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, 回流活性污泥到接触氧化池Ñ的进水口, 接触氧化池Ñ 由此改成了/悬浮的活性污泥和附着的生物膜0共生的泥膜系统, 不但大大增加了系统的生物量, 而且解决了供氧与需氧之间的矛盾。
随着工厂的正式投产, 高浓度废水的COD值波动趋于平缓, COD的平均值逐渐降低, 一般在 6 000~ 8 500mg /L之间, 水量也大幅回落, 好氧生化处理系统已经基本运行正常。水解酸化池随着好氧生化系统剩余污泥的不断补充及时间的延长, 污泥逐渐驯化, 水面逐渐出现密集的气泡, 说明有部分污泥已经进入厌氧产气阶段。
4. 2 混凝沉淀池的调试
生化系统开始调试时, 出水中携带有大量不适应新环境而被淘汰的微生物, 通过投加PAC、 PAM, 去除这些悬浮物。随着生化系统的逐渐正常运行, 出水悬浮物浓度逐渐下降, 尤其是在改为泥膜法运行后, 接触氧化池Ò出水一直比较清澈透明, COD值也远低于设计出水水质。即使前段泥膜系统有些波动时, 出水COD值变化也不明显, 表现出运行的稳定性很好, 此时仅少量投加 PAC、PAM即可。
4. 3 运行结果
经过约三个月的调试和运行, 系统处理出水水质优于设计要求, 于2005年12月28日、30日进行了验收监测, 出水水质指标摘录于表2。该套装置运行至今, 运行状况良好, 出水水质优良, 对其抽查结果如表3所示, 现在出水已经全部回用于生产和绿化。
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5 结 语
该工程经过三年多的实际运行结果表明:
( 1)聚酯废水采用水解酸化- 接触氧化处理工艺, 是切实可行的, 能很稳定地运行, 出水水质符合江苏省地方标准5DB32 /T 1072) 20076, 出水现已全部回用;
( 2)该工艺剩余生化污泥可以自身处理, 仅需压滤少量的物化污泥;
( 3)聚酯废水的可生化性较好, 浓度较高, 曝气池不宜采用推流式;
( 4)泥膜共生系统的污泥浓度高, 抗冲击负荷能力强, 运行较为稳定。
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