石化PTA污水处理工艺流程的确定
1 概况
石化20万T/A聚酯二阶段工程污水处理部分是在原污水处理场基础上进行改扩建完成的，主要承担聚酯二阶段工程PTA等工艺装置产生的工业污水和生活污水的处理任务。新增处理规模为800m3/H，并对原污水处理系统进行改造，使整个污水处理场的处理能力达到了1320m3/H。聚酯二阶段工程产生的工业污水比较复杂，尤其是PTA污水是较难处理的废水，所以，选择一个合理的处理工艺，无论对压缩基建投资还是对节约运行费用，都会产生重要的作用。
2 工艺方案选择
2．1 国内PTA污水处理情况
（1）扬子石化PTA污水处理。采用厌氧＋好氧工艺，经过多年改造现已由UASB（上浮厌氧污泥床）改为厌氧复合床。即向池内添加软性填料，使厌氧池的运行基本保持稳定。由于软性填料本身不耐用，几年需要更换一次，厌氧污泥易流失等原因致使影响处理效果。所以，出水达不到国家排放标准，还需排放至下一级污水场继续处理。
（2）仪征化纤PTA污水处理。采用厌氧＋空曝工艺，所采用的厌氧池是带三相分离器的厌氧生物滤池，即UASB＋纤维滤料（软性填料）进水经过脉冲发生器间断进水，保持配水系统布水均匀。其为中温型、敞开式结构，冬天不需保温。该系统设置了较大容积的调节池，停留时间为3．5天，避免了系统受到冲击。厌氧＋普通空曝之后，出水COD在600mg/L左右，仍需排放到总厂污水处理进行再处理。
（3）乌石化PTA污水处理采用两段普通空曝工艺，虽然处理后的污水可达到国家排放标准，但是停留时间长、占地大、能耗高、污泥产量大、处理成本高。
2．3 选择主体工艺
从上面的比较可以看到，两段空曝工艺达能实现达标排放，但聚酯工程PTA污水处理是在老厂区依托现有处理设施扩建。如果采用两段空曝方案必须全部占用化工厂的后期雨水池，这样以来，会破坏后期雨水池的隔油作用，有可能使排放的雨水油含量超标，引发新的环保问题。而且根据公司多年的污水处理运行经验，一级处理不宜采用普通空曝法。前些年在使用普通空曝法工艺对高浓度的dmT废水进行预处理时，经常发生污泥膨胀引起的污泥流失现象，尤其是在受到冲击的情况下更是如此。而在1986～1989年将普通空曝法改为安装软性填料的接触氧化法后，基本上避免了污泥膨胀引起的污泥流失现象，耐冲击负荷的能力较强，污泥生成量少，所以此次扩建一级处理仍采用接触氧化法。
另外，石化污水处理场从1986年开始使用纯氧曝气活性污泥法处理dmT废水，一直保持了较高的处理综合合格率，多年来积累了大量的运行经验。以氧气代替空气，由于氧气分压大，转移率高，能使曝气池内溶解氧维护在6～8mg/L之间。在这种高浓度的溶解状况下，能产生密实易沉的活性污泥，即使BOD污泥负荷达1．0kg/kg.MLSS.d也不会发生污泥膨胀现象。由于污泥密度大、易于沉淀浓缩、在曝气池内污泥浓度可达5～7g/L，从而增大了容积负荷，缩短了曝气时间。与空曝相比纯氧曝气具有高效、低电耗、占地面积小、剩余污泥少的特点。而且在污水处理场扩建之前，邻近空分厂的制氧装置也进行了扩建，有充足的氧气资源可利用，所以二级处理采用纯氧曝气。
2．4 纯氧曝气装置选定
纯氧曝气部分是工艺流程中的关键部分，常见的纯氧曝气有密闭式纯氧装置和敞开式纯氧装置两种，表1列出了处理水量为800m3/H、进水COD为1500mg/L时，这两种纯氧装置所需要的各种条件和基本数据。
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敞开式工艺控制简单、不会因产生可燃气体等原因给装置的运行带来危险性，但其各项工艺性能指标比密闭式稍差，还存在喷咀容易被聚酯污水中带来的纤维类杂物堵塞等严重问题。而LINDE公司密闭式纯氧曝气工艺装置自1986年以来一直在公司供排水厂稳定进行，作为高浓度石油化工污水的二级处理，其较强的抗冲击能力、优良的出水水质及长周期无故障的运转性能已为国内环保界认可。因此，新建纯氧曝气装置仍选用LINDE公司密闭式纯氧装置。
3 聚酯工程PTA污水处理工艺流程
3．1 工艺流程
通过调研和分析，将聚酯二阶段工程PTA污水处理主体工艺确定为接触氧化＋纯氧曝气，加上其他配套工艺，最终确定的工艺流程见图1，主要参数见表2。
（1）污水预处理。PTA、PET装置的生产污水及现有化工污水、涤纶有机污水用泵送至污水场的中和配水池。中和配水池内设有在线PH计，用以实现根据PH的变化随时加入适量的浓硫酸或弄氢氧化钠，保证进入后续处理系统的污水PH值在6～9。配水池为水量分配设施，当水量正常时，水经过溢流堰至均质池，水量超标时，经溢流堰至事故调节池。为使污水充分混合，保证出水水质基本均匀，匀质池设有空气搅拌设备（螺旋曝气器）。由于PTA生产污水中缺少氮磷等营养成分，故需在均质池内投加尿素（3T/d）和磷酸二氢钾（1T/d），以保证生化处理过程所需营养。
（2）一级生化处理。PTA等装置产生的高浓度污水经预处理后从均质池进入接触氧化池进行一级生化处理。接触氧化池采用曝气均匀平稳的蘑菇型中孔曝气器，填料采用不易堵塞、安装使用方便的悬浮梅花型多孔填料。接触氧化池出水经泵提升至接触氧化沉淀池。泥水在竖流式接触氧化沉淀池分离后，出水流至混合池。接触氧化沉淀池的污泥用泵打至新建脱水机房。实验表明接触氧化的COD去除率应该在20％以上，因此预计经过一级生化处理后，高浓度污水的COD从6300mg/L可以降到5000mg/L以下。再利用混合池将除生活污水、清净下水以外的不同浓度的污水混合均匀，混合后的污水COD约为3400mg/L。
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（3）二级生化处理。混合池出水、生活污水、清净下水分别进入纯氧曝气池Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的第一段进行混合反应，此时混合后的COD值为1500mg/L左右。纯氧曝气池通过3项控制（即供氧控制、氧气转化控制、尾气含氧量和尾气阀门开启度控制）、一项报警来实现自动化，完成污水处理工艺。混合液进入辐流式沉淀池进行泥水分离后，出水COD小于100mg/L达标排放，污泥回流到氧曝池的第一段，剩余污泥用泵打至新建脱水机房。
4 实际运行效果
此工艺流程充分吸收了原污水处理场成功的运行经验，并依托了老厂现有设施进行工艺优化，核心纯氧曝气部分引进了德国的先进技术和设备。项目投产后成功地处理了PTA等工艺装置所产生的污水，在不到一个月的时间里，三套氧曝出水都实现了达标排放，稳定运行后出水COD长期持在70mg/L以下。说明此工艺流程合理实用，为PTA废水的处理找到了一条成功之路。
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