厌氧生物滤池在PTA废水处理中的应用
导读:：关键调：PTA废水厌氧生物滤池预处理。为了提高现有PTA废水处理装置的处理能力。
关键词：厌氧生物滤池，PTA废水处理
PTA(精对苯二甲酸)是生产聚酯纤维和PET树脂产品的基本原料。PTA装置排出的废水有连续和间断两种，pH呈酸性，主要含甲酸、对甲基苯甲酸、苯甲酸、醋酸等污染物。废水预处理去除水中部分TA残渣，初步调整pH值后送入污水处理装置。
PTA废水的COD浓度较高、水量大、温度高、具有腐蚀性，在水量、COD、pH值和固体含量等方面有较大的波动性，PTA废水的处理难度较大[1]。为了提高现有PTA废水处理装置的处理能力，保障污水处理出水水质满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中“水污染物排放标准一级标准B标准”，某石化新建了厌氧生物滤池预处理PTA废水环境保护，以保障二级生化装置出水达标排放。
1 工艺流程
图1 废水处理工艺流程
Fig.1Flow chart of wastewater treatment process
工艺流程如图1所示。来自上游生产装置的PTA废水经配水、均质后进入厌氧生物滤池，出水经过吹脱后与低浓度水混合进入纯氧曝气装置，出水部分达标外排，部分经过深度处理后回用。厌氧生物滤池为升流式，设计进水量250m3/h，进水COD为5500mg/L，出水COD为2200mg/L，COD去除率60-70% ，负荷4-5kgCOD/(m3·d)，有效容积8250m3。厌氧生物滤池内装填有梅花形填料供微生物附着，以提高反应器内的污泥浓度，增加有机物的去除总量。在滤池内，沿着反应器的高度，一部分有机物分解为甲烷和二氧化碳，另一部分难降解的有机物被分解为低分子量的有机物，作为后续二级生化处理的营养源。
2 运行
2.1 厌氧生物滤池的启动
2.1.1 启动初始阶段
2009年5月厌氧生物滤池建设完成，进入启动开车阶段。由于没有厌氧泥种，采用好氧污泥驯化厌氧污泥。在厌氧生物滤池中加满纯氧曝气池的剩余污泥，MLSS约为13g/L。陈化五个月后加入少量的原水，并采用闭式循环的方式运行。当反应器内的厌氧污泥达到一定的活性和有一定量的沼气产生时，才能混合原水进入启动阶段。
2010年1月厌氧生物滤池正式进水，首先间歇进水，初始量为50m3/d，每周增加50m3的进水量环境保护环境保护，直到每天进水量为250m3后开始连续进水。连续进水初始量为10m3/h，一周后出水COD无明显增加，进入负荷提升阶段。
2.1.2 负荷提升阶段
为保证厌氧生物滤池中微生物的生长处于最佳条件，避免厌氧微生物受到冲击，制定了负荷提升计划，具体数据见表1。
表1 厌氧生物滤池提负荷进度表
Tab.1 The schedule of the Anaerobic Filter loadraising
|
日期 |
水量 |
进水回流比 |
负荷 |
负荷变化 |
|
m3/h |
kgCOD/(m3·d) |
|||
|
3月11日 |
10 |
1:48 |
0.12 |
|
|
3月18日 |
15 |
1.5:48 |
0.17 |
50% |
|
3月25日 |
20 |
2:48 |
0.23 |
33% |
|
4月1日 |
25 |
2.5:48 |
0.29 |
25% |
|
4月8日 |
30 |
3:48 |
0.35 |
20% |
|
4月15日 |
40 |
4:48 |
0.47 |
33% |
|
4月22日 |
50 |
5:48 |
0.58 |
25% |
|
4月29日 |
60 |
6:48 |
0.70 |
20% |
|
5月6日 |
70 |
7:48 |
0.81 |
17% |
|
5月13日 |
80 |
8:48 |
0.93 |
14% |
|
5月20日 |
100 |
10:48 |
1.16 |
25% |
|
5月27日 |
120 |
12:48 |
1.40 |
20% |
|
6月3日 |
140 |
14:48 |
1.63 |
17% |
2.2 正常运行
2010年7月、8月厌氧生物滤池正常运行，各运行参数均在控制指标内，出水水质达到设计要求。上游生产装置所排PTA废水全部进厌氧生物滤池处理，进水量达到172 m3/h，容积负荷平均为1.77 kgCOD/(m3·d)，污染物的去除总量达9000kgCOD/d，COD去除率达60-70%，沼气燃烧装置运行正常，沼气流量在200-300m3/h之间。
从负荷提升阶段开始，一直到正常运行，下一级纯氧曝气装置的沉淀池出水COD从80mg/L左右，逐步降到60mg/L以下，达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中“水污染物排放标准一级标准B标准”。
2.3 影响厌氧生物滤池运行的因素
2.3.1 pH值
pH值是厌氧污水处理的一个重要控制因素。产甲烷菌的pH适应范围是6.5-7.8，最佳生长条件是6.8-7.2。厌氧生物滤池出水部分回流到进水池，与原水混合后使滤池进水pH值在6.5-7.8之间，滤池出水VFA在150-450 mg/L之间，不用加碱调整pH值。但少量投加液减，能增加碱度，提高厌氧生物滤池的抗冲击能力。同时环境保护环境保护，回流部分厌氧生物滤池出水保证了滤池中的上升流速，防止发生短流现象。
2.3.2 温度
厌氧生物滤池内微生物的生长繁殖最佳温度范围为35-38℃(中温)，温度每三小时变化不能大于1℃，温度变化过大，将直接影响厌氧生物滤池的处理效果。装置采用蒸汽直接加热方式。运行中，通过远程调整蒸汽阀门的开度，将厌氧生物滤池的进水温度严格控制在35-38℃。
2.3.3 营养物质及微量元素
依据COD:N:P=400:5:1，启动期在厌氧进水池投加尿素和磷酸氢二氨，并向厌氧进水池内交替投加FeCl3和Na2S，提供厌氧微生物繁殖所需的微量元素。正常运行时，每天只投加尿素350公斤，磷酸氢二氨50公斤。
2.3.4 无氧环境
产甲烷菌对氧和氧化剂非常敏感，严格的厌氧环境是其生长繁殖的必要条件。厌氧生物滤池回流管线上，装有在线仪表实时检测氧化还原电位，确保厌氧生物滤池内的氧化还原电位在-200mv以下。
2.4 开车阶段遇到的问题及解决措施
2.4.1 沼气燃烧系统
由于气温高，沼气通过水封罐后仍含有大量水蒸汽格式。水蒸汽在水封罐到燃烧器的管道中形成冷凝水，使沼气一级燃烧器经常发生熄灭故障。
解决措施：在管道的低点加装放空阀，定期对管道进行放空，保证沼气燃烧装置正常运行。
2.4.2 厌氧菌种
由于缺少外来的厌氧菌种，甲烷菌的生长繁殖周期又长，厌氧处理虽然产生了一定的效果，但MLSS不足9g/L，污泥量及有效菌种仍需改善。
解决措施：继续用好氧污泥培养厌氧污泥。先将好氧污泥调入厌氧污泥池，经过30天的陈化再打入厌氧生物滤池环境保护环境保护，虽然大部分污泥流失，只有一小部分保留在滤池内。但经过多个周期的反复调泥，滤池内的MLSS逐步增加。
3 结论
①厌氧生物滤池作为PTA 废水的预处理装置，处理效果好，COD去除率达到60-70%。高浓度PTA污水经过厌氧预处理后，下一级纯氧曝气装置沉淀池出水在COD60mg/L以下，达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中“水污染物排放标准一级标准B标准”。
②厌氧生物滤池采用好氧活性污泥接种，污泥首先需要陈化五个月，污泥驯化后性能比较好。控制微生物的生长环境，比引入较好的菌种更重要。
③厌氧生物滤池的出水部分回流有效的调节了进水pH值，液碱用量少，使药剂费用降低。同时，保证了滤池中的上升流速，防止发生短流现象。
参考文献：
[1]王国栋，倪福功，冯昆，连立国.石化聚酯废水的处理和再生回用[J] .中国给水排水，2009，25(14)：63-65.
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