生物流化床處理乙二醇廢水的工業(yè)試驗研究

第29卷第3期石油化工技術(shù)與經(jīng)濟2013年6月 Technology Economics in Petrochemicals53生物流化床處理乙二醇廢水的工業(yè)試驗研究史丹妮(中國石化上海石油化工股份有限公司環(huán)保水務(wù)部,200540)摘要:介紹了三相生物流化床裝置處理乙二醇廢水的工業(yè)試驗情況。結果表明,在pH5.5~10.5,溫度25-30℃,進(jìn)水化學(xué)需氧量(COD)1000-3000mg/L條件下,處理后的污水COD小于500mg/L廢水中COD去除率可達到89%。關(guān)鍵詞:乙二醇廢水生物流化床化學(xué)需氧量文章編號:1674-1099(2013)03-0053-04中圖分類(lèi)號:X783文獻標識碼:A乙二醇是化纖企業(yè)生產(chǎn)聚酯的重要原料。由表1乙二醇污水特征與來(lái)源于乙二醇生產(chǎn)過(guò)程中排放大量高濃度有機污水,污水來(lái)源排放溫度/℃H主要污染物單獨采用好氧法處理很難直接達到排放標準,因方式此目前企業(yè)大多采用活性污泥曝氣或氧化溝預處再生塔冷凝器連續456-7乙二醇鍋爐給水排污連續408鍋爐給水添加劑理后,再進(jìn)入總的污水處理廠(chǎng)處理。但此種方法回收壓縮機氣液的缺點(diǎn)是占地面積較大。分離罐凝液連續455二氧化碳中國石化上海石油化工股份有限公司(以下循環(huán)水處理單元簡(jiǎn)稱(chēng)上海石化)在2003年將產(chǎn)能180ka的乙二再生沖洗周期性3511~12鈉鹽、乙二醇脫水塔熱井排放連續456-7乙醛醇裝置擴建到220kt/a,同時(shí)新建產(chǎn)能380k/a乙二醇裝置。原裝置污水處理能力要求為50h,處乙二醇污水的水量為55~80m3/h,其主要理后的污水化學(xué)需氧量(COD)不超過(guò)500mg/L污染物是coD,5日生物化學(xué)需氧量(bD)與改、擴建后污水處理量為80th,預處理的污水COD比值在0.4~0.6之間,可生化性較好。根COD達到800mg/L左右。為了緩解超標污水對據乙二醇污水水質(zhì)情況,確定試驗裝置進(jìn)水cOD后續深度處理流程可能產(chǎn)生的影響,必須要擴建污為1000~400mg/L,處理后的污水COD不超水處理廠(chǎng)或采用新的工藝以確保污水中COD不超過(guò)500mg/L,具體數值見(jiàn)表2過(guò)500mg/L。而采用原有技術(shù)進(jìn)行擴建的方案,表2污水處理實(shí)驗裝置進(jìn)、出水水質(zhì)因受到占地面積大的條件限制而難以實(shí)施,因此采項目進(jìn)水出水用新技術(shù)對原污水處理裝置進(jìn)行工藝改造成為唯CD/(mg.l-)10004000≤500一的選擇。 BOD3/(mg.L-)500~2400≤200生物流化床反應器是一種氣、液、固并存,且H5.0~13.06.0~9.0處于高速內循環(huán)流化狀態(tài)下的反應器形式。其中溫度/℃<40<4流化床內的懸浮物,既有附著(zhù)生物膜的固體顆粒,又有活性污泥菌膠團,是一種活性污泥和生物膜2工藝介紹的結合形式。為了使處理后乙二醇廢水COD2.1乙二醇污水處理系統試驗流程不超過(guò)500mg/L,本次工業(yè)試驗選擇了生物流化乙二醇生產(chǎn)裝置排放的污水首先進(jìn)入水解酸床反應器。收稿日期:2013-04-08。1廢水來(lái)源及水質(zhì)要求作者簡(jiǎn)介:史丹妮,女,1981年出生,碩士研究生。2003年畢乙二醇裝置污水中主要含有鈉鹽、乙二醇、業(yè)于遼寧石油化工大學(xué)化工機械專(zhuān)業(yè)2006年畢業(yè)于石油大量乙醛及堿等污染物。其水質(zhì)特征及來(lái)源見(jiàn)表1。?？蒲泄W(xué)(北京)機械電子專(zhuān)業(yè),工程師,從事環(huán)?？蒲泄ぷ?。石油化工技術(shù)與經(jīng)濟第29卷第3期54· Technology Economics in Petrochemicals2013年6月化池,然后進(jìn)入預曝氣池,再進(jìn)入氧化溝,處理后的污水送至下游總污水處理場(chǎng)(見(jiàn)圖1)下游總污1裝置污水水處理場(chǎng)處理裝置水解酸化池預曝氣池氧化溝2裝置污水工業(yè)試驗均質(zhì)水解罐生物流化床圖1乙二醇污水現有處理試驗流程乙二醇污水處理試驗系統及流程見(jiàn)圖1虛線(xiàn)中投加載體及一定量取自總污水處理場(chǎng)的污泥,部分,從水解酸化池引出一部分污水進(jìn)入試驗系另外投加營(yíng)養液和特種菌,然后通入污水和空氣統,污水首先進(jìn)入均質(zhì)水解罐,然后進(jìn)入生物流化進(jìn)行悶曝培養,3天后連續進(jìn)水,水停留時(shí)間床反應器,經(jīng)生化處理后,排至氧化溝出水管線(xiàn)。(HRT)為10~15h在啟動(dòng)運行約15d后,可發(fā)2.2流化床工藝流程現多數載體的表面附著(zhù)了生物膜,此外還發(fā)現了大型生物流化床處理乙二醇污水工業(yè)試驗裝鐘蟲(chóng)、累枝蟲(chóng)等原生動(dòng)物附著(zhù)在生物膜表面。隨置主要包括均質(zhì)水解罐、生物流化床加藥罐和空著(zhù)載體表面生物膜的逐漸形成,生物數量也逐漸氣壓縮機,工藝流程如圖2所示。來(lái)自水解酸化增加,在運行20d后,載體上生物膜已成熟,在宏池的乙二醇污水,由污水泵提升到均質(zhì)罐,經(jīng)酸化觀(guān)上表現為生物流化床去除有機物的效率達到較水解反應后,污水溢流至生物流化床進(jìn)行生化降高水平。解,處理后的水排至氧化溝出水管線(xiàn)。加藥罐中3.2運行結果按要求配制的營(yíng)養液,由加藥泵送入生物流化床3.2.1COD處理效果反應器。反應需要的空氣由空氣壓縮機從底部風(fēng)生物流化床在進(jìn)水量達到負荷后,連續穩定線(xiàn)輸入反應器。運行2個(gè)多月,在pH為5.0~13.0,反應溫度為至氧化溝20~38℃操作條件下,在進(jìn)水COD為1000~出水管線(xiàn)3000mg/L的情況下,處理后污水的COD小于500mg/L,COD去除率達到89%,且對COD波動(dòng)均質(zhì)生物沖擊具有很好的適應性。生物流化床連續運行處水解流理COD的效果如圖3所示。水解酸化池罐空壓機床罐3002500進(jìn)水COD2000圖2試驗工藝流程15001000出水COD3試驗情況500 oL3.1運行情況115294357718599試驗開(kāi)始前先進(jìn)行2天連續運行,對流化床時(shí)間d的進(jìn)出水、進(jìn)氣、內部流化狀態(tài)以及加藥系統、水圖3COD去除效果泵及流量計、計量表進(jìn)行調試,使其滿(mǎn)足試驗要3.2.2容積負荷求。容積負荷即為每立方米池容積每日負擔的有生物流化床啟動(dòng)階段是通過(guò)培養生物膜,使機物量,去除容積負荷即為每立方米池容積每日反應器達到一定的有機物去除率。首先向反應器去除的有機物量。生物流化床中,若S1、S2分別第3期(2013)史丹妮.生物流化床處理乙二醇廢水的工業(yè)試驗研究55表示為進(jìn)、出水COD值,Q為裝置處理量,V為裝由表3可知,生物流化床的停留時(shí)間為傳統置體積,則生物流化床的COD投配容積負荷活性污泥法的1/4,氣水比為0.5,平均NV近4(NV)=Q×S1/V,去除容積負荷(NV)=Q×(S1倍,抗沖擊能力較強。由此可見(jiàn)生物流化床處理-S2)/V.本次實(shí)驗的生物流化床NV試驗情況效率遠高于傳統活性污泥法。如圖4所示。4技術(shù)經(jīng)濟分析生物流化床反應器在運行時(shí)反應器內部的氣一液一固三相處于高速均勻流化狀態(tài),這不僅使系統的傳熱、傳質(zhì)、動(dòng)量傳遞效率增強,而且使生物膜表面不斷更新,保持與溶解氧及營(yíng)養介質(zhì)的充分接觸,使微生物活性及代謝功能大大增強,是020406080100120一種反應效率較高的反應器形式。這種反應器可時(shí)間d實(shí)現污水處理的裝置化、集成化,占地面積少,投圖4CO去除容積負荷資省、操作費用低等特點(diǎn),與傳統的氧化溝法相比由圖4可見(jiàn):生物流化床的平均 COD NV為具有一定的優(yōu)勢[2氧化溝法與生物流化床2種3.1kg/(m3·d)。裝置運行時(shí)的最大COD N'工藝預處理乙二醇污水的工業(yè)試驗成本對比見(jiàn)表可達6.0kg/(m3·d),表明它對COD有較高的4。容納和抗沖擊能力。表4氧化溝工藝與生物流化床污水處理成本對比生物流化床NV和NV的關(guān)系如圖5消耗量單價(jià)/處理成本/處理方法名稱(chēng)(kg)(元)(元)氧化溝工藝尿素0.02620000.052碳酸氫二鈉0.01330000.039新鮮水0.0430.90.039電1.50.50.75小計0.88234567 Nv/(.)碳酸氫二鈉0.00530000.03生物流化床尿素0.01520000.015新鮮水0.0200.90.018圖5NV與NV關(guān)系電1.30.50.65N隨NV的增大而增大,且NV與NV之間小計0.71大致成正比關(guān)系,根據試驗結果采取回歸的方法電消耗量的單位為(kwh)t,單價(jià)單位為元(kwh)得出其正比例關(guān)系為:NV=0.829nV,NV與N'V現有氧化溝工藝乙二醇污水預處理成本(人之間呈線(xiàn)性關(guān)系,表明在此負荷范圍內,反應器尚工成本除外)為0.88元,生物流化床乙二醇污有潛力。水工業(yè)試驗預處理成本為0.71元/t(人工成本除3.2.3生物流化床與傳統活性污泥法比較外)。生物流化床比傳統工藝方法氧化溝運行處根據試驗數據對比生物流化床與傳統活性污理費用節約0.17元/t泥法運行數據見(jiàn)表3。表3生物流化床與傳統活性污泥法工藝比較5結論出水平平均COD(1)試驗確定了生物流化床處理乙二醇污水處理方法氣水比均COD/容積負荷/抗沖擊工藝最佳運行參數為pH5.5~10.5,溫度25~30(mgl-)(kgmd)力℃。在進(jìn)水COD為1000~3000mg/L,處理后傳統活性污泥法40~5060000.76一般的污水COD低于500mg/L,COD去除率可達到生物流化床20-252003.1強89%。石油化工技術(shù)與經(jīng)濟第29卷第3期56 Technology Economics in Petrochemicals2013年6月(2)生物流化床運行時(shí)的平均COD為集成化占地面積小操作費用低,處理效果好,抗3.1kg/(m3·d),是傳統活性污泥法平均NV的沖擊能力強。4倍該裝置最大 COD NV達6.0kg/(m3·d),充分表明該反應器較高的處理效率。參考文獻(3)試驗表明采用生物流化床處理乙二醇污水效率高、能耗少,并且產(chǎn)泥量少,減少了固體廢[1]劉獻玲,張建成,曹玉紅,等煉油廢水生物流化床處理工業(yè)長(cháng)建成,應用研究[J]現代化工,2005(3):53-55棄物的二次污染。[2]李春華,張洪林生物流化床法處理廢水的研究與應用進(jìn)(4)生物流化床實(shí)現了污水處理的裝置化、展.環(huán)境技術(shù)2002():27-32 Industrial Experimental Study on Treatment of Ethylene Glycol Waste Water in Biological Fluidized Bed Shi Danni (Environmental Protection and Water Division, SINOPEC Shanghai Petrochemical Co. Lad. 200540) ABSTRACT The industrial experiment for treatment of Ethylene Glycol(EG)waste water in a triphase biological fluidized bed plant was introduced. Result showed that COD in the treated waste water was less than 500 mg/L, and removal rate of COD in waste water could reach 89% under the conditions of pH value of 5.5~10.5, temperature of 25~30 C, and inlet water COD of 000~3 000 mg/L. Keywords: EG, waste water, biological fluidized bed,COD甲醇行業(yè)共商加快下游開(kāi)拓我國甲醇總產(chǎn)能已超過(guò)50M/a,2013年4國產(chǎn)化進(jìn)程,開(kāi)發(fā)褐煤高效潔凈綜合利用技術(shù);重月10日在合肥召開(kāi)的中國甲醇產(chǎn)業(yè)大會(huì )上,內點(diǎn)推進(jìn)氣體凈化、催化劑等技術(shù)創(chuàng )新,推進(jìn)1Ma人士達成共識,面對產(chǎn)能過(guò)剩依然存在的情況,級以上的大型甲醇裝置的國產(chǎn)化。解壓力主要依賴(lài)下游市場(chǎng)的應用開(kāi)發(fā)。據悉國內不少煤化工企業(yè)已經(jīng)在打造甲醇中國氮肥工業(yè)協(xié)會(huì )發(fā)布的最新數據顯示,截至下游產(chǎn)業(yè)上不斷努力。例如,上海華誼將現有甲2012年底,我國甲醇總產(chǎn)能達到51.491M/a,約占醇制乙酸及酯、甲醛、聚甲醛等主要產(chǎn)品,向產(chǎn)品全球總產(chǎn)能的50%全行業(yè)甲醇裝置開(kāi)工負荷比鏈下游延伸,投資建設了安徽無(wú)為煤基多聯(lián)產(chǎn)綠上年提高4.3個(gè)百分點(diǎn),但仍只有60.8%,產(chǎn)量為色化工示范基地;山東華魯恒升集團有限公司正31.29Mt,表觀(guān)消費量為36.22Mt。2013年,預計打造新的煤氣化平臺,2013年二季度后,將新增開(kāi)工率約62%雖然甲醇行業(yè)開(kāi)工率有所提升,1.20M/a氨醇、400ka乙酸產(chǎn)能。當前我國甲但不能忽視產(chǎn)能過(guò)剩的現實(shí),必須要加大市場(chǎng)開(kāi)拓醇下游市場(chǎng)應用又有了新發(fā)展。甲醇燃料市場(chǎng)試力度。應用技術(shù)的市場(chǎng)研究應該成為今后甲醇行點(diǎn)有序,目前從事醇醚燃料、汽車(chē)及相關(guān)產(chǎn)品生業(yè)發(fā)展的重要戰略方向和科技開(kāi)發(fā)的工作基點(diǎn)。產(chǎn)、研發(fā)、應用單位已分布全國24個(gè)省份。在新對近年來(lái)興起的流化床甲醇制芳烴、甲醇蛋白甲應用方面,甲苯甲醇制對二甲苯聯(lián)產(chǎn)低碳烯烴技醇燃料電池等新興應用技術(shù),要加快研究評估和術(shù)、流化床甲醇制芳烴成套工業(yè)技術(shù)、甲醇制乙醇完善。同時(shí),建議根據甲醇原料結構調整的要求,成套技術(shù)取得突破,開(kāi)辟了以甲醇為原料新的下進(jìn)一步完善國產(chǎn)先進(jìn)煤氣化和煤基多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)高游產(chǎn)品技術(shù)路線(xiàn)。效低壓甲醇合成大型化成套技術(shù),推進(jìn)高效壓縮機(國家石油和化工網(wǎng),2013-04-11)