UASB好氧曝气深度处理工艺处理聚酯废水和回用田爱军

第24卷第1期2011年2月污染防治技术POLLUTIONCONTROLTECHNOLOGYVol．24，No．1Feb．，2011UASB－好氧曝气－深度处理工艺处理聚酯废水和回用田爱军，欧阳黄鹂，朱增银，王水，高鸣(江苏省环境科学研究院，江苏南京210036)摘要:介绍了气提－厌氧－好氧曝气－深度处理工艺在聚酯废水处理及回用技术中的实际应用，分析并总结了工程设计及运行的经验。实践表明，运用气提塔先对高浓度聚酯废水进行预处理，可以去除废水中大部分有机物，保证后续生化处理的稳定运行。经气提－厌氧－好氧曝气－深度处理后可以回用于生产过程中。该工艺具有运行稳定和处理效率高等优点，为企业带来了良好的经济效益和社会效益。关键词:聚酯废水;深度处理;回用中图分类号:X703．1文献标识码:APolyesterWastewaterTreatmentandReusebyAnaerobic－aerobicaeration－advancedTreatmentProcessTIANAi-jun，OUYANGHuang-li，ZHUZeng-yin，WANGShui，GAOMing(JiangsuProvincialAcademyofEnvironmentalSciences，Nanjing，Jiangsu210036，China)Abstract:Thispaperintroducedtheapplicationofsteamextracting－anaerobic－aerobicaeration－advancedtreatmentprocessinpolyesterwastewatertreatment，analyzedandsummarizedtheexperienceindesigningandrunningoftheproject．Engineeringpracticeandprocessanalysisshowsthattheuseofsteamextractingareusedforthepre－treatmentofhighconcentrationpolyesterwastewater，mostoftheorganicscanberemovedtoensurethestableoperationofthefollow－upbiochemicaltreatment．Aftertreat-ment，partofwastewatercanbereused．Thewholeprocesshasexcellenciessuchasstabilizationandhighefficiency，whichbringsgoodeconomicandsocietalbenefitstothecompany．Keywords:Polyesterwastewater;advancedtreatment;reuse收稿日期:2010－10－11作者简介:田爱军(1978—)，男，工程师，硕士研究生，主要从事环境工程和环境影响评价工作。PET聚酯是苯二甲酸乙二醇酯的简称。由对苯二甲酸(PTA)和乙二醇(EG)多次缩聚制得，是一种重要的化工产品［1］，用途非常广泛。PET聚酯生产过程中产生的酯化废水浓度较高，COD浓度约在30000mg/L左右，废水中的主要成分为乙二醛、乙醛、二甲基－1，3－二氧环戊烷和其他有机物等［2］。由于废水浓度高，直接处理较为困难，目前国内厂家大多采用稀释法(使用浓度较低的生产用水或清水与酯化废水混合)稀释后再用生化方法处理，如四川自贡聚酯公司、台湾(上海)远纺化纤厂、珠海裕隆聚酯有限公司、晋江市锦福化纤聚合有限公司、福建金纶石化纤维实业有限公司的聚酯生产废水都采用此方法处理。但是该稀释法会大大增加厌氧池的处理量，通常增加至原酯化废水处理量的12～15倍，极大地增加厌氧池处理成本并降低了处理效果，也不符合清洁生产的要求。且酯化废水中含有的醛类物质(乙醛等)是有毒性的，且毒性很强，对细菌生长有抑制作用，会造成厌氧反应器处理效率日趋低下［3］，浙江恒逸聚合物有限公司因此进行了技术改造。文中介绍的是某大型熔体直纺生产化纤企业，其产品有差别化PET聚酯熔体直纺、织造等，废水主要有聚酯废水、纺丝清洗组件废水、地面冲洗废水和生活污水等，废水经深度处理后回用，最终作为生产过程中循环冷却水补充水，做到废水的“零排放”。2011年2月田爱军等.UASB－好氧曝气－深度处理工艺处理聚酯废水和回用·29·1废水水质和水量废水水质和水量如表1。表1废水水质水量mg/L序号废水名称水量/(m3·d－1)pHCODBOD51聚酯废水8003～430000100002其他工艺废水6006～910003003生活污水10006～9350180合计24002工艺流程的选择该公司废水处理分为废水处理站和中水回用工程，废水处理站采用厌氧(UASB)－好氧曝气(AB法)处理工艺，设计处理能力2400t/d，处理后的废水可以达到《污水综合排放标准》一级排放标准。中水回用工程建设面积为130000m2，采用“曝气生物滤池技术+低浓度废水生态处理技术”组合工艺，利用曝气生物滤池的生物氧化及悬浮物截留技术，生态处理系统经水生植物、微生物吸附达到废水深度处理的目的，并依托现有工业用水净化站及循环水系统实现中水全部回用。废水深度处理及中水回用的流程为:高浓度聚酯废水先进入汽提塔，然后进入厌氧处理单元，再进行好氧生物处理。设置了事故水池，收集接纳事故产生的高浓度废水并渐次地送往厌氧单元;厌氧单元出水进入调节池，与低浓度生产废水和生活污水等混合匀质，再进行AB好氧生物处理，水质可以达到一级B标准。再经中水回用工程生化处理和生物处理后，全部回用做工业水，不外排，实现了中水回用。目前该系统运行稳定，实现了全厂废水的零排放。污水处理站及中水回用工艺流程见图1。图1现有污水处理站及中水回用工艺流程2．1气提塔聚酯废水COD含量较高，因此采用汽提预处理工艺，将其通过与低压蒸气的间接加热，送到汽提塔中喷淋，鼓风机送风，使废水中的挥发性物质得以充分扩散脱除，从而达到降低废水中COD含量和脱除废水中醛类等物质(杀死生化处理中的微生物)的目的。部分企业采用蒸汽汽提的方法，该公司采用通风气提的方法，酯化废水汽提预处理工艺流程见图2。酯化废水进入废水收集罐中，采用泵将废水经换热器加热到60℃后送至汽提塔上部，废水由塔顶自上而下流经填料，风机送风由塔底部向上与废水逆流接触，废水中的乙醛等易挥发组分由汽提塔塔顶排出送至公司热煤炉站焚烧处理，脱除乙醛等易挥发组分后的废水(CODCr降至4000mg/L左右)由塔底排出，由泵经换热器冷却后进入污水处理系统。2．2均质池聚酯生产废水中含有相当数量的难降解有机物［4］，需要采用厌氧的方法进行预处理。厌氧反应分为产酸和产甲烷两个过程，将产酸阶段移至均质酸化池进行，可大大缩短厌氧反应时间，使厌氧·30·田爱军等.UASB－好氧曝气－深度处理工艺处理聚酯废水和回用第24卷第1期图2酯化废水汽提预处理工艺流程反应器更专一于产甲烷过程，提高厌氧反应器的处理效率。另外，高浓度聚酯废水的pH值、营养物失调［5］，需要设置专门的构筑物来调整和调节，因此设置了均质酸化池，保证后续生化反应的高效进行。2．3厌氧反应器厌氧反应器通过水解发酵菌、产氢产乙酸菌和产甲烷菌分步共同作用，降解和去除废水中的有机物。该工艺中，厌氧反应器共采用4台，并联运行，钢结构，平均停留时间为60h，保证了厌氧发酵的良好效果。产生的沼气经三相分离器后送单位食堂作为燃料燃烧，节约了能源。2．4调节池厌氧反应器出水直接进入混合调节池。低浓度生产废水和生活污水直接进入好氧反应池可能产生水质不均现象，给好氧反应池造成负荷冲击，影响出水水质的稳定性。同时，低浓度生产废水和生活污水的水质和水量波动较大，不利于后续处理系统的正常工作。因此，设置调节池1座，采用空气搅拌均匀废水水质。2．5好氧曝气池废水经厌氧反应器后的废水可生化性较好，B/C为0．5～0．55;调节池出水的COD值约为600mg/L，采用好氧曝气池可进一步去除废水中的污染物，经好氧曝气处理后的水质能够达到《污水综合排放标准》一级排放标准。2．6沉淀池接触氧化池处理后的出水含有一定量的活性污泥，所以废水必须进行固液分离。沉淀池采用竖流式，共设置2座，并联运行，钢砼结构。2．7中水回用工程中水回用工程建设面积为130000m2，采用“曝气生物滤池技术+低浓度废水生态处理技术”组合工艺，利用曝气生物滤池的生物氧化及悬浮物截留技术、生态处理系统水生植物、微生物吸附技术达到废水深度处理的效果，出水作为工业水厂的一部分用水，该工业水厂用水主要来源于地表水，中水占总用水量的15%左右。3处理效果和工艺分析高浓度聚酯废水先经气提塔去除聚酯废水中大部分有机物，从而降低废水中COD含量并去除了有毒的醛类物质，COD由30000mg/L降低至4000mg/L左右，保证了后续处理设施的有效性。气提产生的废气送至热煤炉站焚烧处理。废水经厌氧反应器和好氧曝气池处理后废水水质COD可以达到100mg/L，经中水处理系统后的废水水质COD＜60mg/L，经澄清池过滤器后COD＜50mg/L，能满足中水回用水质要求。2010年2月10日环境监测站对中水回用站出水水质进行了检测，监测数据如表2。表2中水回用站出水监测数据采样地点及编号监测时间CODSS中水回用站出水第1次2010年2月10日上午209中水回用站出水第2次2010年2月10日下午228由表2可知，经中水回用站处理后的出水水质较好，满足中水回用要求，能够用于工业循环用水。4主要技术经济指标(1)每吨废水处理费用约为2．0元(不含折旧费)。(2)废水处理后取得的经济效益:废水处理站气提塔产生的气提有机废气送热煤炉站焚烧处理，节约了热煤炉的燃料。厌氧反应器产生的沼气送食堂作为燃料，具有较好的经济效益。(3)废水处理后取得的环境效益:污水处理设施运行后，年可处理生产废水约79．2万t/a，废水全部回用，实现了废水的零排放，其环境效益十分显著。(下转第49页)2011年2月杨雪芬等.固定化微生物技术在印染废水处理方面的研究进展·49·［5］吴国庆，张琳．固定化PSB细胞技术研究及应用［J］．环境科学研究，1994，7(6):51－55．［6］张红兵．固定化微生物处理有机污染物［J］．山西化工，2007，27(1):30－35．［7］赵大传，张洪荣，贾洪斌．核桃壳固定化微生物处理高浓度印染废水的研究［J］．工业水处理，2004，24(4):17－19．［8］贾省芬，杨惠芳．双载体固定化细胞的脱色研究［J］．微生物学通报，1993，20(1):9－12．［9］李雷，崔善臣．固定化微生物处理印染废水［J］．上海环境科学，1992，11(7):11－13．［10］王孔星，谢裕敏．用无机载体固定脱色混合菌处理印染废水的模拟实验［J］．环境科学与技术，1989，(4):26－29．［11］何芳．高效菌及其固定化技术处理印染废水的研究［J］．博士学位论文，山东大学，2005．［12］罗志腾，刘义．固定化微生物厌氧移动床·好氧法处理偶氮染料废水［J］．城市环境与城市生态，1996，9(3):6－10．［13］梁沈平，王菊思，姜兆春．固定化微生物柱对染料废水的脱色试验［J］．环境科学，1998，19(5):10－14．［14］Kuo－ChengC．，Jane－YiiW．，Chang－ChengH．，Yu－MinL．，Sz－ChwunJ．H．DecolorizationofAzoDyeUsingPVA－immobilizedMicroorganisms［J］．JournalofBiotechnology．2003，101:檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺241－252．(上接第24页)落后等方面问题，以