高盐度环氧丙烷废水处理工程改造

第25卷第2期电站系统工程Vol.25No.22009年3月PowerSystemEngineering61文章编号：1005-006X(2009)02-0061-02高盐度环氧丙烷废水处理工程改造张新欣1吕宏德2杨雪平3刘灿生4（1.大连工业大学，2.广州城市职业学院，3.广州市政建设学校，4.哈尔滨工业大学）摘要：环氧丙烷废水具有pH值高、含盐量高、Ca2+浓度高、可生化性低等特点，属难处理废水。采用“强化预处理-活性污泥-生物膜”为主体的工艺，利用厂内烟道水降低pH，去除Ca2+及CODcr，提高可生化性，再经过二级生化处理，出水可达《污水综合排放标准》（GB8798-1996）二级标准；同时利用原有构筑物进行改造，采用厂内废物作为处理药剂，减少投资，降低成本。关键词：高盐度；环氧丙烷废水；工程改造中图分类号：TK223.5文献标识码：AReformationofHigh-salinityPO-wastewaterTreatmentProjectZHANGXin-xin,LVHong-de,YANGXue-Ping,LIUCan-shengAbstract:TheeffluentqualityreachestheclassⅡcriteriaofIntegratedWastewaterDischargeStandard(GB8978-1996)Afterusing“enhancedpre-treatment-ActivatedSludgeProcess-biofilm”asmaintreatment,reducingpHvalue,removingCa2+andCODcr,increasingtheBOD5/CODcrratiowhenputtingfluegaswaterinto.Itcansaveinvestmentandreducethecostbecauseofimprovementofoldconstructionandusingwasteasthetreatingsolvents.Keywords:high-salinity;PO-wastewater;projectreform福建某氯碱公司采用丙烯氯醇法生产环氧丙烷，该工艺过程中排出的污水具有“五高二低”的特点：即pH值高（11～12），含盐量高（1.5%），CODcr高（1500～2000mg/L）、水温高（50℃）、Ca2+浓度高（15000mg/L）、BOD5低（200mg/L）、可生化性低（BOD5/CODcr≤0.1），属难处理废水，靠自然沉淀和生化处理很难达到效果。该厂各种废水的水质指标及水量见表1。表1废水水质及水量项目水量/m3·h-1温度/℃pHCODcr/mg·L-1BOD5/mg·L-1SS/mg·L-1CaCl2/mg·L-1环氧丙烷3005010.5～121500～20002008015000烧碱净下水180常温6～9＜12＜10＜100生活污水60常温6～94002001001原处理工艺及分析原处理工程主要针对环氧丙烷废水进行处理，采用“一级生化+物化”处理工艺，具体工艺流程见图1。由于废水来源多、水质复杂，工程运行后，出现了许多设计时未能预料的现象，废水经处理后无法达到设计的排放标准，经分析原处理工艺存在的问题如下：(1)PO废水pH值高，含盐量高，废水中CODcr大部分是易降解的有机物，但还含有氯丙醇、二氯异丙醚、二氯丙烷等难生物降解的有机氯化物[1]。原工艺是物理处理（自然沉淀）和生化处理（生化池）。废水自然可沉物不高（SS100mg/L），而CaCl2≥15000mg/L，CODcr很高，BOD5/CODcr≤0.1，属不可生物降解或难生物降解的废水，因此不能单靠生物过程和自然沉淀去除CODcr，是污水处理的难点。(2)原工艺采用一级生化法，考虑较多的事故，因此，收稿日期：2008-08-25张新欣(1979-)，男，硕士，讲师。大连，116034许多池体并没有充分发挥作用：事故池尚未用过，均质池作用也不大，初沉池主要是去除生产中电石渣等悬浮物，但正常生产时使用效率低，对于溶解性Ca2+的去除没有效果，污泥浓缩和带式压滤机的作用发挥的不大。(3)Ca2+浓度高对生化处理的影响：PO皂化污水中含有高浓度Ca2+，经曝气与空气中的CO2作用可产生大量的CaCO3沉淀，这些沉淀物在生化处理的曝气过程中逐渐产生。现场经验表明：这些沉淀物会附着在活性污泥的表面，降低污泥的活性，使得生化处理的效果大为降低。(4)含盐较高的废水则给生物处理带来一定的难度。无机盐类在微生物生长过程中虽然能起到促进酶反应，维持膜平衡和调节渗透压等重要作用。但盐浓度过高，会对微生物的生长产生抑制作用[2]。2工程改造2.1改造工艺的确定在提出既要工艺先进、技术可靠、耐冲击负荷能力强，又要在原系统基础上改动、充分利用原构筑物和设备、经济合理，减少投资建设的原则上，对原处理工艺进行了科学合理改进，以确保出水水质达标。改造后的工艺流程见图2。废水处理改造的主要措施如下：(1)在初沉池前面加设了混合池和反应絮凝池，通入酸性烟道水（pH=4）和烟道气进行预先曝气：一方面酸性烟道水可以降低废水pH值；另一方面利用烟道气中的CO2与污水中的Ca2+反应，产生大量的CaCO3。同时烟道气和烟道水中的烟尘使系统中的SS增加，增加了附着载体使CaCO3晶析度加快，生成的碳酸钙沉淀增大了水中悬浮物的浓度，经絮凝反应，CaCO3附着在SS上，并形成絮状体，62电站系统工程2009年第25卷吸附大量CODcr有机物进入初沉池沉淀，降低CODcr，Ca2+去除率可达60%。(2)试验比较发现聚丙烯酸钠（PAAS）的混凝效果较好，投加0.2g/L聚丙烯酸钠0.02L/L废水时混凝效果较理想。为增强处理效果需加入一定量的碳酸钠，当加入0.02LPAAS（0.2g/L）/L废水搅拌1min，CODcr去除率可达35%。(3)PO废水生化处理前引入生活污水，可以降低水温、pH，提高BOD5/CODcr比值，降低盐度，有利于生化处理。利用原有设施的污泥作为接种污泥，进行高含盐量驯化试验。根据废水水质变化逐渐提高CaCl2含量（0.5%～1.5%），采用活性污泥法＋接触氧化法处理PO废水，在含盐量1.5%情况下，活性污泥段CODcr负荷0.48kgCODcr/kgMLSS·d，污水中CODcr去除率达80%以上。若进水CODcr为1000mg/L左右，该工艺条件下可实现出水CODcr达150mg/L以下，加上后续化学和稀释处理，可实现出水达排放标准。(4)充分利用原有设备和池体以降低工程造价和占地，利用事故池与均质池改造成污泥生化处理池。利用均量池改造成混合池、反应池，以完成混凝沉淀Ca2+去除CODcr，降低盐度的作用。新建一座化学氧化池，利用氯气在偏微碱性的环境生成HClO-的极强氧化能力，对水中的剩余的CODcr进行化学氧化，同时可中和胶体电性，变为可凝胶并有利于后段沉淀。图1高含盐环氧丙烷废水原处理工艺流程图2高含盐环氧丙烷废水改造处理工艺流程图2.2主要构筑物及设备参数（如表2所示）表2工程改造后主要构筑物及设备参数名称尺寸参数备注混合反应池V=73m3，混合池21格单格尺寸0.9×0.9m15m3/h，ph=3烟道水混合3min，0.02LPAAS（0.2g/L）反应15min原均量池改造，1座曝气池V=3094m3CODcr负荷0.48kgCODcr/kgMLSS·d，HRT=10h，DO=3mg/l原均质池和事故池改造，2座二沉池D=20m，H=4m表面负荷1.5m3/m2·h新建，1座接触氧化池L×B×H=20×27×6.5mBOD5填料容积负荷0.6kg/m3·d，气水比0.7：1，冬季1.15：1，立体填料1500m3原生化池改造，1座化学氧化池V=170m3，h=3m接触时间30min新建，1座3系统的运行及经济分析系统在经过成功的微生物驯化启动后开始正常运行，经过半年多的运行，出水指标符合《污水综合排放标准》（GB8798-1996）二级标准，CODcr＜100mg/L，BOD5＜30mg/L，SS＜70mg/L，pH=6～9，各主要单元处理效果见表3。该工程具有很好的经济效益，工程建设总投资550万元，后期运行费用包括电费、药剂费、人工费和日常维护费等，合计为0.96元/m3，投加的烟道水、烟道气、pH调整剂（H2SO4）、Cl2氧化剂均为该厂产生的废物，不仅不增加运行成本，还对其进行了资源化利用。表3各主要单元处理出水水质指标项目CODcr/mg·L-1BOD5/mg·L-1pHCa2+/mg·L-1混凝反应130019011.46000加入生活污水10481927.55000一级生化35375--二级生化24735--化学氧化及终沉池13335--加入氯碱废水稀释89256~930004结论(1)原处理工艺设计时未充分考虑高盐度废水特点，缺乏充分的预处理，某些单元设计不合理，导致出水不达标。(2)加入烟道水和絮凝剂强化预处理，提高可生化性，有利于后续生化处理。试验证明，Ca2+去除率可达60%，CODcr去除率可达30%以上。(3)对原工艺流程进行合理的调整改进，利用原有构筑物进行升级改造，尽量减少新建构筑物，同时利用工厂产生的废酸及氯气作为药剂使用，既降低成本又资源化了废物。(4)改造后处理工艺运行正常，出水达到《污水综合排放标准》（GB8798-1996）二级标准，改造是成功的。□参考文献[1]孟庆凡.高含盐环氧丙烷废水生化处理的研究[J].工业用水与废水,2000,31(1):19～21.[2]安立超,严学亿,胡磊,等.嗜盐菌的特性与高盐废水生物处理的进展[J].环境污染与防治,2002,24(5):293～296.调节pH排海初沉池均质调节池生化池二沉池混凝沉淀池环氧丙烷废水复合营养剂烧碱稀释水生活污水事故池均量池生活污水pH调整混凝剂烟道水PO废水化学氧化池（新建）终沉池三沉池（原二沉池）混合反应池（原均量池）初沉池曝气池（原均质池和事故池）二沉池（新建）接触氧化池（原生化池）达标排海烧碱稀释水