水解酸化-UBF-接触氧化组合工艺处理聚醚生产污水工程实践.pdf

水解酸化 － UBF － 接触氧化组合工艺处理 聚醚生产污水工程实践 翟建 1 鲁秀国 2 1. 南京化工职业技术学院应用化学系， 南京 210048;2. 华东交通大学土木建筑学院， 南昌 310033 摘要 介绍了水解酸化 － UBF － 接触氧化组合工艺处理聚醚多元醇生产污水的工艺设计和运行效果。经一段时间的调 试及运行表明 该工艺处理聚醚多元醇生产综合污水是切实可行的。在进水 ρ COD 为8 000 ～ 12 000 mg/L， ρ BOD5 为1 200 ～ 1 500 mg/L的条件下， 经过该工艺处理， 出水 ρ COD 为 250 ～ 300 mg/L， ρ BOD5 在 50 ～ 80 mg/L 以下， 出水 水质达 GB8978 － 1996 污水综合排放标准 Ⅲ级。 关键词 水解酸化; UBF; 接触氧化; 聚醚多元醇生产污水 TREATMENT OF WASTEWATER FROM PRODUCING POLYETHER POLYOLS WITH AIR FLOATATION- HYDROLYSIS ACIDIFICATION － UBF － BIOLOGICAL CONTACT OXIDATION- OXIDATION DITCH PROCESS Zhai Jian1Lu Xiuguo2 1. Department of Applied Chemistry，Nanjing College of Chemical Technology，Nanjing 210048，China; 2. School of Civil Engineering and Architecture，East China Jiaotong University，Nanchang 330013，China AbstractIt is introduced that the process design and running effect of treating wastewater from producing polyether polyols by air floatation-hydrolysis acidification-UBF-biological contact oxidation-oxidation ditch process. This process has advantages of low energy consumption and easy control. Under normal condition when COD of influent is 8 000 ～ 12 000 mg/L and BOD5is 1 200 ～1 500 mg/L， the mean residual COD in effluent will be lower than 250 ～ 300 mg/L and BOD5will be lower than 50 ～ 80 mg/L， which can meet the third-order of“National Standard for Comprehensive Discharge of Wastewater GB8978 －1996 ” . Keywordshydrolysis acidification;UBF;biological contact oxidation;wastewater from producing polyether polyols 1工程概况 某化工企业以聚醚多元醇为主导产品， 该企业的 生产污水主要来自聚合车间脱小分子水、 洗釜水及洗 刷成品桶的洗桶水三类污水。污水的 COD、 SS 等较 高， pH 值为 5 ～ 6。根据该污水水质特点及处理要 求， 采用加药气浮 － 水解酸化 － UBF － 接触氧化 － 氧 化沟工艺对该污水进行处理， 经 11 个月的调试运行 出水水质达 GB8978 － 1996污水综合排放标准 Ⅲ 级， 后接入市政污水管网， 进行后续处理。其污水水 质及排放标准见表 1。 表 1污水水质及排放标准 mg/L pH 除外 项目ρ COD ρ BOD5 pHρ SS 原水8 000 ～12 0001 200 ～ 1 5005 ～ 6200 排放标准5003006 ～ 9400 2处理工艺 2. 1工艺流程 针对上述水质特点， 在总结国内外成功处理经验 的基础上进行系统的研究， 最终确定加药气浮 水解 酸化 UBF 接触氧化 氧化沟的处理工艺， 该工艺 流程见图 1。 2. 2主要构筑物与工艺说明 1 调节池。设计处理污水水量为500 m3/d， 有效 容积为2 500 m3， 停留时间为 5d， 其主要作用是调节 污水水量和水质， 均衡进水 pH 值。调节池底部设穿 孔曝气管， 起调节水质和预曝气的作用。设置 pH 值 在线监测系统， 用于监测水质 pH 值变化情况， 便于 确保酸化池进水在中性范围内。此外， 在此工段引入 厂区生活污水目的在于为后续生化处理提供微生物 31 环境工程 2010 年 4 月第 28 卷第 2 期 图 1工艺流程 所需的 N、 P 等营养元素以及其他必须的微量元素。 2 气浮池。采用加药气浮工艺， 气浮系统采用 回流加压溶气气浮， 设计处理污水水量为500 m3/d， 有效容积为10. 5 m3， 停留时间为0. 5 h， 其主要作用 是通过加入 PAC 和 PAM 增加气泡与原水中的胶体 和悬浮物颗粒的黏附程度， 较好地实现固 － 液分离， 降低 SS 对后续处理工段的影响。 3 水解酸化池。水解酸化是污水生化处理的一 种方法， 通过条件控制， 使厌氧反应处于水解酸化阶 段， 大量水解酸化菌存在可将难生物降解的大分子物 质分解成为易生物降解的小分子物质， 进而提高污水 的可生化性， 目前已用于多种工业污水处理， 并取得 显著效果 ［ 1- 3］。本工程采用类接触氧化反应池作为水 解酸化池， 设计处理污水量为500 m3/d， 有效容积为 900 m3， 停 留 时 间 为 43 h， 进 水 ρ COD平 均 为 4 000 mg/L， COD 去除率为 25 左右。该反应器内 部设置组合填料， 既可增加反应器的污泥浓度， 又可 防止污泥流失。在水解酸化池底部采用隔膜曝气头 曝气， 控制 DO 为 0. 2 ～ 0. 5 mg/L。 4 UBF 池。设计处理污水量为500 m3/d， 有效 容积为600 m3， 停留时间为29 h， 进水 COD 平均质量 浓度为2 900 mg/L， COD 去除率为 40 左右。聚醚 生产污水经过水解酸化处理之后， 在 UBF 池底部通 过大阻力布水器进入厌氧反应器， 布水孔径9 mm， 孔 距1 m， 为防止布水孔被污泥堵塞， 斜下 45开孔， 孔 口流速5 m/s， 有效水深为4. 5 m， 池高为5. 0 m， 池内 装填厌氧污泥 取自城市污水处理厂消化污泥驯化 而成 。同时在该反应器内设置内循环系统， 增加厌 氧微生物同有机污染物的接触几率， 提高 COD 去除 率。UBF 池中填料体积占反应器有效容积的 1 /3， 所 用填料为组合填料， 该填料具有比表面积大、 空隙率 高、 生物附着能力强、 生物量大、 坚固耐用不结球、 水 力条件好等优点。反应过程中产生的沼气通过三相 分离器分离收集后利用。此外， 大量工程实践表明 厌氧反应器在防腐处理方面要求较高， 故 UBF 池体 采用钢筋混凝土结构， 池底与内壁均做防腐处理。冬 季运行时采用车间循环水作为热源， 进行保温处理。 5 接触氧化池。分 3 个池子， 设计处理污水量为 500 m3/d， 有效容积为350 m3， 停留时间为17 h， 进水 COD 平均质量浓度为1 700 mg/L， COD 去除率为 35 左右。设计 COD 容积负荷0. 85 kg/ m3d ， DO 控制 在 2 ～3 mg/L， 气水比为 16∶1， 空气扩散装置采用隔膜 曝气头， 与水解酸化池共用 1 台三叶罗茨风机。经 UBF 处理后的污水， 进入接触氧化池， 污水中剩余的有 机污染物经活性菌胶团吸附、 氧化、 分解， 最终降解为 无毒无害的小分子物质， 降低污水中的 COD。 6 氧化沟。设计处理污水量为500 m3/d， 有效容 积为700 m3， 停留时间为34 h， 进水 COD 平均质量浓 度为1 100 mg/L， COD 去除率在 75 左右。设计污 泥浓度 4 ～ 5 g/L， COD 容积负荷0. 60 kg/ m3d 。 经接触氧化池处理后的污水， 由氧化沟的外沟道进 入， 与回流污泥混合后， 由外沟道进入中间沟道再进 入内沟道， 在各沟道循环达数十到数百次， 最后经中 心岛的溢流堰流出， 至二次沉淀池。在氧化沟道横跨 安装水平转碟曝气机， 进行供氧兼有较强的推流搅拌 作用。在转碟曝气机出口处 DO 高达 5 ～ 6 mg/L， 但 沿水流流向 DO 不断递减直至 0. 2 ～ 0. 3 mg/L， 后再 次经过转碟曝气机充氧， 往复循环。在氧化沟中缺 氧 － 好氧 － 缺氧状态交替出现， 这样使得反应器的耐 冲击负荷增强， 保证了较高的处理效率。 3运行结果与讨论 3. 1运行结果 经过 11 个月的调试和稳定运行， 各处理单元均 处于正常运行状态。稳定运行阶段气浮池对 COD 的 处理效果见图 2、 图 3。水解酸化池对 COD 的处理效 果见图 4。UBF 池对 COD 的处理效果见图 5。接触 氧化池对 COD 的处理效果见图 6。氧化沟对 COD 的 处理效果及总处理效果见图 7。 3. 2问题与讨论 1 由图 2、 图 3 稳定运行阶段气浮池对 COD 及 SS 的处 理 效 果 可 知， 此 工 段 主 要 去 除 SS， 去 除 率 在 80. 0 左右; COD 去除率仅为 4. 0 。这是因为加药 41 环境工程 2010 年 4 月第 28 卷第 2 期 图 2稳定运行阶段气浮池对 COD 及 SS 的处理效果 图 5稳定运行阶段 UBF 池对 COD 的处理效果 图 3稳定运行阶段气浮池对 COD 及 SS 的去除率 图 6稳定运行阶段接触氧化池对 COD 的处理效果 图 4稳定运行阶段水解酸化池对 COD 的处理效果 图 7稳定运行阶段氧化沟对 COD 的处理效果 气浮工艺采用强化浮选的方式进行固 － 液分离， 主要 去除 SS， 小部分有机污染物粘附在 SS 表面一起被 去除。 2 由图 4 稳定运行阶段水解酸化池对 COD 的处 理效果可知， 此工段 COD 去除率在20. 0 ～ 30. 0 。 这主要是因为通过条件控制使厌氧反应处于第一阶 段， 即存在大量水解酸化菌和少量产甲烷菌， 使聚醚 生产污水中不溶性有机污染物转化为溶解性有机污 染物， 难生物降解的大分子有机污染物转化为易生物 降解的小分子有机污染物， 同时部分有机污染物被代 谢成 甲 烷 放 出，从 而 使 此 工 段 COD 去 除 率 在 20. 0 ～ 30. 0 。 51 环境工程 2010 年 4 月第 28 卷第 2 期 3 由图 5 稳定运行阶段 UBF 池对 COD 的处理 效果可知， 此工段 COD 去除率在 40. 0 左右， 这主要 是因为水解酸化工段提高了污水的可生化性， 污水中 存在大量易被厌氧微生物利用的有机物分子。同时， 通过条件控制使该反应器中存在大量的产甲烷菌， 在 UBF 池中的填料上形成厌氧生物膜， 具有截留细小 污泥的作用， 使厌氧污泥不容易从反应器中流失。同 时在反应器底部形成颗粒化污泥， 使得该反应器中污 泥浓度较高。此外， 在 UBF 池设置内循环系统， 强化 了反应器内部的传质作用， 增加了污水同厌氧微生物 的接触几率， 提高了反应器的处理效率。 4 由图 6 稳定运行阶段接触氧化池对 COD 的处 理效果可知， 此工段 COD 去除率在 36. 0 左右， 是厌 氧生化反应的有益补充， 利用接触氧化池中较高的污 泥浓度， 将厌氧反应尚未代谢完的小分子有机污染物 进一步降解代谢。 5 由图 7 稳定运行阶段氧化沟对 COD 的处理效 果可知， 此工段 COD 去除率在 75. 0 左右。工艺充 分利用氧化沟中存在缺氧和好氧交替区域的特点， 将 前端工艺中尚未去除掉的有机污染物进一步去除， 同 时氧化沟基建、 运行费用低， 既满足了设计要求又降 低了企业投入。 4结论与建议 1 加药气浮 － 水解酸化 － UBF － 接触氧化 － 氧 化沟组合工艺处理聚醚多元醇生产污水是可行的， 运 行结 果 表 明， COD 去 除 率 可 达 92. 5 以 上， 出 水 ρ COD 在 250 ～ 300 mg/L， 出 水 ρ SS在 15 ～ 30 mg/L， 出水水质达 GB8978 － 1996 的Ⅲ级标准。 2 该工艺采用了加药气浮的预处理方法， 减轻 了污水中悬浮物对后续生化处理装置的影响。同时， 在 UBF 池中增设了内循环系统， 增加了污水与厌氧 微生物的接触几率， 提高了该反应器的处理效率。 3 该工艺虽然可以去除大部分有机污染物， 但 出水 COD 仍不能满足Ⅰ级排放标准。从污水源头进 行系统分析， 结果发现不能降解的有机污染物主要来 源于洗刷成品桶的洗桶污水， 该类污水中存在大量高 聚合度的 聚 醚多 元 醇分 子 及 大 量 添 加 剂， 生 化 性 极差。 针对该股污水， 在上述工艺末端增设以活性炭为 吸附剂的固定床吸附塔进行处理， 出水效果较好， 基 本能达到国家Ⅰ级排放标准， 但吸附剂再生困难， 运 行成本较高， 企业难以承受， 运行一段时间后， 放弃了 此种工艺。 4 针对该股污水目前采用的方法是减少洗桶水 排入调节池， 采用专桶专用的方法， 这样调节池中的 污染物基本上为可生化降解的物质， 经过 11 个月的 调试与运行， 出水水质达当地市政管网的接入标准， 接入管网汇同市政污水进行后续处理。 参考文献 ［ 1］ 王发珍， 刘金泉， 左东升， 等. 水解酸化 － 好氧工艺在苯酚废水 处理中的应用［J］ . 水处理技术， 2008， 34 7 62- 64. ［ 2］ 商佳吉， 邢子鹏， 孙德智. 水解酸化 － 好氧 MBBR 耦合 Fenton 法 处理抗生素废水研究［J］ . 工业水处理， 2008， 28 12 45- 48. ［ 3］ 张兰英， 刘峰， 刘娜. 预处理 /复合水解酸化 /复合好氧氧化工艺 处理综合制药废水［J］ . 吉林大学学报 地球科学版 ， 2008， 38 6 1020- 1026. 作者通信处翟建210048江苏省南京市南京化工职业技术学 院应用化学系污染防治技术研究所 电话 025 58370734 E- mailzhaijian112 yahoo. com. cn 2009 － 08 － 27 櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅 收稿 家庭灰尘被查明来源 打开吸尘器， 你会看到什么布头、 头发、 面包渣， 还有就是灰尘。这些灰尘布满你的书架、 计算机键盘， 并 且在地板上随处可见。但是它们到底是从哪里来的呢 据美国科学 杂志在线新闻报道， 研究人员开发出一种计算机模型， 用来追踪单独颗粒的来源。研究结 果显示， 大多数的家庭灰尘 超过 60 都是由吹进或是从户外带入的空气及土壤微粒构成的。由于来自于户 外， 因此灰尘会包含一些有毒物质， 如砷和铅， 这对那些接触过灰尘， 并将其放入嘴中的儿童是有害的。因此科 学家建议， 要尽量保持屋子的整洁。 摘自 “科学时报” 61 环境工程 2010 年 4 月第 28 卷第 2 期