气浮_UASB_水解酸化_接触氧化处理增塑剂废水工程实例.pdf

水 污 染 治 理 气浮/UASB/水解酸化/接触氧化处理 增塑剂废水工程实例 王恒辰 1 吴军 2 戈玮琨 1 郑筱黑 1 蒋国庆 1 1． 镇江一水环境工程有限公司， 江苏 镇江 212000;2． 宁波爱敬化工有限公司， 浙江 宁波 315000 摘要 以宁波爱敬化工有限公司增塑剂生产废水处理工程为例， 基于其水质特征， 构建气浮 /UASB/水解酸化 /接触氧 化处理工艺， 介绍该废水处理工程的工艺参数和调试及运行效果。运行结果表明 气浮 /UASB/水解酸化 /接触氧化处 理工艺对增塑剂废水处理效果显著， 在日平均进水量 180 t/d， ρ COD 7 000 mg/L 的情况下， 出水可稳定达 GB 89781996 污水综合排放标准 一级排放标准。 关键词 增塑剂废水; 气浮; UASB; 接触氧化 THE ENGINEERING EXAMPLE OF TREATING PLASTICIZER WASTEWATER BY AIR FLOTATION UASB HYDROLYTIC ACIDICATION CONTACT OXIDATION PROCESS Wang Hengchen1Wu Jun2Ge Weikun1Zheng Xiaohei1Jiang Guoqing1 1． Zhenjiang Yishui Environment Engineering Co． ， Ltd，Zhenjiang 212000， China; 2． Aekyung NingboChemical Co． ， Ltd，Ningbo 315000， China AbstractTaking plasticizer wastewater treatment project of Aekyung NingboChemical Co． ， Ltd for example，it was constructed the process of air flotation USAB hydrolytic acidification contact oxidation based on the character of the wastewater． The article described design parameters，debugging and operation effect of this process． The operation results showed the application of air flotation UASB hydrolytic acidification contact oxidation process in treating plasticizer wastewater was very effective． In the case of 180 ton wastewater each day whose COD was about 7 000 mg/L，the effluent could meet the requirement of the first-order of“Integrated Wastewater Discharge Standard” GB 89781996 ． Keywordsplasticizer wastewater;air flotation; UASB; contact oxidation 0引言 宁波爱敬化工有限公司是一家专业生产增塑剂 的化工企业。增塑剂在生产过程中会产生大量的 高浓度废水， 废水中含有大量邻苯二甲酯类、 聚酯 类和其他高分子原料物质。此类废水具有较高的 毒性， 若不进行处理直接排放将会对环境造成严重 影响; 同时， 由于这些污染物质相对分子质量大， 结 构复杂， 且含苯环结构， 难以生化处理， 因此增塑剂 废水的处理是增塑剂行业发展中一个非常棘手的 问题。 ［1］ 该公司于 2010 年对厂区原先的污水站进行全面 改造， 并于 2011 年 1 月全面完成污水站的调试工作。 经过 1 年多的正常运行， 现全套污水处理系统运转正 常， 处理效果良好， 出水稳定达 GB 89781996 污 水综合排放标准 一级标准。 1废水水质特征 该公司增塑剂生产装置采用生产工艺有两种 即 连续酯化工艺和间歇酯化工艺， 邻苯二甲酸酯 DOP 类一般是由邻苯二甲酸酐与一元醇直接酯化而成， 具 体工艺流程为 酯化脱醇中和水洗汽提脱 色过滤等工序。而废水主要来自中和水洗后外排的 高浓度有机废水， 此外还有少量地面冲洗水、 部分外 排的冷却废水和生活污水， 总水量为 200 t/d， 主要污 染因子为 pH、 COD 和石油类。 通过分析， 废水中含有生产的成品、 原料和部分 中间产物和副产品， 而有机污染物成分有 邻苯二甲 酸二辛酯 增塑剂 、 邻苯二甲酸二异壬酯 DINP 、 对 苯二甲酸二辛酯、 己二酸二辛酯等， 其中以邻苯二甲 1 环境工程 2012 年 12 月第 30 卷第 6 期 酸二辛酯为主要成分。废水 pH 值为碱性， 白色浑浊 液体， 含有大量油类和 SS， 并含有刺激性气味。具体 水质情况见表 1。 表 1污水站进水水质 ρ COD / mg/LpH ρ 石油类 / mg L －1ρ SS / mg/L 6 000 ～ 9 00011 ～ 12500 ～ 8001 500 ～ 3 000 2工艺流程 增塑剂废水 ρ BOD5 /ρ COD 即 B/C 一般在 0. 3 以下， 属于难生物降解废水， 目前， 国内对这类废 水一般采用 一级物化处理， 二级生化处理 ［2］。 该项目在借鉴同类型项目的成功经验并根据实 际废水水质， 确定以“气浮 /UASB/水解酸化 /接触氧 化” 工艺作为主要处理工艺。生产废水从车间出水 后进入集水井， 陆续通过“中和、 初沉、 隔油、 气浮” 4 道物化处理单元， 使废水中的石油类和 SS 基本去除， 后经过“UASB、 水解酸化、 接触氧化” 3 道生化处理工 艺， 将废水中的有机污染物质基本去除， 最后通过多 介质过滤后达标排放。具体流程见图 1。 图 1污水站工艺流程 3主要构筑物及设备参数 1 集水井 6. 7 m 1. 5 m 3 m 钢筋混凝土地 埋结构， 收集生产废水， 配置不锈钢提升泵 Zw50 － 10 － 20 － 2. 2 kW， 1 用 1 备 和液位控制。 2 中和罐 2 m 2 m 配置不锈钢搅拌机、 硫 酸加药装置和 pH 探头两套。通过 pH 计的自动控 制， 将废水的 pH 值调整至 7 ～ 8， 以满足后续单元的 处理要求， 水力停留时间 0. 5 h。 3 1 号沉淀池 3 m 3 m 3 m 钢筋混凝土地 埋结构， 竖流式沉淀池， 将废水中大密度颗粒物质去 除， 表面负荷为 1. 3 m3/ m2h 。 4 隔油池 串联两座， 单池 3 m 3 m 3 m 钢 筋混凝土地埋结构， 两级隔油， 将废水中密度小于 1 的油类物质和废水分离， 废水进入后续单元。 5 集水池 6. 4 m 3 m 3 m 钢筋混凝土地埋 结构， 作为废水进入气浮前的过渡单元， 便于提升， 配 置不锈钢提升泵 Zw50- 10- 20- 2. 2 kW， 1 用 1 备 、 液 位控制和曝气搅拌装置， 停留时间 6 h。 6 气浮装置 加压溶气气浮， 处理能力 10 t/h， 配合投加絮凝剂， 彻底分离废水中的 SS 和油类物质。 7 中间水池 6. 4 m 3 m 3 m 钢筋混凝土地 埋结构， 将气浮出水和生活污水混合， 并配合投加 N、 P 营养元素， 调节水质水量， 为废水进入后续生化单 元作调节， 若废水 COD 较高时， 将清水池出水回流部 分至此， 以降低冲击负荷对厌氧微生物的影响， 配置 铸铁潜污泵 50wq15- 20- 2. 2 kW， 1 用 1 备 、 液位控 制和曝气搅拌装置。 8 厌氧 UASB 并联两座， 单座 6 m 12 m 碳 钢罐体， 通过培养厌氧微生物将废水中的有机污染物 质去除， 采用上流式厌氧污泥流化床， 外置循环泵， 有 效停留时间 60 h， COD 容积负荷为 3. 0 kg/ m3 d 。 9 2 号沉淀池 5 m 5 m 5 m 竖流式钢筋混 凝土半埋结构， 沉淀厌氧溢出的污泥， 上清液流至后 续单元， 底部污泥回流至厌氧罐内， 以减少厌氧出泥。 10 水解酸化池 10 m 5 m 5 m 钢筋混凝土 半埋 结 构， 底 部 曝 气 搅拌， 配生物填料， 停 留 时 间 24 h， 作为厌氧和好氧中间过渡单元， 将部分大分子 污染物分解为小分子有机物， 便于接触氧化池处理。 11 接触氧化池 15 m 5 m 5 m 钢筋混凝土 半埋 结 构， 底 部 微 孔 曝气， 配生物填料， 停 留 时 间 36 h， 通过好氧微生物彻底降解有机物， COD 容积负 荷为 0. 5 kg/ m3d ， 风机选用百事德 HC- 1001S， 1 2 环境工程 2012 年 12 月第 30 卷第 6 期 用 1 备， 曝气采用微孔曝气。 12 2 号沉淀池 5 m 5 m 5 m 钢筋混凝土半 埋结构， 竖流式沉淀池， 分离接触氧化池出水带出的 生物污泥， 表面负荷为 0. 6 m3/ m2h 。 13 过滤池 5 m 2. 5 m 5 m 钢筋混凝土半 埋结构， 采用多介质滤料过滤， 在生化处理后， 作为深 度处理单元， 确保出水水质达到国家标准。 14 清水池 5 m 2. 5 m 5 m 钢筋混凝土半埋结 构， 出水前的过渡单元， 便于处理后废水排放、 回用等。 4调试和实际运行效果 4. 1UASB 的调试 该工艺最主要的调试工作是 UASB 厌氧反应器 内污泥的培养和驯化。启动时接种含水率 80 的脱 水污泥 60 t。污泥采用宁波市城市污水处理厂的絮 状污泥， 经过稀释筛滤， 配合消防水稀释后， 利用中间 水池的污水泵将污泥接种至 UASB 罐体内。 启动时间在 7 月下旬， 气温和水温都比较理想， 配合蒸汽加温确保 UASB 的出水水温达 35 2 ℃ 。 在初始启动阶段， UASB 每天进水 20 t， 每次进水时间为 2 ～3 h， 起始 COD 负荷控制在0. 5 kg/ m3 d 以下， 上升 流速控制在约 0. 15 m/h。这一阶段的主要目的是尽 快提高絮状污泥的活性， 使接种污泥尽快适应增塑剂 废水。同时厌氧循环泵 24 h 开启， 不进水时也能确 保泥水的混合均匀。稳定进水两周后， 出水 ρ COD 稳定在 1 000 mg/L 以下， 提高进水水量至 30 t/d， 依 旧为白天间歇进水。之后每两周提高 10 t/d 的进水 量， 在负荷不断提升的过程中， 厌氧出水 COD 值也逐 渐慢慢提高。 9 月上旬， 每天进水量为 50 t/d， 此时厌氧出水 ρ COD＞2 000 mg/L， 厌氧处理效率下降， 出现跑泥、 酸化现象。分析认为， 由于废水的可生化性较差， 且厌 氧进水水质情况不稳定， 故对调试计划进行调整， 采取 以下措施 1 补充接种 30 t 含水率 80 的脱水污泥， 增加厌氧罐内的污泥量; 2 加强 2 号沉淀池的排泥频 率， 将 UASB 跑出的污泥尽可能回流进 UASB; 3 控制 进水水质 COD、 SS 的稳定， 若 COD 较高， 可从清水池 回流稀释后进 UASB; 4 控制好 pH 值、 温度和氮磷营 养源等指标， 使厌氧控制参数在最佳范围内。 通过以上对厌氧调试的调整， 厌氧 UASB 处理负荷 逐渐提高， 至 12 月底时， 已经可以完全接纳厂区生产的 所有废水 约 150 t/d ， 进水 ρ COD 为 7 000 ～ 8 000 mg/L， 出水 ρ COD 为 1 500 mg/L， 去除率为 78. 6。 4. 2水解酸化池及接触氧化池的调试 在厌氧 UASB 启动 2 周后， 开启水解酸化池和接 触氧化池的调试工作。各个池内接种部分含水率 80 的脱水污泥， 配合面粉、 尿素、 磷酸二氢钾的配比 投加和连续的曝气， 促进好氧微生物的生长。其中水 解酸化池采用直接好氧挂膜启动， 积累生物量， 达到 合适污泥浓度， 并适应水质后逐渐转入兼氧条件 ［3］。 初期水解酸化池和接触氧化池内水质混浊且泡沫较 多， 闷曝几天后指示填料上开始出现薄薄的生物膜， 1 ～ 2周后， 接触氧化池内的水质已经变得清澈， 接触 氧化池出口 ρ COD≤80 mg/L。此时指示填料上 的生物膜较厚， 呈灰白色， 可以认为挂膜成功， 调试工 作完成。后随着厌氧进水量的不断提高， 逐渐减少水 解酸化池和接触氧化池面粉的投加量， 经过一段时间 的稳定运行后， 停止面粉、 尿素、 磷酸二氢钾的投加， 接触氧化池出水 ρ COD 稳定在 100 mg/L 以下。 5结论 1 自从 2011 年 1 月全面完成调试工作至今已一 年多时间， 污水站运行良好， 污染物去除率稳定， 出水 达标， 说明该工艺完全适用于增塑剂废水。 2 厌氧 UASB 的调试是该工艺的关键环节， 根据 该项目的经验， 增塑剂废水可生化性较差， 厌氧启动 时间较长， 从启动至调试完成需时半年， 建议采用厌 氧消化污泥进行接种。UASB 的 COD 有机负荷只有 3. 5 kg/ m3d ， 去除率为 78. 6 。 3 针对增塑剂废水 SS 和油类物质较多的问题， 采 用气浮作为生化前预处理， 配合絮凝剂的投加， 将 pH 等 参数控制好， 可确保 SS 和油类去除率在 90以上。 4 在厌氧 UASB 后采用“水解酸化 接触氧化” 好氧工艺， 对废水的处理效果较好， 进水 ρ COD 约 1 500 mg/L， 出水 ρ COD＜ 100 mg/L， COD 去除率 ＞ 93 。且该工艺的污泥产量极少， 短期内无需排 泥， 方便员工操作。 参考文献 ［1］赵辉， 蒋平平， 董玉明， 等． 增塑剂生产废水的处理及其资源化 利用［J］． 增塑剂， 2011， 22 2 48- 51． ［2］沈洪来． 增塑剂废水处理方法探讨［ J］ ． 增塑剂， 2003 2 39- 41． ［3 ］郑筱黑， 光建新， 范春健． 水解酸化 二级接触氧化处理 DOP 废水［J］． 工业水处理杂志， 2007 4 85- 87． 作者通信处王恒辰212004江苏省镇江市檀山路 3 号鑫韵花苑 1 幢 3 单元 608 室。 E- mailtab01 yeah． net 2012 － 02 － 21 收稿 3 环境工程 2012 年 12 月第 30 卷第 6 期