A/ SBR工藝處理煤制乙二醇污水的研究

崔風(fēng)桐，趙立寧，尹洪肖，齊曉冉，段 利，許丁妍

(1.彩客科技(北京)有限公司，河北 滄州 061600；2.河北豐源環(huán)?？萍脊煞萦邢薰?，河北 滄州 061000；3.徐州水處理研究所，江蘇 徐州 221007；4.陽煤集團(tuán)深州化工有限公司，河北 衡水 053800)

A/ SBR工藝處理煤制乙二醇污水的研究

崔風(fēng)桐1，趙立寧2，尹洪肖3，齊曉冉4，段 利2，許丁妍2

(1.彩客科技(北京)有限公司，河北 滄州 061600；2.河北豐源環(huán)?？萍脊煞萦邢薰?，河北 滄州 061000；3.徐州水處理研究所，江蘇 徐州 221007；4.陽煤集團(tuán)深州化工有限公司，河北 衡水 053800)

針對煤制乙二醇產(chǎn)生污水的問題，對比了A/SBR法和A2/O法，結(jié)果表明：A/SBR法具有投資省、設(shè)備少、占地少、維護(hù)運(yùn)行費(fèi)用低、出水水質(zhì)好、耐沖擊等優(yōu)點(diǎn)。本項(xiàng)目采用A/SBR組合工藝，進(jìn)水COD為1 000mg/L，出水水質(zhì)COD≤50mg/L，氨氮由110mg/L降至5.0mg/L，達(dá)到了GB 18918-2002《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中的一級A標(biāo)準(zhǔn)。

煤制乙二醇；A/SBR工藝；污水

doi：10.3969/j.issn.1004-8901.2017.02.012

乙二醇是一種非常重要的石油化工基礎(chǔ)有機(jī)原料，主要用于生產(chǎn)纖維、防凍液、樹脂、涂料等，其下游產(chǎn)品應(yīng)用更為廣泛，是世界上消耗最大的多元醇。本項(xiàng)目主要污水有煤氣化污水、酸性氣體脫除和乙二醇合成裝置排放的污水以及生活污水，其中含有甲醇、乙醇、乙二醇及硝酸鈉等物質(zhì)。

與A2/O法相比，A/SBR法具有投資省、設(shè)備少、占地小、后期運(yùn)行維護(hù)成本及運(yùn)行費(fèi)用低、出水水質(zhì)好、耐沖擊等優(yōu)點(diǎn)。A/SBR工藝將進(jìn)水、曝氣、污泥沉淀、排水、排泥等多工序集中于一池完成，對進(jìn)水有較強(qiáng)的稀釋作用，抗沖擊能力強(qiáng)，運(yùn)行穩(wěn)定[1-3]。其抗沖擊性在工廠開、停車期，應(yīng)對突發(fā)情況時尤其顯著。

金萬泰公司利用原有A2/O工藝設(shè)備改造為A/SBR工藝，經(jīng)改造后外排水中氨氮含量由原來的25mg/L降到15mg/L[4]。

本項(xiàng)目配套污水處理站采用A/SBR組合工藝，出水水質(zhì)達(dá)到了GB 18918—2002《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中的一級A標(biāo)準(zhǔn)。

1 工藝設(shè)計

1.1 設(shè)計規(guī)模與設(shè)計水質(zhì)

設(shè)計污水處理能力為340m3/h(含乙二醇二期廢水)。污水處理站進(jìn)、出水水質(zhì)設(shè)計值見表1。

表1 污水處理站進(jìn)、出水水質(zhì)設(shè)計指標(biāo)

(1)污水處理站進(jìn)水。煤氣化采用航天爐，操作溫度較高，大于1 300℃，煤氣化廢水為洗滌合成氣出水，經(jīng)沉降槽排出。出水COD為200～400mg/L，氨氮為80～250mg/L，溫度為60℃左右，流量為100m3/h左右。

(2)凈化裝置。變換工段鍋爐排的廢水中，COD為150mg/L左右，含少量磷酸鹽。酸脫工段的酸性氣體脫除廢水中COD為1 500mg/L左右。

(3)乙二醇合成裝置出水。精餾塔的噴射泵及其他裝置的廢水中COD為5 000～25 000mg/L，流量為20m3/h左右。

(4)生活污水及其他混合廢水。COD為200～900mg/L，氨氮為200～650mg/L(現(xiàn)場實(shí)測)。

綜上可知，廢水中難降解的有機(jī)物少，可生化性高，COD較易處理，氨氮含量相對較高。

1.2 污水處理工藝

A/SBR工藝流程見圖1。

圖1 A/SBR工藝流程

乙二醇項(xiàng)目全廠污水經(jīng)管廊或溝槽進(jìn)入格柵池濾掉大塊的漂浮物后，進(jìn)入調(diào)節(jié)池進(jìn)行均質(zhì)均量，如果pH值過低，需加入堿液進(jìn)行調(diào)節(jié)，經(jīng)提升泵將污水抽到預(yù)處理器且加入絮凝劑PAC及PAM。預(yù)處理器出水進(jìn)入A池，靠重力流到SBR池。在生化池中進(jìn)行曝氣、推流、靜沉后上清液達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，再由潷水器引流到緩沖池內(nèi)，經(jīng)提升泵進(jìn)入生物過濾器中，進(jìn)入清水池中，最后外排。

在預(yù)處理器及SBR池產(chǎn)生的一部分污泥經(jīng)污泥泵到達(dá)污泥濃縮池后，加入絮凝劑經(jīng)過帶式過濾機(jī)脫水形成泥餅外運(yùn)。

2 各操作單元的運(yùn)行指標(biāo)及原理

2.1 格柵池

攔截污水中攜帶的固體懸浮物，并定期打撈。

2.2 調(diào)節(jié)池

調(diào)節(jié)水質(zhì)及水量，配套的加堿設(shè)備控制pH值在6～9，堿度為2mg/L左右。生活污水、工業(yè)污水以及事故污水在調(diào)節(jié)池中進(jìn)行調(diào)節(jié)，控制污水COD為500～1 000mg/L，氨氮小于250mg/L。調(diào)節(jié)池容積為1 600m3，連續(xù)進(jìn)出水。

污泥濃縮池有一部分污水可以回流到調(diào)節(jié)池，污水中帶有一部分微生物，在調(diào)節(jié)池中厭氧菌及兼氧微生物進(jìn)行酸化作用，可以將污水中大分子污染物降解及水解，形成易生化的小分子化合物，提高污水的可生化性，提高出水水質(zhì)。

2.3 預(yù)處理器

預(yù)處理器可以去除污水中的懸浮物，凈化水質(zhì)。污水在進(jìn)入預(yù)處理器前加入PAC、PAM等絮凝劑，使出水懸浮固體SS<20mg/L，定期排底部污泥到污泥濃縮池中。

2.4 A池

SBR池與A池進(jìn)行回流，對進(jìn)水進(jìn)行稀釋，降低污水中的有機(jī)物濃度，維持微生物生存環(huán)境的穩(wěn)定。A池中控制回流泵的流量，調(diào)節(jié)水中DO，使其<0.6mg/L，處于缺氧狀態(tài)。A池中COD<200mg/L，氨氮<50mg/L。

由于SBR池與A池的回流循環(huán)作用，使污水不斷處于好氧、厭氧、缺氧的循環(huán)狀態(tài)，強(qiáng)化了硝化和反硝化作用，有利于氨氮的去除。

2.5 SBR池

SBR池為污水處理站的核心裝置，主要去除水中的COD、氨氮等，保證出水達(dá)標(biāo)。SBR池運(yùn)行周期為12h，進(jìn)水推流3h，進(jìn)水曝氣7h，靜沉1h，排水1h?？刂芐BR池內(nèi)DO為0 ～7mg/L，來水COD值低則降低曝氣量，DO可以控制稍低些；來水COD含量高則提高曝氣量，DO值相應(yīng)地增加。純堿的量不小于2.0mmol/L，若SBR池中氨氮值小于5mg/L(本污水處理站的外排水指標(biāo))，可以不用加純堿，排水前不加純堿。SBR池中污泥的量要控制在適當(dāng)范圍內(nèi)，宜為20%～40%，夏季SV30>30%時要排泥，降低污泥濃度；冬季運(yùn)行時污泥濃度稍高些，SV30>40后再進(jìn)行排泥。生化處理污水時，污水的溫度保持穩(wěn)定，SBR池污水溫度宜為25～40℃。SBR池中污水經(jīng)生化處理后，在曝氣完成時COD<50mg/L，氨氮<5mg/L，則靜沉后排水；若水質(zhì)不合格則繼續(xù)推流曝氣，直到水質(zhì)合格。

SBR池中將好氧、厭氧、缺氧集中于一體。厭氧、缺氧狀態(tài)下可將難溶解或難降解的有機(jī)物酸化，提高溶解性及可生化性；好氧狀態(tài)主要分解、消耗有機(jī)物，降低COD。

厭氧和好氧的配合能有效降低污水中的氨氮在好氧環(huán)境下，好氧型的亞硝酸菌進(jìn)行硝化反應(yīng)，將有機(jī)氨及無機(jī)氨轉(zhuǎn)化為亞硝酸根，亞硝酸根在好氧型硝酸菌的作用下繼續(xù)氧化生成硝酸根，完成氨氮的硝化反應(yīng)。在厭氧和缺氧的環(huán)境中，硝酸根在異養(yǎng)型反硝化菌的作用下，以無污染的氮?dú)庑问结尫诺娇諝庵校瓿闪税钡姆聪趸饔肹5]。

2.6 緩沖池

SBR池中污水經(jīng)靜沉后，由潷水器將上清液導(dǎo)流到緩沖池中。

2.7 生物過濾器

緩沖池中的水經(jīng)生物過濾器過濾后，出水中的SS<10mg/L。生物過濾器的主要作用是過濾水中的懸濁物，其罐體中填充石英砂，起過濾作用。當(dāng)進(jìn)水壓力與出水壓力相差0.5 MPa時，打開清洗系統(tǒng)，對濾料進(jìn)行正洗、反洗。

3 A/SBR工藝運(yùn)行結(jié)果與分析

污水處理站經(jīng)調(diào)試完成后，生化池內(nèi)活性污泥生長狀態(tài)穩(wěn)定，進(jìn)入試運(yùn)行階段?，F(xiàn)對SBR池進(jìn)水及出水進(jìn)行化驗(yàn)，檢測污水中的COD、氨氮的濃度。根據(jù)對污水處理站進(jìn)水及出水主要指標(biāo)COD、氨氮的監(jiān)測，分析A/SBR工藝處理煤制乙二醇污水的效果。

3.1 污水中COD的去除

對SBR池進(jìn)、出水進(jìn)行連續(xù)30d的檢測，其COD情況見圖2。

圖2 污水中COD的去除效果

在污水處理站試運(yùn)行期間，由于煤制乙二醇項(xiàng)目正處于試車階段，SBR池進(jìn)水水質(zhì)波動較大。第1d與第6d中，進(jìn)水COD在1 000mg/L內(nèi)波動，第3.5d中COD由第3d的1 061mg/L上升至1 625mg/L，是進(jìn)水設(shè)計值的1.6倍，出水COD值保持在排放標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)，最高值48.16mg/L，最低值25.21mg/L。在此階段進(jìn)水COD高于設(shè)計時，仍能保證出水正常，說明系統(tǒng)具有較強(qiáng)的抗沖擊能力，運(yùn)行平穩(wěn)。第6.5d與第14d中，進(jìn)水水質(zhì)COD降低，為設(shè)計進(jìn)水的1/2，SBR處于低負(fù)荷運(yùn)行，在此期間SBR池出水COD為15.53～37.62mg/L。第14.5d中進(jìn)水COD突然由361mg/L增長到2 167mg/L后，SBR池出水在后面幾個周期都保持正常，出水為25mg/L左右。第14d以后，進(jìn)水COD在1 100mg/L左右浮動，SBR出水正常，在50mg/L以內(nèi)。

綜上可知，在試運(yùn)行期間，SBR池進(jìn)水COD平均值為950mg/L，出水為34.33mg/L，COD去除率平均值為95.8%。A/SBR工藝對煤質(zhì)乙二醇污水有較強(qiáng)的處理能力，進(jìn)水COD在超出設(shè)計值500～2 000mg/L時，對污水均能處理合格，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。此工藝對來水有較強(qiáng)的抗沖擊能力，適應(yīng)力強(qiáng)，運(yùn)行平穩(wěn)靈活。

3.2 污水中NH3-N的去除

對SBR池進(jìn)、出水進(jìn)行連續(xù)30d的檢測，其NH3-N情況見圖3。

圖3 污水中NH3-N的去除效果

煤制乙二醇項(xiàng)目中的氨氮含量較低，根據(jù)近30d的檢測，污水處理站中氨氮的含量在110mg/L左右波動，最高值為171.1mg/L，最低值為54.6mg/L，平均值為112.4mg/L。出水氨氮的平均值為1.24mg/L。在第7～ 11d、第4、16和17d中，出水氨氮與其他時間段相比較高，最高值為4.15mg/L，最低值為1.63mg/L，其他時間經(jīng)SBR生化池處理后的氨氮含量均<1.0mg/L。SBR池的氨氮平均去除率達(dá)到98.9%。

綜上可知，A/SBR工藝對煤制乙二醇污水中的氨氮有較強(qiáng)的處理能力，此工藝脫氮效果較為成熟，硝化、反硝化處理氨氮比較徹底。SBR池處理后的污水中氨氮值遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于GB 18918—2002《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中的一級A標(biāo)準(zhǔn)。

4 結(jié)語

通過對污水處理站連續(xù)30d的檢測后，對A/SBR工藝處理煤制乙二醇生產(chǎn)污水的效果總結(jié)如下。

(1)污水處理站運(yùn)行穩(wěn)定，在全廠調(diào)試期間，進(jìn)水水質(zhì)有劇烈波動的情況下，生化池保持穩(wěn)定，活性污泥生長情況良好，具有較強(qiáng)的抗沖擊能力，應(yīng)對突發(fā)情況能力強(qiáng)。在本次試運(yùn)行期，COD在361～2 167mg/L、氨氮在54.6～171.1mg/L時，系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)，出水水質(zhì)合格。COD去除率在92%以上，氨氮去除率在96%以上。

(2)出水指標(biāo)：COD<50mg/L，氨氮遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于5mg/L。即使沒有經(jīng)過生物過濾器等后續(xù)工段，出水已符合GB 18918—2002《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中的一級A標(biāo)準(zhǔn)的出水標(biāo)準(zhǔn)。但此設(shè)備不能取消，以防止當(dāng)SBR池沉降效果欠佳時，緩沖池中的水濁度超標(biāo)，經(jīng)過生物過濾器后可以避免外排水濁度超標(biāo)。

(3)A/SBR工藝中SBR池“一池多用”，減少占地面積，運(yùn)行設(shè)備較少，操作簡單靈活。對出水水質(zhì)指標(biāo)有較強(qiáng)的調(diào)整能力，只調(diào)整曝氣和推流時間即可調(diào)節(jié)出水指標(biāo)，不需要增加任何設(shè)備。

[1]張亞．A/SBR工藝處理高濃度有機(jī)污水研究[J]．資源節(jié)約與環(huán)保，2015(4)：32.

[2]吳俠．A/SBR短程硝化工藝在含氨污水處理中的應(yīng)用[J]．小氮肥，2012，40(4)：20-22.

[3] 趙利霞．SBR工藝處理煤制甲醇污水的研究[J]．河南化工，2010，27(6)：42-44.

[4] 袁建松．A/SBR工藝在處理氮肥廠污水中的運(yùn)行控制[J]．煤炭與化工，2014，37(4)：147-149.

[5] 林豐姝，鄭平，陳建松．SBR法的特點(diǎn)及其在生物脫氮中的應(yīng)用[J]．環(huán)境污染與防治，2002，24(2)：98-100.

修改稿日期： 2017-03-15

Study on Treatment of Coal-made Ethylene Glycol Wastewater by A / SBR Process

CUI Feng-tung1，ZHAO Li-ning2，YIN Hong-xiao3，QI Xiao-ran4，DUAN Li2，XU Ding-yan2

(1.TsakerTechnology(Beijing)Co.，Ltd.，CangZhouHebei061600，China；2.HebeiFengyuanEnvironmentalProtectionTechnologyCo.，Ltd.，CangzhouHebei061000，China；3.XuzhouResearchInstituteofWaterTreatment，XuzhouJiangSu221007，China；4.YangmeiGroupShenzhouChemicalCo.，Ltd.，HengshuiHebei053800，China)

Based on the problem of wastewater produced by coal-made ethylene glycol，this essay compares the A/SBR method with A2/O method.The result presents that A/SBR method has the advantages such as low investment，less equipment，less land occupation，low maintenance cost，good water quality and excellent impact resistance and so on.The project adopts A/SBR combination process，with incoming water COD of 1000mg/L，outcoming water COD≤50mg/L，ammonia nitrogen concentration decreasing from 110mg/L to 5.0mg/L，which reaches A level regulated in GB18918-2002 “Urban Sewage Treatment Plant Sewage Discharge Standards”.

Coal glycol；A/SBR process；wastewater

崔風(fēng)桐(1984年—)，男，河北滄州人，2015年畢業(yè)于河北科技大學(xué)化學(xué)工程專業(yè)，碩士，工程師，現(xiàn)主要從事化工工藝生產(chǎn)、管理等工作。

10.3969/j.issn.1004-8901.2017.02.012

X703

B

1004-8901(2017)02-0042-04