第29卷第3期石油化工技術(shù)與經(jīng)濟(jì)2013年6月Technology Economics in Petrochemicals生物流化床處理乙二醇廢水的工業(yè)試驗(yàn)研究史丹妮(中國石化上海石油化工股份有限公司環(huán)保水務(wù)部,200540)摘要:介紹了三相生物流化床裝置處理乙二醇廢水的工業(yè)試驗(yàn)情況。結(jié)果表明,在pH5.5-10.5,溫度25-30℃,進(jìn)水化學(xué)需氧量(COD)為1000~3000mg/L的條件下,處理后的污水COD小于500mg/L,廢水中COD去除率可達(dá)到89%。關(guān)鍵詞:乙二醇廢水生物流化床化學(xué)需氧量文章編號:164-1091(010053204中圖分類號:X783文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A乙二醇是化纖企業(yè)生產(chǎn)聚酯的重要原料。由表1乙二醇污水特征與來源于乙二醇生產(chǎn)過程中排放大量高濃度有機(jī)污水,污水來源方式溫度℃主要污染物單獨(dú)采用好氧法處理很難直接達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn),因再生塔冷凝器連續(xù)6-7乙二醇此目前企業(yè)大多采用活性污泥曝氣或氧化溝預(yù)處鍋爐給水排污連續(xù)408鍋爐給水添加劑理后,再進(jìn)入總的污水處理廠處理。但此種方法的缺點(diǎn)是占地面積較大?；厥諌嚎s機(jī)氣液連續(xù)分離罐凝液二氧化碳中國石化上海石油化工股份有限公司(以下循環(huán)水處理單元周期性351鈉鹽、乙二醇簡稱上海石化)在2003年將產(chǎn)能180ka的乙二脫水塔熱井排放連續(xù)6-7乙醛醇裝置擴(kuò)建到20kt/a,同時(shí)新建產(chǎn)能380k/a乙二醇裝置。原裝置污水處理能力要求為50t/h,處乙二醇污水的水量為55-~80m3/h,其主要理后的污水化學(xué)需氧量(COD)不超過500mg/L污染物是COD,5日生物化學(xué)需氧量(BOD)與改擴(kuò)建后污水處理量為80υh,預(yù)處理的污水COD比值在0.4~0.6之間,可生化性較好。根COD達(dá)到800mg/L左右。為了緩解超標(biāo)污水對據(jù)乙二醇污水水質(zhì)情況,確定試驗(yàn)裝置進(jìn)水COD后續(xù)深度處理流程可能產(chǎn)生的影響,必須要擴(kuò)建污為1000-4000mg/L,處理后的污水COD不超水處理廠或采用新的工藝以確保污水中COD不超過500mg/L,具體數(shù)值見表2過500mg/L。而采用原有技術(shù)進(jìn)行擴(kuò)建的方案,表2污水處理實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)、出水水質(zhì)因受到占地面積大的條件限制而難以實(shí)施,因此采項(xiàng)目進(jìn)水出水用新技術(shù)對原污水處理裝置進(jìn)行工藝改造成為唯coD(mg-)1000~4000≤500的選擇。BOD, /(mgL")500~2400生物流化床反應(yīng)器是一種氣、液、固并存,且pH5.0-13.06.0-9.0處于高速內(nèi)循環(huán)流化狀態(tài)下的反應(yīng)器形式。其中溫度/℃流化床內(nèi)的懸浮物既有附著生物膜的固體顆粒,又有活性污泥菌膠團(tuán),是一種活性污泥和生物膜2工藝介紹的結(jié)合形式。為了使處理后乙二醇廢水COD2.1乙二醇污水處理系統(tǒng)試驗(yàn)流程不超過500mg/L,本次工業(yè)試驗(yàn)選擇了生物流化乙二醇生產(chǎn)裝置排放的污水首先進(jìn)入水解酸床反應(yīng)器。收稿日期:2013-04-081廢水來源及水質(zhì)要求作者簡介年出出,上究生。2003年畢乙二醇裝置污水中主要含有鈉鹽、乙二醇、微業(yè)于遼寧中國煤化工年畢業(yè)于石油大量乙醛及堿等污染物。其水質(zhì)特征及來源見表1。學(xué)(北京)CNMHG研工作石油化工技術(shù)與經(jīng)濟(jì)第29卷第3期54Technology Economics in Petrochemicals013年6月化池然后進(jìn)入預(yù)曝氣池,再進(jìn)入氧化溝處理后的污水送至下游總污水處理場(見圖1)。下游總污1"裝置污水水處理場處理裝置水解酸化池預(yù)曝氣池氧化溝2裝置污水工業(yè)試驗(yàn)均質(zhì)水解罐生物流化床圖1乙二醇污水現(xiàn)有處理/試驗(yàn)流程乙二醇污水處理試驗(yàn)系統(tǒng)及流程見圖1虛線中投加載體及一定量取自總污水處理場的污泥,部分,從水解酸化池引出一部分污水進(jìn)入試驗(yàn)系另外投加營養(yǎng)液和特種菌,然后通入污水和空氣統(tǒng),污水首先進(jìn)入均質(zhì)水解罐,然后進(jìn)入生物流化進(jìn)行悶曝培養(yǎng),3天后連續(xù)進(jìn)水,水停留時(shí)間床反應(yīng)器,經(jīng)生化處理后,排至氧化溝出水管線。HRT)為10~15h。在啟動(dòng)運(yùn)行約15d后,可發(fā)2.2流化床工藝流程現(xiàn)多數(shù)載體的表面附著了生物膜,此外還發(fā)現(xiàn)了大型生物流化床處理乙二醇污水工業(yè)試驗(yàn)裝鐘蟲累枝蟲等原生動(dòng)物附著在生物膜表面。隨置主要包括均質(zhì)水解罐、生物流化床、加藥罐和空著載體表面生物膜的逐漸形成,生物數(shù)量也逐漸氣壓縮機(jī),工藝流程如圖2所示。來自水解酸化增加,在運(yùn)行20d后,載體上生物膜已成熟,在宏池的乙二醇污水,由污水泵提升到均質(zhì)罐,經(jīng)酸化觀上表現(xiàn)為生物流化床去除有機(jī)物的效率達(dá)到較水解反應(yīng)后,污水溢流至生物流化床進(jìn)行生化降高水平。解,處理后的水排至氧化溝出水管線。加藥罐中3.2運(yùn)行結(jié)果按要求配制的營養(yǎng)液,由加藥泵送入生物流化床3.2.1COD處理效果反應(yīng)器。反應(yīng)需要的空氣由空氣壓縮機(jī)從底部風(fēng)生物流化床在進(jìn)水量達(dá)到負(fù)荷后,連續(xù)穩(wěn)定線輸入反應(yīng)器。運(yùn)行2個(gè)多月,在pH為5.0~13.0,反應(yīng)溫度為至氧化溝20~38℃操作條件下,在進(jìn)水COD為1000~出水管線3000mg/L的情況下,處理后污水的COD小于500mg/L,COD去除率達(dá)到89%,且對COD波動(dòng)均質(zhì)水沖擊具有很好的適應(yīng)性。生物流化床連續(xù)運(yùn)行處理COD的效果如圖3所示。水解酸化池空壓機(jī)床30002500進(jìn)水COD圖2試驗(yàn)工藝流程出水COD3試驗(yàn)情況3.1運(yùn)行情況l152943577185試驗(yàn)開始前先進(jìn)行2天連續(xù)運(yùn)行,對流化床的進(jìn)出水、進(jìn)氣、內(nèi)部流化狀態(tài)以及加藥系統(tǒng)、水圖3COD去除效果泵及流量計(jì)、計(jì)量表進(jìn)行調(diào)試,使其滿足試驗(yàn)要3.2.2容積負(fù)荷求。容積負(fù)荷即為每立方米濃容積每日負(fù)擔(dān)的有生物流化床啟動(dòng)階段是通過培養(yǎng)生物膜,使機(jī)物量,去除中國煤化工容積每日反應(yīng)器達(dá)到一定的有機(jī)物去除率。首先向反應(yīng)器去除的有機(jī)物CNMHG1、S2分別第3期(2013)史丹妮.生物流化床處理乙二醇廢水的工業(yè)試驗(yàn)研究表示為進(jìn)、出水COD值,Q為裝置處理量,V為裝由表3可知,生物流化床的停留時(shí)間為傳統(tǒng)置體積,則生物流化床的COD投配容積負(fù)荷活性污泥法的14,氣水比為05,平均M近4(Nv)=QxS1/V,去除容積負(fù)荷(N)=Q×(S1倍抗沖擊能力較強(qiáng)。由此可見生物流化床處理S2)/。本次實(shí)驗(yàn)的生物流化床N試驗(yàn)情況效率遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)活性污泥法。如圖4所示。4技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析生物流化床反應(yīng)器在運(yùn)行時(shí)反應(yīng)器內(nèi)部的氣液-固三相處于高速均勻流化狀態(tài),這不僅使要1A系統(tǒng)的傳熱、傳質(zhì)、動(dòng)量傳遞效率增強(qiáng),而且使生物膜表面不斷更新,保持與溶解氧及營養(yǎng)介質(zhì)的充分接觸,使微生物活性及代謝功能大大增強(qiáng),是020406080100120種反應(yīng)效率較高的反應(yīng)器形式。這種反應(yīng)器可時(shí)間/d實(shí)現(xiàn)污水處理的裝置化集成化,占地面積少,投圖4COD去除客積負(fù)荷資省、操作費(fèi)用低等特點(diǎn),與傳統(tǒng)的氧化溝法相比由圖4可見:生物流化床的平均CODN為具有一定的優(yōu)勢2)。氧化溝法與生物流化床2種31kg(m3·d)。裝置運(yùn)行時(shí)的最大 COD N'Y工藝預(yù)處理乙二醇污水的工業(yè)試驗(yàn)成本對比見表可達(dá)6.0kg/(m3·d),表明它對COD有較高的容納和抗沖擊能力。表4氧化溝工藝與生物流化床污水處理成本對比生物流化床NV和N的關(guān)系如圖5。處理方法名稱消耗量/單價(jià)/處理成本/)(元·t1)(元·t-1)氧化溝工藝尿素20000.052碳酸氫二鈉0.01330000.039新鮮水0.50.75小計(jì)生物流化床尿素2000NV/(kg m.d)碳酸氫二鈉0.0050.015新鮮水0.018圖5Nv與Nv關(guān)系1.30.Nv隨Nv的增大而增大,且N與NV之間小計(jì)0.71大致成正比關(guān)系,根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果采取回歸的方法率電消耗量的單位為(kW·h)/t,單價(jià)單位為元/(kW·h)得出其正比例關(guān)系為:N=0.829NV,M與NV現(xiàn)有氧化溝工藝乙二醇污水預(yù)處理成本(人之間呈線性關(guān)系,表明在此負(fù)荷范圍內(nèi),反應(yīng)器尚工成本除外)為0.88元/,生物流化床乙二醇污有潛力。水工業(yè)試驗(yàn)預(yù)處理成本為0.71元/t(人工成本除3.2.3生物流化床與傳統(tǒng)活性污泥法比較外)。生物流化床比傳統(tǒng)工藝方法氧化溝運(yùn)行處根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)對比生物流化床與傳統(tǒng)活性污理費(fèi)用節(jié)約017元/t。泥法運(yùn)行數(shù)據(jù)見表3。表3生物流化床與傳統(tǒng)活性污泥法工藝比較5結(jié)論出水平平均COD(1)試驗(yàn)確定了生物流化床處理乙二醇污水處理方法氣水比均COD容積負(fù)荷抗沖擊工藝最佳運(yùn)行參數(shù)為pH5.5~10.5,溫度25~30能力(mg·L1)(kg·m-3·d-1)℃。在進(jìn)水COD為1000~3000mgL,處理后傳統(tǒng)活性污泥法40~500.76般的污水COD中國煤化工率可達(dá)到生物流化床0~2520089%。HCNMHG石油化工技術(shù)與經(jīng)濟(jì)第29卷第3期56Technology Economics in Petrochemicals2013年6月(2)生物流化床運(yùn)行時(shí)的平均CODM為集成化、占地面積小,操作費(fèi)用低,處理效果好,抗3.1kg/(m3·d),是傳統(tǒng)活性污泥法平均N的沖擊能力強(qiáng)。4倍。該裝置最大CODN達(dá)60kg/(m3·d),充分表明該反應(yīng)器較高的處理效率?？嘉墨I(xiàn)(3)試驗(yàn)表明采用生物流化床處理乙二醇污水效率高能耗少,并且產(chǎn)泥量少,減少了固體廢1劉獻(xiàn)張建成,曹玉紅,等油度水生物流化庫處理工業(yè)棄物的二次污染。[2]李春華,張洪林.生物流化床法處理廢水的研究與應(yīng)用進(jìn)(4)生物流化床實(shí)現(xiàn)了污水處理的裝置化、展環(huán)境技術(shù),2002,(4):27-32Industrial Experimental Study on Treatment of Ethylene GlycolWaste Water in Biological Fluidized BedShi danniEnvironmental Protection and Water Division, SINOPEC Shanghai Petrochemical Co., Lud 200540)ABSTRACTThe industrial experiment for treatment of Ethylene Glycol (EG )waste water in a triphase biologicalfluidized bed plant was introduced. Result showed that COD in the treated waste water was less than 500 mg/Land removal rate of COD in waste water could reach 89% under the conditions of pH value of 5.5-10.5temperature of 25-30C, and inlet water COD of 1 000-3 000 mg/LKeywords: EG, waste water, biological fluidized bed, COD甲醇行業(yè)共商加快下游開拓我國甲醇總產(chǎn)能已超過50MU/a,2013年4國產(chǎn)化進(jìn)程,開發(fā)褐煤高效潔凈綜合利用技術(shù);重月10日在合肥召開的中國甲醇產(chǎn)業(yè)大會(huì)上,業(yè)內(nèi)點(diǎn)推進(jìn)氣體凈化催化劑等技術(shù)創(chuàng)新,推進(jìn)1Mt/a人士達(dá)成共識,面對產(chǎn)能過剩依然存在的情況,化級以上的大型甲醇裝置的國產(chǎn)化。解壓力主要依賴下游市場的應(yīng)用開發(fā)。據(jù)悉,國內(nèi)不少煤化工企業(yè)已經(jīng)在打造甲醇中國氮肥工業(yè)協(xié)會(huì)發(fā)布的最新數(shù)據(jù)顯示,截至下游產(chǎn)業(yè)上不斷努力。例如,上海華誼將現(xiàn)有甲2012年底我國甲醇總產(chǎn)能達(dá)到51491M/a,約占醇制乙酸及酯、甲醛聚甲醛等主要產(chǎn)品,向產(chǎn)品全球總產(chǎn)能的50%。全行業(yè)甲醇裝置開工負(fù)荷比鏈下游延伸,投資建設(shè)了安徽無為煤基多聯(lián)產(chǎn)綠上年提高43個(gè)百分點(diǎn),但仍只有60.8%,產(chǎn)量為色化工示范基地;山東華魯恒升集團(tuán)有限公司正31.29Mt,表觀消費(fèi)量為36.22M。2013年預(yù)計(jì)打造新的煤氣化平臺,2013年二季度后,將新增開工率約62%。雖然甲醇行業(yè)開工率有所提升,1.20MU/a氨醇、400kua乙酸產(chǎn)能。當(dāng)前我國甲但不能忽視產(chǎn)能過剩的現(xiàn)實(shí),必須要加大市場開拓醇下游市場應(yīng)用又有了新發(fā)展。甲醇燃料市場試力度。應(yīng)用技術(shù)的市場研究應(yīng)該成為今后甲醇行點(diǎn)有序,目前從事醇醚燃料、汽車及相關(guān)產(chǎn)品生業(yè)發(fā)展的重要戰(zhàn)略方向和科技開發(fā)的工作基點(diǎn)。產(chǎn)、研發(fā)、應(yīng)用單位已分布全國24個(gè)省份。在新對近年來興起的流化床甲醇制芳烴、甲醇蛋白、甲應(yīng)用方面,甲苯甲醇制對二甲苯聯(lián)產(chǎn)低碳烯烴技醇燃料電池等新興應(yīng)用技術(shù),要加快研究、評估和術(shù)、流化床甲醇制芳烴成套工業(yè)技術(shù)、甲醇制乙醇完善。同時(shí),建議根據(jù)甲醇原料結(jié)構(gòu)調(diào)整的要求,成套技術(shù)取得突破,開辟了以甲醇為原料新的下進(jìn)一步完善國產(chǎn)先進(jìn)煤氣化和煤基多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)高游產(chǎn)品技H中國煤化工效低壓甲醇合成大型化成套技術(shù)推進(jìn)高效壓縮機(jī)CNMH GO4-11