聚酯生產廢水的處理

更新時間：2008-03-04 17:09 來源：作者: 閱讀：1851

前言
　　
        差別化聚酯切片是生產滌綸絲、飲料瓶等的原料，用途廣泛。近年來，全國各地已陸續建成了多家聚酯切片生產企業。
　　
        某廠于2000年8月建成了年產3×104t差別化聚酯切片生產線，生產主工序包括酯化和縮聚。主要生產原料為精對苯二甲酸和乙二醇。生產廢水來源于酯化過程中產生的酯化廢水和縮聚過程中產生的噴射泵廢水。采用酸化水解、HCR（High Performance Compact Reactor）、接觸氧化法處理該廢水，處理后的廢水全部回用于生產。

1 廢水水質、水量
　　
        工廠生產廢水水質、水量情況見表1。

2 廢水水質特性

2.1 有機物濃度較高

表1 廢水水質、水量情況（平均值）
污染物	CODcr/（mg·L^-1）	BOD₅/（mg·L^-1）	pH	水量/（t·d^-1）
醋化廢水	18500	4770	5	16
噴射泵廢水	2500	1350	6	56
生活廢水	300	120	7	8

        酯化廢水的濃度受酯化反應的條件、乙二醇蒸餾回收效率的影響較大，在廢水處理設施調試初期，由于生產工藝不穩定，酯化廢水CODcr的濃度徘徊在30000--40000mg/L，最高達70000mg/L，最低10000mg/L，廢水中主要污染物為乙二醇、苯甲酸、乙醛等低分子有機物，廢水無色透明，有刺激性氣味。
　　
        對酯化廢水、噴射泵廢水我們進行了多次試驗，包括好氧、厭氧、混凝沉淀、活性炭吸附等，試驗結果表明，該廢水的可生化性較好。但該廢水水質有較大變化時對微生物影響較大，CODcr的去除率明顯下降，因此本工藝選用了對沖擊負荷適應性較強的HCR法好氧生物處理工藝，并在好氧之前先采用厭氧水解進行處理，廢水的BOD₅/CODcr從0.26提高到0.32，減輕了有害物質對微生物的抑制作用。

2.2 廢水呈酸性
　　
        酯化廢水、噴射泵廢水均呈酸性，pH值在5～6之間，在調試初期，采用片堿中和，廢水處理成本增加，而且增加了廢水中鹽份，因該廢水的酸度是由有機酸引起的，我們通過試驗發現，該廢水不經過pH值調節直接進行生化，生化出水pH值會上升，而且CODcr去除效果有所提高，因此取消了pH值調節這道工序。

3 廢水處理工藝

3.1 廢水處理工藝流程
　　
        工藝流程見圖1。

3.2 主要設計參數

        3.2.1 酯化廢水收集池、調節池
　　
        鋼筋混凝土結構，酯化廢水收集池有效容積16m³，停留時間24h，調節池有效容積50m³，停留時間24h，內掛組合填料，設穿孔曝氣系統。不調PH。

        3.2.2 酸化水解池
　　
        鋼結構，有效容積32m³，停留時間48h，外形尺寸ф3.0m×5.0m，內掛組合填料，設穿孔曝氣系統，DO控制在0.lmg/L，從污泥回流池接入剩余污泥。

        3.2.3 HCR生化塔
　　
        鋼結構，有效容積1 m³，停留時間4.5h，外形尺寸фl.5m×11.5m，容積負荷15kg[CODcr]/(m³•d)，采用射流曝氣，配1臺18.5kw的循環射流泵和1臺1.5 kw的污泥回流泵。
　　
        HCR反應器是本工程的核心設備，該設備是一種帶中心導流管的簡裝容器。上置式特殊設計的兩相噴頭通過循環水自吸空氣，空氣在噴頭下方初次分散，形成細小的氣泡，隨液相向下，到中心管底部折回向上，到中心管上部，部分空氣從液相釋放，但仍有較多空氣隨液相進入中心管，進行二次分散和再循環。這樣，使得空氣在液相有較長的停留時間，空氣氧的利用率可達到30％～50％。同時，由于高速內循環，使氣、液、固三相間的傳質速率大大提高。在容積負荷高達30～90kg[CODcr]/(m³•d)，污泥負荷3～5 kg[CODcr]/(kg[MLSS]•d)的情況下，用HCR處理一般可生化有機廢水，仍能得到80％左右的去除率。HCR系統內的微生物90％以上是細菌，且處于對數增長階段，但在HCR中能形成細顆粒、致密的菌膠團，沉淀速度快，固液分離效果好。HCR技術在國內外曾應用于城市生活污水、造紙廢水、味精廢水、印染廢水、化工廢水等40多個廢水處理工程，都比較成功，具有所需空間少、占地省、合理集成設計、CODcr降解率高、空氣氧利用率高且操作便利安全等優點。HCR首次應用于聚酯廢水達到了設計處理效果。該技術為德國克勞斯塔爾工科大學專利技術。

        3.2.4 生物接觸氧化池
　　
        鋼結構，有效容積78m³，停留時間2 h，外形尺寸4.0m×5.0m×4.9m，填料負荷0.75kg[CODcr]/(m³•d)，內掛組合填料74m³，設微孔曝氣系統，溶解氧控制在3.5mg/L左右。

        3.2.5 混凝氣浮池
　　
        鋼結構，ф1.8m ×3.6m，表面負荷1.5m³/(m2•h)，設溶氣系統，采用堿式氯化鋁混凝劑，投加量為1.5‰。
　　
       本廢水處理系統總投資120萬元，處理方案中確定的處理費用為6.2元/t水，據廠方核算，實際處理費用為6.0元/t，其中電耗占60％以上。

3.3 設計處理效果
　　
        各處理單元設計CODcr去除效果見表2。
　　
        該廢水處理工藝的剩余污泥量較少，少量的氣浮污泥經濃縮后直接送至鍋爐房焚燒。

表2 CODcr去除效果
處理單元	CODcr/（mg·L^-1）			水量/（t·d^-1）
處理單元	進水	出水	去除率/%	水量/（t·d^-1）
酸化水解	18500	9250	50	16
調節	3630	2900	20	80
HCR	2900	725	75	80
生物接觸氧化	725	181	75	80
混凝氣浮	181	126	30	80

4 結語
　　
        ①聚酯廢水經上述工藝處理后，處理效果達到了設計要求，能較穩定地實現達標排放，CODcr總去除率在97％以上，而且絕大部分時段可達到一級排放標準。處理尾水全部回用于生產，作循環冷卻水的補充水。
　　
        ②此廢水可不經pH調節，直接生化。
　　
        ③酯化廢水和噴射泵廢水經處理后，出水可回用于生產，每年可節省水費4.8萬元。
　　
        ④應注意的是酯化廢水、噴射泵廢水溫度較高，調節池內的溫度達到45℃以上，今夏高溫期間，由于水溫較高使生化系統處理效果明顯下降。后添置1臺循環量為20m³/h的污水冷卻塔、并在調節池上方搭建防曬雨棚，緩解了廢水溫度高的矛盾。

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