厭氧生物濾池在PTA廢水處理中的應用
導讀:：關鍵調：PTA廢水厭氧生物濾池預處理。為了提高現有PTA廢水處理裝置的處理能力。
關鍵詞：厭氧生物濾池，PTA廢水處理
PTA(精對苯二甲酸)是生產聚酯纖維和PET樹脂產品的基本原料。PTA裝置排出的廢水有連續和間斷兩種，pH呈酸性，主要含甲酸、對甲基苯甲酸、苯甲酸、醋酸等污染物。廢水預處理去除水中部分TA殘渣，初步調整pH值后送入污水處理裝置。
PTA廢水的COD濃度較高、水量大、溫度高、具有腐蝕性，在水量、COD、pH值和固體含量等方面有較大的波動性，PTA廢水的處理難度較大[1]。為了提高現有PTA廢水處理裝置的處理能力，保障污水處理出水水質滿足《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)中“水污染物排放標準一級標準B標準”，某石化新建了厭氧生物濾池預處理PTA廢水環境保護，以保障二級生化裝置出水達標排放。
1 工藝流程
圖1 廢水處理工藝流程
Fig.1Flow chart of wastewater treatment process
工藝流程如圖1所示。來自上游生產裝置的PTA廢水經配水、均質后進入厭氧生物濾池，出水經過吹脫后與低濃度水混合進入純氧曝氣裝置，出水部分達標外排，部分經過深度處理后回用。厭氧生物濾池為升流式，設計進水量250m3/h，進水COD為5500mg/L，出水COD為2200mg/L，COD去除率60-70% ，負荷4-5kgCOD/(m3·d)，有效容積8250m3。厭氧生物濾池內裝填有梅花形填料供微生物附著，以提高反應器內的污泥濃度，增加有機物的去除總量。在濾池內，沿著反應器的高度，一部分有機物分解為甲烷和二氧化碳，另一部分難降解的有機物被分解為低分子量的有機物，作為后續二級生化處理的營養源。
2 運行
2.1 厭氧生物濾池的啟動
2.1.1 啟動初始階段
2009年5月厭氧生物濾池建設完成，進入啟動開車階段。由于沒有厭氧泥種，采用好氧污泥馴化厭氧污泥。在厭氧生物濾池中加滿純氧曝氣池的剩余污泥，MLSS約為13g/L。陳化五個月后加入少量的原水，并采用閉式循環的方式運行。當反應器內的厭氧污泥達到一定的活性和有一定量的沼氣產生時，才能混合原水進入啟動階段。
2010年1月厭氧生物濾池正式進水，首先間歇進水，初始量為50m3/d，每周增加50m3的進水量環境保護環境保護，直到每天進水量為250m3后開始連續進水。連續進水初始量為10m3/h，一周后出水COD無明顯增加，進入負荷提升階段。
2.1.2 負荷提升階段
為保證厭氧生物濾池中微生物的生長處于最佳條件，避免厭氧微生物受到沖擊，制定了負荷提升計劃，具體數據見表1。
表1 厭氧生物濾池提負荷進度表
Tab.1 The schedule of the Anaerobic Filter loadraising
|
日期 |
水量 |
進水回流比 |
負荷 |
負荷變化 |
|
m3/h |
kgCOD/(m3·d) |
|||
|
3月11日 |
10 |
1:48 |
0.12 |
|
|
3月18日 |
15 |
1.5:48 |
0.17 |
50% |
|
3月25日 |
20 |
2:48 |
0.23 |
33% |
|
4月1日 |
25 |
2.5:48 |
0.29 |
25% |
|
4月8日 |
30 |
3:48 |
0.35 |
20% |
|
4月15日 |
40 |
4:48 |
0.47 |
33% |
|
4月22日 |
50 |
5:48 |
0.58 |
25% |
|
4月29日 |
60 |
6:48 |
0.70 |
20% |
|
5月6日 |
70 |
7:48 |
0.81 |
17% |
|
5月13日 |
80 |
8:48 |
0.93 |
14% |
|
5月20日 |
100 |
10:48 |
1.16 |
25% |
|
5月27日 |
120 |
12:48 |
1.40 |
20% |
|
6月3日 |
140 |
14:48 |
1.63 |
17% |
2.2 正常運行
2010年7月、8月厭氧生物濾池正常運行，各運行參數均在控制指標內，出水水質達到設計要求。上游生產裝置所排PTA廢水全部進厭氧生物濾池處理，進水量達到172 m3/h，容積負荷平均為1.77 kgCOD/(m3·d)，污染物的去除總量達9000kgCOD/d，COD去除率達60-70%，沼氣燃燒裝置運行正常，沼氣流量在200-300m3/h之間。
從負荷提升階段開始，一直到正常運行，下一級純氧曝氣裝置的沉淀池出水COD從80mg/L左右，逐步降到60mg/L以下，達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)中“水污染物排放標準一級標準B標準”。
2.3 影響厭氧生物濾池運行的因素
2.3.1 pH值
pH值是厭氧污水處理的一個重要控制因素。產甲烷菌的pH適應范圍是6.5-7.8，最佳生長條件是6.8-7.2。厭氧生物濾池出水部分回流到進水池，與原水混合后使濾池進水pH值在6.5-7.8之間，濾池出水VFA在150-450 mg/L之間，不用加堿調整pH值。但少量投加液減，能增加堿度，提高厭氧生物濾池的抗沖擊能力。同時環境保護環境保護，回流部分厭氧生物濾池出水保證了濾池中的上升流速，防止發生短流現象。
2.3.2 溫度
厭氧生物濾池內微生物的生長繁殖最佳溫度范圍為35-38℃(中溫)，溫度每三小時變化不能大于1℃，溫度變化過大，將直接影響厭氧生物濾池的處理效果。裝置采用蒸汽直接加熱方式。運行中，通過遠程調整蒸汽閥門的開度，將厭氧生物濾池的進水溫度嚴格控制在35-38℃。
2.3.3 營養物質及微量元素
依據COD:N:P=400:5:1，啟動期在厭氧進水池投加尿素和磷酸氫二氨，并向厭氧進水池內交替投加FeCl3和Na2S，提供厭氧微生物繁殖所需的微量元素。正常運行時，每天只投加尿素350公斤，磷酸氫二氨50公斤。
2.3.4 無氧環境
產甲烷菌對氧和氧化劑非常敏感，嚴格的厭氧環境是其生長繁殖的必要條件。厭氧生物濾池回流管線上，裝有在線儀表實時檢測氧化還原電位，確保厭氧生物濾池內的氧化還原電位在-200mv以下。
2.4 開車階段遇到的問題及解決措施
2.4.1 沼氣燃燒系統
由于氣溫高，沼氣通過水封罐后仍含有大量水蒸汽格式。水蒸汽在水封罐到燃燒器的管道中形成冷凝水，使沼氣一級燃燒器經常發生熄滅故障。
解決措施：在管道的低點加裝放空閥，定期對管道進行放空，保證沼氣燃燒裝置正常運行。
2.4.2 厭氧菌種
由于缺少外來的厭氧菌種，甲烷菌的生長繁殖周期又長，厭氧處理雖然產生了一定的效果，但MLSS不足9g/L，污泥量及有效菌種仍需改善。
解決措施：繼續用好氧污泥培養厭氧污泥。先將好氧污泥調入厭氧污泥池，經過30天的陳化再打入厭氧生物濾池環境保護環境保護，雖然大部分污泥流失，只有一小部分保留在濾池內。但經過多個周期的反復調泥，濾池內的MLSS逐步增加。
3 結論
①厭氧生物濾池作為PTA 廢水的預處理裝置，處理效果好，COD去除率達到60-70%。高濃度PTA污水經過厭氧預處理后，下一級純氧曝氣裝置沉淀池出水在COD60mg/L以下，達到了《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)中“水污染物排放標準一級標準B標準”。
②厭氧生物濾池采用好氧活性污泥接種，污泥首先需要陳化五個月，污泥馴化后性能比較好。控制微生物的生長環境，比引入較好的菌種更重要。
③厭氧生物濾池的出水部分回流有效的調節了進水pH值，液堿用量少，使藥劑費用降低。同時，保證了濾池中的上升流速，防止發生短流現象。
參考文獻：
[1]王國棟，倪福功，馮昆，連立國.石化聚酯廢水的處理和再生回用[J] .中國給水排水，2009，25(14)：63-65.
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