石化PTA污水處理工藝流程的確定
1 概況
石化20萬T/A聚酯二階段工程污水處理部分是在原污水處理場基礎上進行改擴建完成的，主要承擔聚酯二階段工程PTA等工藝裝置產(chǎn)生的工業(yè)污水和生活污水的處理任務。新增處理規(guī)模為800m3/H，并對原污水處理系統(tǒng)進行改造，使整個污水處理場的處理能力達到了1320m3/H。聚酯二階段工程產(chǎn)生的工業(yè)污水比較復雜，尤其是PTA污水是較難處理的廢水，所以，選擇一個合理的處理工藝，無論對壓縮基建投資還是對節(jié)約運行費用，都會產(chǎn)生重要的作用。
2 工藝方案選擇
2．1 國內PTA污水處理情況
（1）揚子石化PTA污水處理。采用厭氧＋好氧工藝，經(jīng)過多年改造現(xiàn)已由UASB（上浮厭氧污泥床）改為厭氧復合床。即向池內添加軟性填料，使厭氧池的運行基本保持穩(wěn)定。由于軟性填料本身不耐用，幾年需要更換一次，厭氧污泥易流失等原因致使影響處理效果。所以，出水達不到國家排放標準，還需排放至下一級污水場繼續(xù)處理。
（2）儀征化纖PTA污水處理。采用厭氧＋空曝工藝，所采用的厭氧池是帶三相分離器的厭氧生物濾池，即UASB＋纖維濾料（軟性填料）進水經(jīng)過脈沖發(fā)生器間斷進水，保持配水系統(tǒng)布水均勻。其為中溫型、敞開式結構，冬天不需保溫。該系統(tǒng)設置了較大容積的調節(jié)池，停留時間為3．5天，避免了系統(tǒng)受到?jīng)_擊。厭氧＋普通空曝之后，出水COD在600mg/L左右，仍需排放到總廠污水處理進行再處理。
（3）烏石化PTA污水處理采用兩段普通空曝工藝，雖然處理后的污水可達到國家排放標準，但是停留時間長、占地大、能耗高、污泥產(chǎn)量大、處理成本高。
2．3 選擇主體工藝
從上面的比較可以看到，兩段空曝工藝達能實現(xiàn)達標排放，但聚酯工程PTA污水處理是在老廠區(qū)依托現(xiàn)有處理設施擴建。如果采用兩段空曝方案必須全部占用化工廠的后期雨水池，這樣以來，會破壞后期雨水池的隔油作用，有可能使排放的雨水油含量超標，引發(fā)新的環(huán)保問題。而且根據(jù)公司多年的污水處理運行經(jīng)驗，一級處理不宜采用普通空曝法。前些年在使用普通空曝法工藝對高濃度的dmT廢水進行預處理時，經(jīng)常發(fā)生污泥膨脹引起的污泥流失現(xiàn)象，尤其是在受到?jīng)_擊的情況下更是如此。而在1986～1989年將普通空曝法改為安裝軟性填料的接觸氧化法后，基本上避免了污泥膨脹引起的污泥流失現(xiàn)象，耐沖擊負荷的能力較強，污泥生成量少，所以此次擴建一級處理仍采用接觸氧化法。
另外，石化污水處理場從1986年開始使用純氧曝氣活性污泥法處理dmT廢水，一直保持了較高的處理綜合合格率，多年來積累了大量的運行經(jīng)驗。以氧氣代替空氣，由于氧氣分壓大，轉移率高，能使曝氣池內溶解氧維護在6～8mg/L之間。在這種高濃度的溶解狀況下，能產(chǎn)生密實易沉的活性污泥，即使BOD污泥負荷達1．0kg/kg.MLSS.d也不會發(fā)生污泥膨脹現(xiàn)象。由于污泥密度大、易于沉淀濃縮、在曝氣池內污泥濃度可達5～7g/L，從而增大了容積負荷，縮短了曝氣時間。與空曝相比純氧曝氣具有高效、低電耗、占地面積小、剩余污泥少的特點。而且在污水處理場擴建之前，鄰近空分廠的制氧裝置也進行了擴建，有充足的氧氣資源可利用，所以二級處理采用純氧曝氣。
2．4 純氧曝氣裝置選定
純氧曝氣部分是工藝流程中的關鍵部分，常見的純氧曝氣有密閉式純氧裝置和敞開式純氧裝置兩種，表1列出了處理水量為800m3/H、進水COD為1500mg/L時，這兩種純氧裝置所需要的各種條件和基本數(shù)據(jù)。
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敞開式工藝控制簡單、不會因產(chǎn)生可燃氣體等原因給裝置的運行帶來危險性，但其各項工藝性能指標比密閉式稍差，還存在噴咀容易被聚酯污水中帶來的纖維類雜物堵塞等嚴重問題。而LINDE公司密閉式純氧曝氣工藝裝置自1986年以來一直在公司供排水廠穩(wěn)定進行，作為高濃度石油化工污水的二級處理，其較強的抗沖擊能力、優(yōu)良的出水水質及長周期無故障的運轉性能已為國內環(huán)保界認可。因此，新建純氧曝氣裝置仍選用LINDE公司密閉式純氧裝置。
3 聚酯工程PTA污水處理工藝流程
3．1 工藝流程
通過調研和分析，將聚酯二階段工程PTA污水處理主體工藝確定為接觸氧化＋純氧曝氣，加上其他配套工藝，最終確定的工藝流程見圖1，主要參數(shù)見表2。
（1）污水預處理。PTA、PET裝置的生產(chǎn)污水及現(xiàn)有化工污水、滌綸有機污水用泵送至污水場的中和配水池。中和配水池內設有在線PH計，用以實現(xiàn)根據(jù)PH的變化隨時加入適量的濃硫酸或弄氫氧化鈉，保證進入后續(xù)處理系統(tǒng)的污水PH值在6～9。配水池為水量分配設施，當水量正常時，水經(jīng)過溢流堰至均質池，水量超標時，經(jīng)溢流堰至事故調節(jié)池。為使污水充分混合，保證出水水質基本均勻，勻質池設有空氣攪拌設備（螺旋曝氣器）。由于PTA生產(chǎn)污水中缺少氮磷等營養(yǎng)成分，故需在均質池內投加尿素（3T/d）和磷酸二氫鉀（1T/d），以保證生化處理過程所需營養(yǎng)。
（2）一級生化處理。PTA等裝置產(chǎn)生的高濃度污水經(jīng)預處理后從均質池進入接觸氧化池進行一級生化處理。接觸氧化池采用曝氣均勻平穩(wěn)的蘑菇型中孔曝氣器，填料采用不易堵塞、安裝使用方便的懸浮梅花型多孔填料。接觸氧化池出水經(jīng)泵提升至接觸氧化沉淀池。泥水在豎流式接觸氧化沉淀池分離后，出水流至混合池。接觸氧化沉淀池的污泥用泵打至新建脫水機房。實驗表明接觸氧化的COD去除率應該在20％以上，因此預計經(jīng)過一級生化處理后，高濃度污水的COD從6300mg/L可以降到5000mg/L以下。再利用混合池將除生活污水、清凈下水以外的不同濃度的污水混合均勻，混合后的污水COD約為3400mg/L。
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（3）二級生化處理。混合池出水、生活污水、清凈下水分別進入純氧曝氣池Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的第一段進行混合反應，此時混合后的COD值為1500mg/L左右。純氧曝氣池通過3項控制（即供氧控制、氧氣轉化控制、尾氣含氧量和尾氣閥門開啟度控制）、一項報警來實現(xiàn)自動化，完成污水處理工藝；旌弦哼M入輻流式沉淀池進行泥水分離后，出水COD小于100mg/L達標排放，污泥回流到氧曝池的第一段，剩余污泥用泵打至新建脫水機房。
4 實際運行效果
此工藝流程充分吸收了原污水處理場成功的運行經(jīng)驗，并依托了老廠現(xiàn)有設施進行工藝優(yōu)化，核心純氧曝氣部分引進了德國的先進技術和設備。項目投產(chǎn)后成功地處理了PTA等工藝裝置所產(chǎn)生的污水，在不到一個月的時間里，三套氧曝出水都實現(xiàn)了達標排放，穩(wěn)定運行后出水COD長期持在70mg/L以下。說明此工藝流程合理實用，為PTA廢水的處理找到了一條成功之路。
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