聚酯生產(chǎn)廢水的處理
前言
差別化聚酯切片是生產(chǎn)滌綸絲、飲料瓶等的原料，用途廣泛。近年來(lái)，全國(guó)各地已陸續(xù)建成了多家聚酯切片生產(chǎn)企業(yè)。
某廠于2000年8月建成了年產(chǎn)3×104t差別化聚酯切片生產(chǎn)線，生產(chǎn)主工序包括酯化和縮聚。主要生產(chǎn)原料為精對(duì)苯二甲酸和乙二醇。生產(chǎn)廢水來(lái)源于酯化過(guò)程中產(chǎn)生的酯化廢水和縮聚過(guò)程中產(chǎn)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(chǎn)。
1 廢水水質(zhì)、水量
工廠生產(chǎn)廢水水質(zhì)、水量情況見表1。
2 廢水水質(zhì)特性
2.1 有機(jī)物濃度較高
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酯化廢水的濃度受酯化反應(yīng)的條件、乙二醇蒸餾回收效率的影響較大，在廢水處理設(shè)施調(diào)試初期，由于生產(chǎn)工藝不穩(wěn)定，酯化廢水CODcr的濃度徘徊在30000--40000mg/L，最高達(dá)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(jī)物，廢水無(wú)色透明，有刺激性氣味。
對(duì)酯化廢水、噴射泵廢水我們進(jìn)行了多次試驗(yàn)，包括好氧、厭氧、混凝沉淀、活性炭吸附等，試驗(yàn)結(jié)果表明，該廢水的可生化性較好。但該廢水水質(zhì)有較大變化時(shí)對(duì)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(duì)沖擊負(fù)荷適應(yīng)性較強(qiáng)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(jìn)行處理，廢水的BOD5/CODcr從0.26提高到0.32，減輕了有害物質(zhì)對(duì)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(diào)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(jī)酸引起的，我們通過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，該廢水不經(jīng)過(guò)pH值調(diào)節(jié)直接進(jìn)行生化，生化出水pH值會(huì)上升，而且CODcr去除效果有所提高，因此取消了pH值調(diào)節(jié)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。
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3.2 主要設(shè)計(jì)參數(shù)
3.2.1 酯化廢水收集池、調(diào)節(jié)池
鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，酯化廢水收集池有效容積16m3，停留時(shí)間24h，調(diào)節(jié)池有效容積50m3，停留時(shí)間24h，內(nèi)掛組合填料，設(shè)穿孔曝氣系統(tǒng)。不調(diào)PH。
3.2.2 酸化水解池
鋼結(jié)構(gòu)，有效容積32m3，停留時(shí)間48h，外形尺寸ф3.0m×5.0m，內(nèi)掛組合填料，設(shè)穿孔曝氣系統(tǒng)，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(jié)構(gòu)，有效容積1 m3，停留時(shí)間4.5h，外形尺寸фl.5m×11.5m，容積負(fù)荷15kg[CODcr]/(m3•d)，采用射流曝氣，配1臺(tái)18.5kw的循環(huán)射流泵和1臺(tái)1.5 kw的污泥回流泵。
HCR反應(yīng)器是本工程的核心設(shè)備，該設(shè)備是一種帶中心導(dǎo)流管的簡(jiǎn)裝容器。上置式特殊設(shè)計(jì)的兩相噴頭通過(guò)循環(huán)水自吸空氣，空氣在噴頭下方初次分散，形成細(xì)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(jìn)入中心管，進(jìn)行二次分散和再循環(huán)。這樣，使得空氣在液相有較長(zhǎng)的停留時(shí)間，空氣氧的利用率可達(dá)到30％～50％。同時(shí)，由于高速內(nèi)循環(huán)，使氣、液、固三相間的傳質(zhì)速率大大提高。在容積負(fù)荷高達(dá)30～90kg[CODcr]/(m3•d)，污泥負(fù)荷3～5 kg[CODcr]/(kg[MLSS]•d)的情況下，用HCR處理一般可生化有機(jī)廢水，仍能得到80％左右的去除率。HCR系統(tǒng)內(nèi)的微生物90％以上是細(xì)菌，且處于對(duì)數(shù)增長(zhǎng)階段，但在HCR中能形成細(xì)顆粒、致密的菌膠團(tuán)，沉淀速度快，固液分離效果好。HCR技術(shù)在國(guó)內(nèi)外曾應(yīng)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(gè)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(shè)計(jì)、CODcr降解率高、空氣氧利用率高且操作便利安全等優(yōu)點(diǎn)。HCR首次應(yīng)用于聚酯廢水達(dá)到了設(shè)計(jì)處理效果。該技術(shù)為德國(guó)克勞斯塔爾工科大學(xué)專利技術(shù)。
3.2.4 生物接觸氧化池
鋼結(jié)構(gòu)，有效容積78m3，停留時(shí)間2 h，外形尺寸4.0m×5.0m×4.9m，填料負(fù)荷0.75kg[CODcr]/(m3•d)，內(nèi)掛組合填料74m3，設(shè)微孔曝氣系統(tǒng)，溶解氧控制在3.5mg/L左右。
3.2.5 混凝氣浮池
鋼結(jié)構(gòu)，ф1.8m ×3.6m，表面負(fù)荷1.5m3/(m2•h)，設(shè)溶氣系統(tǒng)，采用堿式氯化鋁混凝劑，投加量為1.5‰。
本廢水處理系統(tǒng)總投資120萬(wàn)元，處理方案中確定的處理費(fèi)用為6.2元/t水，據(jù)廠方核算，實(shí)際處理費(fèi)用為6.0元/t，其中電耗占60％以上。
3.3 設(shè)計(jì)處理效果
各處理單元設(shè)計(jì)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(jīng)濃縮后直接送至鍋爐房焚燒。
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4 結(jié)語(yǔ)
①聚酯廢水經(jīng)上述工藝處理后，處理效果達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，能較穩(wěn)定地實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放，CODcr總?cè)コ试?7％以上，而且絕大部分時(shí)段可達(dá)到一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。處理尾水全部回用于生產(chǎn)，作循環(huán)冷卻水的補(bǔ)充水。
②此廢水可不經(jīng)pH調(diào)節(jié)，直接生化。
③酯化廢水和噴射泵廢水經(jīng)處理后，出水可回用于生產(chǎn)，每年可節(jié)省水費(fèi)4.8萬(wàn)元。
④應(yīng)注意的是酯化廢水、噴射泵廢水溫度較高，調(diào)節(jié)池內(nèi)的溫度達(dá)到45℃以上，今夏高溫期間，由于水溫較高使生化系統(tǒng)處理效果明顯下降。后添置1臺(tái)循環(huán)量為20m3/h的污水冷卻塔、并在調(diào)節(jié)池上方搭建防曬雨棚，緩解了廢水溫度高的矛盾。
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