固定化活性炭法處理低濃度甲醇廢水案列
1工藝?yán)淠汉湍蛩厮馑乃颗c水質(zhì)
中國(guó)石油天然氣股份有限公司大慶石化分公司化肥廠是一個(gè)年產(chǎn)合成氨30萬(wàn)頓以及尿素48萬(wàn)頓的大型氮肥廠。排放的工藝?yán)淠汉湍蛩厮馑畠H受輕度污染，年排放量約為130萬(wàn)立方米，其水質(zhì)情況見表1
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2甲醇廢水回用工藝和特點(diǎn)
2.1工藝流程
低濃度甲醇廢水處理和回用的工藝流程見圖1，來(lái)自生產(chǎn)車間的工藝?yán)淠汉湍蛩厮馑旌虾，其水溫約為50-60度，為了給后續(xù)的單元提供更好的條件，設(shè)計(jì)采用換熱器對(duì)混合液進(jìn)行冷卻；旌弦涸谄貧夤拗性黾友鹾亢瓦M(jìn)一步降溫。
試驗(yàn)表明，工藝?yán)淠汉湍蛩厮馑旌虾，?huì)產(chǎn)生一種黃色絮狀物，它可能會(huì)堵塞活性炭的孔隙并抑制生物工程菌的分解作用，為了降低該黃色絮狀物的影響，在生物活性炭過濾罐之前設(shè)置盤式過濾機(jī)，以去除雜質(zhì)和減輕生物炭濾罐的處理負(fù)荷。
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固定化濾罐中裝有人工固定化生物活性炭，其主要作用：一是利用活性炭較大的比表面積來(lái)吸附水中類似甲醇的小分子有機(jī)污染物;二是利用吸附在活性炭上的高效生物工程菌對(duì)甲醇等有機(jī)污染物具有的很強(qiáng)的氧化分解能力,有效地降解甲醇等有機(jī)物.
2.2工藝特點(diǎn)
人工固定化生物活性炭去除甲醇等有機(jī)物的過程包括活性炭的吸附和工程菌的生物降解兩方面,活性炭的吸附作用可以在較高的水流速度和較短的接觸時(shí)間內(nèi)將低濃度的甲醇吸附在其孔隙內(nèi);生長(zhǎng)固定在活性炭表面及其孔隙內(nèi)的的工程菌以甲醇作為營(yíng)養(yǎng)源并將其分解,吸附和生物降解的有機(jī)結(jié)合既延長(zhǎng)了活性炭的壽命,又為工程菌分解甲醇提供了便利的條件.
3主要構(gòu)筑物.設(shè)備及工藝參數(shù)
(1)換熱器.原有盤管式換熱器.材質(zhì)為碳鋼換熱面積
（2）曝氣罐：原有有效容積為120 m3，罐內(nèi)設(shè)有曝氣頭，通入空氣量75 m3／h
（3）盤式過濾機(jī)：以色列進(jìn)口設(shè)備，最大處理能力200 m3／h，過濾等級(jí)55um，出水濁度＜5NTU。在盤式過濾機(jī)前設(shè)有中間加壓泵2臺(tái)，流量150 m3／h，揚(yáng)程80m.
(4)固定化生物活性炭濾罐:直徑為
4工程運(yùn)行效果
整個(gè)工程于2001年11月開工，2002年3月竣工。在完成了系統(tǒng)的運(yùn)行調(diào)試和工程菌的馴化和固定化以后，對(duì)其除污效果進(jìn)行了系統(tǒng)的考察。
4.1生物工程菌的人工固定化
將試驗(yàn)研究獲得的假單胞菌屬和芽孢桿菌等優(yōu)勢(shì)菌屬進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)，待得到預(yù)期的菌量后，向菌液中投加甲醇完成菌液的馴化，將馴化好的工程菌液加入清水稀釋，由循環(huán)泵注入活性炭濾罐并循環(huán)，72h后完成活性炭的生物人工固定化。
4.2系統(tǒng)對(duì)COD的去除效果
工程運(yùn)行中主要考察了盤式過濾機(jī)的進(jìn)水.出水和固定化生物活性炭濾罐出水的COD變化，結(jié)果見2圖，在經(jīng)過了運(yùn)行初期的適應(yīng)階段后，各處理單元的出水COD趨于穩(wěn)定。經(jīng)盤式過濾機(jī)和固定化濾罐COD由40mg／L左右降至12 mg／以下，去除率在70%以上，其出水能夠滿足進(jìn)入脫鹽系統(tǒng)的要求。
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4.4系統(tǒng)對(duì)濁度的去除效果
盤式過濾機(jī)的進(jìn)出水和固定化濾罐出水的濁度變化見圖3.從圖3可以看出，廢水在經(jīng)過盤式過濾機(jī)后，濁度已達(dá)到設(shè)計(jì)要求，而固定化濾罐又將此濁度去除70%以上，這也進(jìn)一步說(shuō)明人工固定化生物活性炭既有降解有機(jī)物的功能，又有較強(qiáng)的吸附和過濾能力。
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5經(jīng)濟(jì)效益分析
大慶石化公司化肥廠將含低濃度甲醇的工藝?yán)淠汉湍蛩厮馑幚砗蠡赜玫矫擕}水系統(tǒng)。這樣每年可節(jié)約原水130萬(wàn)頓，目前原水經(jīng)石灰軟化和澄清池澄清后的價(jià)格為1.89元／m3,該工程每年可為企業(yè)節(jié)約原水費(fèi)245.7萬(wàn)元.
同時(shí)由于工藝?yán)淠号c尿素水解水中離子含量極低，回用工程可大大延長(zhǎng)脫鹽水系統(tǒng)的制水周期并減少再生劑用量。試驗(yàn)表明，回用工程的投產(chǎn)大幅度提高了陽(yáng)床 陰床和混床的平均制水批量，陽(yáng)床的平均制水批量由原來(lái)的11945m3提高到35000-38000m3,最高時(shí)曾達(dá)48000m3,陰床的平均制水批量為45000m3,混床達(dá)1000000 m3,再生時(shí)的平均酸耗由原來(lái)的2180kg下降到1467kg,從減少再生次數(shù),減少再生劑用量,減少樹脂損耗,減少樹脂清洗時(shí)的水耗和降低工人操作勞動(dòng)強(qiáng)度等角度考慮,該工程的投產(chǎn)可為企業(yè)節(jié)省費(fèi)用60余萬(wàn)元.
綜合上述的兩項(xiàng)費(fèi)用,該廢水回用工程每年可為企業(yè)節(jié)省資金300余萬(wàn)元.該工程的總投資為242萬(wàn)元,即其投資回收期1年.
6結(jié)語(yǔ)
采用人工固定化生物活性炭技術(shù)和其它水處理技術(shù)相結(jié)合,可以有效地去除化肥廠工藝?yán)淠汉湍蛩厮馑械牡蜐舛燃状?/span>.
(1)該系統(tǒng)可將混合液中甲醇從5.90-6.89mg／L降至0.39mg／L以下,去除率在93.6%以上.
(2)該系統(tǒng)可將混合液的COD從40mg／L降至1240mg／L以下,去除率在70%以上.
(3)處理后的水質(zhì)能夠達(dá)到脫鹽水系統(tǒng)的進(jìn)水要求該類廢水的回用可以給企業(yè)帶來(lái)顯著的經(jīng)濟(jì)效益.
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