PTA污水处理工程实例

徐朝莉
(中石化仪征化纤股份有限公司 给排水厂生化二车间，江苏 仪征 211900)

　　摘要：采用厌氧+两段好氧工艺处理PTA污水，在进水CODcr值达到5000-8500mg/L的情况下，经过厌氧反应器(AF)处理工艺，CODcr的去除率可达到80％以上，Mn去除率达到50％，有效降低了后续两段好氧生化处理的负荷。
　　关键词：污水处理；厌氧反应器；精对苯二甲酸；厌氧污泥
　　中图分类号：X703.1　　 文献标识码：B　　 文章编号：1009—2455(2004)03—0062—03

　　仪征化纤给排水厂生化二车间系化工厂新建45×104t／a精对苯二甲酸(PTA)项目的配套工程，负责该装置所产生的PTA污水的处理。根据PTA污水的特点，选用“厌氧+两段好氧”的工艺，最终出水水质标准执行《污水综合排放标准》(CB8978—1996)一级标准。在前段厌氧处理系统中，采用的厌氧反应器(AF)工艺完全由德国Envirosia公司提供。在厌氧处理系统中可去除污水中80％以上的CODcr和BOD5以及50％的Mn2+，从而大大降低后续的好氧处理系统的负荷。

1 厌氧工艺介绍

1．1 进场PTA污水的特点
　　进场PTA污水是经化工厂污水预处理站进行酸沉处理后的污水。主要污染物包括精对苯二甲酸(PTA)、对苯二甲酸(TA)、苯甲酸(BA)、醋酸(HAC)及甲酸、醋酸酯等，其中30％的CODcr来源于对苯二甲酸，40％-50％的CODcr来源于精对苯二甲酸。
　　PTA污水具有水温高、有机物含量高、pH值偏酸性、以及水量和水质变化幅度大等特点。厌氧处理系统设计进水p(CODcr)=8500 mg／L，m(BOD5)／m(CODcr)=0.65，ρ(TSS)>550 mg／L，ρ(Mn2+)=40mg／L，pH=50-6，·温度≤40℃，设计流量为400m3／h，CODcr排放总量为81.6t／d。
1．2 氧工艺流程
　　根据PTA污水的特点，采用厌氧处理流程，如图1。

1．2．1 预处理单元
　　PTA污水首先在均质池进行水质均质和水量调节，均质池设计停留时间为48h。如果在线COD分析仪测得的p(CODcr)>8 500mg／L或温度计测得的露>40℃时，将通过PLC系统自动切换阀门，使污水进人事故池中暂存。
　　在中和池中投加适量的氨水及磷酸，以补充氮、磷营养元素的不足。然后污水溢流至泵槽，由3台潜污泵打人厌氧反应器中。在泵槽通往厌氧反应器的管道上，装有碱投加系统。
1．2．2 厌氧处理单元
　　厌氧反应器(AF)是污水厌氧处理系统的主体构筑物，是上流式厌氧污泥床与厌氧生物接触池的组合体。厌氧反应器呈圆柱形，直径34.6m，高9.5m，2座，每座有效容积8000m3，水力停留时间40h。
　　污水首先通过配水系统均匀地分布于厌氧反应器的底部。厌氧反应器内，装填有漂浮的污泥载体——聚丙烯填料。在漂浮的填料层下面，距反应器底部1-2m范围内，存在一个SS的质量浓度可高达60-80g／L甚至更高的污泥层——厌氧污泥床。污泥层上部为污泥悬浮层，厌氧污泥附着在填料的表面进行生长、繁殖，并在填料间以絮凝漂浮物形式存在。在对有机物进行厌氧降解的过程中，污水中大部分有．机物得到降低，CODcr浓度降低，并产生以甲烷为主要成分的沼气。
　　在厌氧反应器的上部，出水通过水封罐排出，再进入后续两段好氧处理单元。
　　厌氧反应器产生的剩余污泥被送人厌氧污泥储存池中，再进入污泥处理系统进行处理。

2 厌氧反应器工艺控制要点

2. 1 温度
　　由于厌氧甲烷菌对温度·的变化比较敏感，因此，温度是影响厌氧处理的一个重要因素。厌氧反应器内温度应控制在35-38℃之间，并且1d的温度变化不超过1℃。在中和池中装有温度监控系统，由设定的水温控制加温蒸汽阀门开度的大小。
2．2 pH值
　　pH值与酸碱度是厌氧消化中的重要控制因素。甲烷菌的适宜pH值为6．6-7．8，最佳pH值在6．8-7．2之间。厌氧反应器内pH值的监控通过装在厌氧反应器进水管上的pH计与碱投加系统联锁。
2．3 氧污泥
　　厌氧反应器培菌阶段的污泥来源于扬子石化UASB厌氧污泥及给排水厂生化一车间污泥消化池中的厌氧污泥。经过一年的试运行，对厌氧反应器中不同高度的7个取样点的污泥性能的分析表明，厌氧反应器中的污泥状态良好，且厌氧污泥总量已稳定在一定的水平。在厌氧反应器内有机负荷率小于1(kg[CODcr]／(kg[VSS]·d)时，就可向厌氧污泥储存池中进行排泥。如果出现由于过载、中毒、pH值失调造成厌氧反应器工作异常的情况，可通过泵将其中部分或者全部的污泥送人厌氧反应器内，以促进厌氧污泥性能的恢复。
2. 4 回流率
　　厌氧反应器的出水一部分回流至中和池中与人流污水相混合，这样可较好地控制pH值，稀释入场污水，避免较高浓度的对苯二甲酸和醋酸对反应的冲击。本系统中采用的厌氧反应器污水回流率为2．30。
2．5 氮比
　　厌氧污泥中有机物质的碳氮比，对消化过程影响很大。含氮量过低，即碳氮比太高，则组成细菌的氮量不足，消化液中HC03-(以NHnHC03形式存在)浓度低，缓冲能力差，pH值容易下降；反之，含氮量过高，即碳氮比太低，铵盐过度积累，pH值可上升到8．0以上，也会抑制甲烷细菌的生长繁殖。在本厌氧系统中，m(CODcr)：m(N)：m(P)的比值控制在400：5：1左右。
2．6 氧化还原电位
　　无氧环境是产甲烷菌繁殖的最基本条件之一。产甲烷菌对氧和氧化剂非常敏感，这是因为它不象好氧菌那样具有过氧化氢酶。厌氧反应器介质中的氧浓度可根据浓度与电位的关系判断，即由氧化还原电位Eh表达。专性厌氧细菌要求Eh在-200到-250mV之间，专性厌氧的产甲烷菌要求Eh更低，为—300到-600 mV。在试运行一年时间内，厌氧反应器中氧化还原电位逐步走低，目前维持在-450到-520mV之间。
2．7 有毒物质
　　任何过量的有毒物质都将影响厌氧处理系统的正常运行。对厌氧生物处理来说，最主要的有毒物质是溶解性重金属[1]。

3 运行情况

　　仪征化纤给排水厂生化二车间于2001年10月18日正式开工建设，2002年10月20日进行厌氧系统的培菌工作，试生产一年来，厌氧系统运行稳定，各项工艺参数均在控制范围内，厌氧控制系统PLC 工作良好，CODcr及总锰去除率持续升高。厌氧系统进出水水量水质分析见表1。

表1 厌氧系统进出水水量水质分析

年 月

处理水量/m3

进水ρ（CODcr)/(mg·L-1）

出水PH值

出水ρ（CODcr)/(mg·L-1）

出水ρ（BOD5)/(mg·L-1）

出水总锰ρ（Mn)/(mg·L-1）

CODcr去除率%

2003-02

4292

2996

7.5

951

689

68

2003-04

7261

2609

7.5

839

395

23.4

68

2003-06

7077

5773

7.4

2134

14.5

63

2003-08

5317

6239

7.3

1272

6.3

80

2003-10

5845

6042

7.3

1026

548

6.9

83

2003-12

6350

6179

7.4

926

462

9.2

85

　　从表1中可以看出，厌氧反应器中CODcr去除率呈逐月上升趋势，目前已达到85％以上，而厌氧出水总锰含量维持在较低水平，这样就大大降低了后续两段好氧工艺的负荷，保证了最终出水的达标排放。从2003年2月到矍2月份的沼气产量变化中也可看出CODcr负荷去除率的增加。我们以其中一个厌氧反应器为例，沼气实际产量分析见图2：

4 结语

　　①采用厌氧反应器工艺对高浓度的PTA污水进行处理，处理效果明显，经过一年的实际运行，证明配合后续的两段好氧生物处理工艺，出水达标排放是完全可以做到的。
　　②厌氧反应器系统的自动化程度高，操作方便，但同时对现场在线仪表及自控联锁系统提出了更高的要求，需要进行更为细致、复杂的定期维护工作[2]。

参考文献：
[1] 上海市环境保护局．废水生化处理[M]．上海：同济大学出版社，1999．
[2]牛新征，盛定合．化纤污水处理场开车前活性污泥的驯化[J]，工业用水与废水，2001，32(1)：48—51．

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作者简介：徐朝莉(1979—)，女，江苏仪征人，助理工程师，任职于中石化仪征化纤股份公司给排水厂生化二车间。