洛阳石化PTA污水处理工程设计及运行

韩艳萍¹，朱元臣¹，盛定合²，牛新征²，梁毓姝¹，苏志军¹
（1.洛阳石化工程公司，河南 洛阳 471003；2.洛阳石化总厂，河南 洛阳 471012）

　　摘要：采用预处理一两级好氧生化工艺处理PTA污水，在进水CODcr均值为5000～9000mg/L的情况下，出水CODcr＜160mg/L。预处理采用旋流沉淀器进行酸沉，TA的去除率可达到60％～70％，有效地降低了后续生化处理的负荷。
　　关键词：PTA污水；污水处理；预处理；好氧；工程设计
　　中图分类号：X703.1；X783.4
　　文献标识码：B
　　文章编号：1009-2455(2002)04-0057-03

概述

　　洛阳化纤工程是国家重点建设项目，主要包括芳烃抽提装置、对二甲苯装置（PX）、精对苯二甲酸装置（PTA）、聚脂装置（PET）、长丝短纤维装置、公用工程及配套生产辅助设施。
　　化纤生产装置和生产辅助设施所排放的污水共计400m³/h。其中：PTA装置连续排水120m³/h，间断排水40m³/h，其它生产及生活污水240m³/h。设计进水水量、水质见表1。

表1 污水进水水量、水质 污水来源 水量/(m³·h^-1) 水质CODcr/(mg·L^-1) 备注 PTA装置 120 8330 连续排放 PTA装置 40 5400 间断排放 PET装置 21 3400 长短丝油剂污水 23 1000 装置预处理后水质 其它生产污水 156 600 生活污水 40 400

　　排水水质设计标准执行国标《污水综合排放标准》（GB8978-1996）一级标准。CODcr≤160mg/L。

1 处理工艺

1.1 PTA污水的特点
　　PTA污水来自PTA装置的生产废水、开停工排水及地面冲洗水。污水中含有苯甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸（PTA或TA）、苯二甲酸、乙酸、羟甲基苯甲酸等污染物，是一种较难处理的石油化工有机废水。其主要特点有：
　　①CODcr浓度高，有机酸含量高CODcr浓度范围一般在5000～9000mg/L，TA浓度800～2500mg/L，乙酸含量800～1200mg/L。
　　②水质水量变化大CODcr浓度最低小于1000mg/L，最高达9000mg/L；1次事故水量达5000m³左右。并且间断排水水质、水量也随装置运行状况而变化。
　　③pH值酸碱交变频繁，废水温度高pH值在2～13范围内波动；PTA污水进污水处理场的温度一般高于45℃，有时甚至高达90℃。
1.2 工艺流程
　　根据以上PTA污水的特点，确定采用污水处理流程如图1。

1.3 工艺特点
　　①PTA装置内已设有PTA生产废水换热器，将连续排水水温降低到50℃以下。由于污水处理场的PTA污水进水水温在25～50℃范围内，故设计中未单独设置PTA污水降温设施。
　　②采用“酸沉”作为预处理手段。洛阳石化PTA工艺采用的是AMOCO技术，废水的TA含量较大。经酸沉TA去除率可以达到60％～70％。从而有效地降低了后续生化处理的负荷。
　　③采用两级生化处理工艺。一级生化在高负荷下运行，去除大部分CODcr；二级生化在低负荷下运行，去除较难降解的CODcr。一、二级曝气池各自分别设置独立的污泥回流系统，保持各自的优势生物种群。

2 工艺处理构筑物及设备

　　①事故池：矩形钢混结构，2座，内衬花岗岩防腐。其中一座池子尺寸为72m×12m×6.8m，有效容积5000m³，用于贮存一次停工全部排水量：另一座池子尺寸36m×10m×4.5m（分2格），有效容积2700m³，用于正常生产时PTA污水的水量调节。
　　②水力旋流沉淀器：不锈钢结构，共8个罐，分为4组。每组2个罐的处理水量为40m³/h，沉淀器停留时间2h。进沉淀器前调节pH值为3.5～4，此时TA大量析出，呈粉末状，易于沉淀分离。酸沉处理不仅去除大量固体TA，而且可以有效地降低CODcr；减轻后续生物处理的负荷。沉淀器配备输送TA的软管泵，将沉淀分离的TA送至脱水间进行脱水。
　　③PTA均质池：矩形钢混结构，1座，内衬花岗岩防腐。结构尺寸72m×18m×6.8m，有效容积7600m³。用于酸沉后PTA污水的均质。池内设有潜水搅拌器3台。
　　④均质调节池：矩形钢混结构，1座。结构尺寸72m×18m×6.8m，有效容积7600m³。用于PTA污水与其它生产生活污水的均质和调节，保证后续生化处理设施稳定运行。池内设有潜水搅拌器3台。
　　⑤一级曝气池：矩形钢混结构，共6间。每间池子尺寸52m×6.5m×6.8m，单池有效容积1780m³。池内安装可提升式微孔曝气器。一级曝气池设计CODcr容积负荷1.5kg/(m³·d)，污泥浓度4～5g/L，溶解氧1～2mg/L，污泥回流比100％～150％。进水CODcr浓度1950mg/L，CODcr去除率80％～85％。
　　⑥二级曝气池：矩形钢混结构，共6间。每间池子尺寸46m×6.5m×6.8m，单池有效容积1630m³。池内安装可张孔膜片式曝气器。二级曝气池设计CODcr容积负荷0.2kg/(m³·d)，污泥浓度1～2g/L，溶解氧2～4mg/L，污泥回流比50％～100％。进水CODcr浓度300～400mg/L，CODcr去除率60％～70％，出水CODcr＜160mg/L。
　　⑦沉淀池：圆形钢混结构，一、二级沉淀池各2座。采用中心进水，周边出水的辐流式沉淀池，φ18m。沉淀池设计表面水力负荷0.78m³/(m²·h)，污水停留时间3h。
　　⑧活性炭过滤器：圆形钢结构，共6台。结构尺寸中3.0×6.6m。设计单台处理水量70m³/h，滤速10m/h，反冲洗强度12L/(s·m²)，反冲洗时间15min。
　　⑨监测池：矩形钢混结构，1座。池子尺寸22m×8m×6.5m。设计污水停留时间2h。

3 运行情况

　　为开好化纤污水处理场，洛阳石化专门从扬子石化公司引进PTA污水的活性污泥及部分废TA，于2000年2月22日开始向曝气池中投加活性污泥。污泥经驯化后，化纤污水处理场于2000年5月25日一次成功和接收PTA污水^[1]。自开工以来，化纤污水处理场运行良好。至2001年9月化纤工程环保设施竣工验收期间，污水处理场进出水实际数据见表2。

表2 化纤污水处理场进出口实际水质及处理量 时间 进水 出水 实际处理水量/(m³·h^-1) CODcr/(mg·L^-1) pH CODcr/(mg·L^-1) pH 2000.8 7035 3.77 28.4 8.08 242.0 2000.9 6900 4.73 73.5 7.71 225.5 2000.10 7978 3.23 55.6 8.14 227.4 2000.11 10628 3.60 76.5 7.86 200.4 2000.12 10446 3.12 144 7.60 210.7 2001.1 10478 3.05 107 7.92 267.7 2001.2 11068 3.17 83.5 8.02 259.3 2001.3 9731 2.86 88.3 8.21 214.3 2001.4 6166 3.36 64.2 7.66 219.0 2001.5 4700 3.40 80.2 8.41 197.8 2001.6 5382 3.13 97.9 8.09 227.5 2001.7 6733 3.19 90.2 7.99 251.6 2001.8 5299 3.12 133 7.88 298.4 2001.9 5959 3.28 101 8.07 201.8

　　洛阳市环境监测（中心）站2000年10月18日对化纤污水处理场抽查采样时，污水处理场进出口分析结果见表3：

表3 洛阳市环境监测站分析结果 时间 CODcr/(mg·L^-1) 石油类/(mg·L^-1) SS/(mg·L^-1) 11:00出水 5500 525.99 1368.9 16:00出水 8170 607.79 1590.2 11:00出水 74.2 0.14 18.9 16:00出水 54.6 0.41 21.4

　　水力旋流沉淀器作为预处理的关键设备，TA的去除率等运行状况直接影响后续的生化处理效果。经过近两年的运行，水力旋流沉淀器的运行稳定，TA的去除率达到了设计要求的60％～70％（见表4），有效地降低了后续生化处理负荷；同时，采用化工部第三设计院合肥机械厂生产的可正反转的软管泵排除沉淀分离的TA，防止了排渣管道的堵塞，其运行平稳，易于操作，是排除水力旋流沉淀器TA残渣的理想配套设备。

表4 水力旋流沉淀器运行状况分析 进水/(mg·L^-1) 出水/(mg·L^-1) 去除率/％ TA CODcr TA CODcr TA CODcr 6354 9536 1387 905 78 91 3277 6497 522 4048 84 38 1211 8121 270 901 78 89 5058 8996 1876 4348 63 52 1418 5806 310 2392 78 58

　　运行发现，水力旋流沉淀器有时存在污水从沉淀器顶部向四周溅出的现象。分析原因是由于上游PTA装置的连续、间断排水均为由装置内压力送至污水处理场，污水水温高且夹带有大量气体，进入水力旋流沉淀器后，带压气体由旋流沉淀器顶部水面析出，造成有机酸性水从沉淀器顶部向四周溅出，既影响环境，又影响巡检人员的人身安全。实际运行中在每组沉淀器顶部安装一个气水分离器，初步解决了水中央气的问题。

4 结语

　　①采用预处理-两级好氧生化处理PTA污水流程简单，操作方便，经过近两年的实际运行，证明该工艺保证达标排放是完全可靠的。
　　②旋流沉淀器对PTA装置排出的高浓度有机污水进行酸沉，TA的去除率可以达到60％～70％。脱水后的TA残渣可综合利用，并能有效减轻后续生化处理负荷。
　　③两级好氧生化处理工艺，保证了PTA生产废水的达标排放。一级生化CODcr容积负荷为1.5～2.0kg/(m³·d)，二级生化CODcr容积负荷为0.2～0.3kg/(m³·d)，可以保证排水CODcr达到石化行业PTA污水排放标准。
　　④运行中不必加酸和加碱。在来水pH值无异常的情况下，只要水质保持pH值小于7，进入旋流沉淀器时可不必加酸。经调节均质后只要污水的pH值不低于4，可不必加碱调节pH值而直接进入生化处理，从而减少了药剂消耗和运行成本^[2]。

参考文献：
[1]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．
[2]刘念曾，南宇广，齐慧敏，等．预处理-两段好氧工艺处理PTA生产废水的开工运行[J]．石油化工环境保护，2001，24(3)：6～11．

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作者简介：
韩艳萍（1965～），女，河南洛阳人，洛阳石化工程公司给排水高级工程师，电话(0379)4887040。