化工、化纖廢水處理及回用

論文類型	技術與工程	發表日期	2001-06-01
來源	《工業用水與廢水》2001年第3期
作者	馬家驊
關鍵詞	污水處理接觸氧化+純氧曝氣污水回用中水效益
摘要	化工、化纖工業廢水，尤其是高濃度PTA、PET生產廢水處理難度大、費用高、占地多。對PTA、PET生產廢水利用空曝+純氧曝氣工藝對原系統進行了改擴建，在裝置開車菌種培養20d后處理廢水達標排放，COD＜100mg/L，再將排放水進一步深度處理后出水達中水標準，COD＜50mg/L，可回用作工業循環水補充水，綠化、沖廁用水。

標題：

化工、化纖廢水處理及回用

可見全文

作者：

馬家驊;

發布時間：

2001-6-1

出自：

《工業用水與廢水》2001年第3期

關鍵字：

污水處理；接觸氧化+純氧曝氣；污水回用；中水；效益

摘要：

化工、化纖工業廢水，尤其是高濃度PTA、PET生產廢水處理難度大、費用高、占地多。對PTA、PET生產廢水利用空曝+純氧曝氣工藝對原系統進行了改擴建，在裝置開車菌種培養20d后處理廢水達標排放，COD＜100mg/L，再將排放水進一步深度處理后出水達中水標準，COD＜50mg/L，可回用作工業循環水補充水，綠化、沖廁用水。

簡介：

馬家驊
（天津石化公司，天津 300271）

　　摘要：化工、化纖工業廢水，尤其是高濃度PTA、PET生產廢水處理難度大、費用高、占地多。對PTA、PET生產廢水利用空曝+純氧曝氣工藝對原系統進行了改擴建，在裝置開車菌種培養20d后處理廢水達標排放，COD＜100mg/L，再將排放水進一步深度處理后出水達中水標準，COD＜50mg/L，可回用作工業循環水補充水，綠化、沖廁用水。
　　關鍵詞：污水處理；接觸氧化+純氧曝氣；污水回用；中水；效益
　　中圖分類號：X78
　　文獻標識碼：B
　　文章編號：1009-2455(2001)03-0026-03

概況

　　為給天津石化公司新建20×10⁴t/a聚酯5套工藝裝置配套，天津石化公司對原污水處理廠進行了改擴建。改擴建內容為污水處理能力由原450t/h擴大到1245t/h；污水回用能力由200t/h擴大到400t/h。污水處理系統已于2000年4月改擴建完成并投用，做到一次投用成功，并處理污水達標排放。

1 污水來源及水質水量

　　天津公司20×10⁴t/a聚酯建成后新、老化工、化纖污水總量最高達1245t/h，COD總量52.8t/d，其中高濃度化工、化纖污水（COD＞1000mg/L）約有376t/h，中、低濃度生產生活污水（200＜COD＜1000）約有869t/h。具體如表1所示。

**表1 污水廠污水來源狀況**
序號	名稱	主要成分	水量/(t·h^-1)	COD/(mg·L^-1)	pH
1	原化工含油污水	少量油	300	200	6～9
2	原化工氧化污水	醋酸、甲醇、對苯二甲酸等	40	10000	2～4
3	原滌綸有機污水	滌綸油劑	13	10000	4～7
4	原生活污水		300	200	6～9
5	新增PTA污水	醋酸、對苯二甲酸	185	5700	4～6
6	新增PET污水	滌綸油劑	68.2	5000	5～7
7	新增PX裝置污水	少量油、Cl^-、S^2-、NaOH	60	1000	6～9
8	新增動力站污水		16.5	500	6～9
9	新增其它配套裝置污水		33	400	6～9
10	新增生活污水		26	400	6～9
11	新增清凈下水		403	200	6～9
合計			1244.7

　　注：PTA為對苯二甲酸 PET為聚對苯二甲酸乙二醇酯

　　處理后的水況要求如表2所示。

**表2 處理后水況要求**
序號	排放要求	COD/(mg·L^-1)	pH	水量(t·h^-1)
1	達標排放	＜100	6～8	800
2	原中水	＜40	6～8	200
3	新增中水	＜50	6～8	200

2 污水處理改造擴容工藝方案的選擇^[1]

　　從表1可以看出20×10⁴t/a聚酯新增污水中以PTA（對苯二甲酸）裝置酸性污水最多，PET（聚酯）裝置次之，所以對新增裝置污水處理實際上是對PTA污水的處理兼顧PET污水。
　　國內現有PTA污水處理工藝采用兩級好氧或厭氧+好氧。具體情況見表3。

**表3 4個廠處理污水情況比較**
廠名	處理方法	處理水量/ (m³·h^-1)	進水COD/ (mg·L^-1)	COD去除率/ %	開車需用/ 月	出水COD/ (mg·L^-1)	容積負荷/ (kg[COD]·m^-3·d^-1)	備注
揚子石化	厭氧+好氧	350	6300	76.2	6	1500	3	需繼續處理
儀怔化纖	厭氧+好氧	128	6300	90	6	600	2.1	需繼續處理
烏石化廠	兩段好氧	60	5000	98	1	＜100	2.1	達標排放
天津石化原處理污水	兩段好氧 (空曝+純氧曝)	53	10000	99	1	＜100	2.66	達標排放

　　注：以上數據均為1998年以前運行數據

　　天津石化公司原DMT（對苯二甲酸二甲酯）污水（其組份和性質類似PTA污水）處理方法為接觸氧化（空曝）+純氧曝氣工藝。其純氧曝氣池為密閉式，高純氧氣直接輸入池內，利用曝氣機葉輪旋轉攪拌污水，使氧氣充分與污水接觸，該工藝流程短，占地少，污泥量較少，處理效果好，高濃度廢水可經兩段處理后達標排放。
　　由于該工藝成熟，且水質主要成分與新建PTA裝置污水相似，原污水處理廠比鄰空分廠，高純度氧氣來源充分。如果將新污水與老污水放在一起處理，可以充分依托老廠，通過適當改造擴建，既節約用地也可節約投資，同時還能做到污水處理綜合利用，故決定新改擴建的污水處理仍采用空曝+純氧曝氣工藝。

3 污水處理工藝簡介（空曝+純氧曝法）^[2]

　　由于新建20×10⁴t/a聚酯各裝置的廢水均集中送原污水處理廠，所以污水處理廠的改造擴建工作的設計思想是：將新老工藝統一模式；新老污水統一安排；新老設施統一考慮；處理后的污水統一利用。污水處理改擴建工藝流程見圖1：

　　流程說明：
　　新增PTA廢水、PET廢水和原化工有機廢水屬高濃度污水，通過各自管道送入新建的中和配水池，在此調整pH值并用空氣攪拌使之混勻。事故狀態時污水可送入調節池（新建）儲存，正常時逐漸返回中和配水池。
　　中和配水池調整后的污水送入新建的均質池，池內用空氣攪拌并使加入的營養鹽混合均勻后，送入接觸氧化池（舊池改造），污水在此進行一段生化處理，一段生化處理后的污水提升到接觸氧化沉淀地（擴建）進行泥水分離，污泥排至儲泥槽，污水從池上溢流至混合池。
　　接觸氧化后的污水進入混合池（舊池改造）后，再加入新增的芳烴裝置污水和原化工含油污水，池內有空氣攪拌，使三種水混合均勻。該廢水用泵送入三個純氧曝氣池，Ⅰ為原純氧曝氣池（233m³/h）；Ⅱ新建大純氧曝氣池（處理量：770m³/h）；Ⅲ新建小純氧曝氣池（處理量：250m³/h）。三個純氧曝氣池為密閉式順流工藝流程，工作原理相同，只是系列Ⅰ、Ⅲ為一條生化處理線，系列Ⅱ為兩條生化處理線。所有處理線均為一線四段，氧氣和污水從第一段進入池內并依次通過各段，使廢水逐步生化。廢水、廢氣由第四段排出。
　　混合池污水進入純氧曝氣池的同時，低濃度生活污水和清凈污水也用泵泵入池中，使進入池內的污水COD調整到1500mg/L。
　　氧氣和污水進入純氧曝氣池一段池，池內裝有表曝機。氧氣和污水在池中經隔氣板和隔液板順流到下一段，再由下一段表曝機再曝氣直至第四段。經純氧曝氣池后，出水COD可小于100mg/L，去除率達93％。通過四段連續曝氣而使氧氣利用率可達88％～90％，其四段好氧量分配比大約為50:26:15:9。氧氣消耗＜1.2m³/t廢水（設計值）。
　　純氧曝氣池中沒有在線溶解氧檢測儀，COD檢測儀等，檢測數據送入DCS系統，池內同時設有烴含量超標報警和連鎖。通過DCS系統的控制對污水進量、氧氣進量、氧氣轉化量、尾氣氧含量、池中污水COD等檢測數據調整來達到污水處理自動化和安全生產。
　　純氧曝氣后的污水分別進入終沉池。終沉池為幅流式，配有旋轉刮泥機。泥水在此分離后，活性污泥大部分回流到純氧曝氣池（增加反應活性），多余部分進入儲泥槽。污水從池上部溢流達標排放。表4為純氧曝氣池投入運行后幾個月的數據。

4 污水綜合利用

　　由于天津地區水資源嚴重缺乏，天津石化公司新建20×10⁴t/a聚酯工程建成后用水量新增(3-4)×10⁴t/a，為節約用水，在這次污水廠改擴建中增加了污水回用的內容，其流程如下：

　　通過上述處理，使出水（中水）COD≤50mg/L，濁度≤10度，達到“生活雜用水水質標準”（CJ25.1-89）。具體數據見表5。
　　該中水主要用于工業循環水補充水，廠區綠化用水，同時也部分送生活區沖廁用。改擴建后中水能力達400t/h。
　　其中，污水廠原有中水（回用污水）200t/h，新建重水200t/h，新建中水全部用于循環水補充水。
　　天津20×10⁴t/a聚酯原設計循環水補充水400t/h，現利用中水200t/h，新鮮水減少用200t/h，則節約新鮮水160×10⁴t/a（按年運行800h計）。大津石化公司從120km外取水，成本2.2元/t，從污水達標排放開始，進一步深度處理成不需1.00元/t。則(2.2-1)×10=192萬元/a。污水回用工程從絮凝沉降開始到中水產出包括中水泵房及循環水補水線，工程投資大約400萬元，則400/192=2.1a可回收投資。
　　由于使用中水做循環水，不僅減少新鮮水用量，也相當于每年少排污160×10⁴t水，加上排污費和污水處理費則每使用1t新鮮水相當于4元成本費，隱性效益為1.8×160=288萬元（污水處理費未計入）。

**表4 純氧暖氣經沉地各月操作數據**
日期/月			6	7	8	9	10	11	12
進水量/(t·h^-1)		PTA	124	123	155	167	179	214	181
		PET	12.3	7.6	8	17	17	19	18
	Ⅰ（原）	最高	96	124			58	90	50
		最低	29	21	停	停	41	31	28
純氧曝氣		平均	51.8	37			47	48	38
終沉池出水COD	Ⅱ（大）	最高	53	77	121	74	114	69	77
		最低	29	21	28	45	66	37	30
		平均	37.54	35	79.18	57	90	49	45
	Ⅲ（小）	最高	142
		最低	22	停	停	停	停	停	停
		平均	42
中水COD		最高	48	67	68	52	54	48	42
		最低	14	13	16	19	25	18	12
		平均	26.57	32.78	47.47	35	36	30	25

　　從表內數據看：①污水總量尚未達到設計量，故有一個純氧曝氣池未使用；②使用的曝氣池出水平均值大大低于100mg/L，說明純氧曝氣工藝處理高濃度PTA污水是可行的。

**表5 生活條用水水質標準^[3]和各月實際分析數據表^[4]**
項目	廁所沖洗便器城市綠化（標準）	9月	10月	11月	12月
濁度/度	10	5.72	2.32	4.33	2.88
溶解性固體/(mg·L^-1)	1200
懸浮性固體/(mg·L^-1)	10	64	23	59	37
色度/度	30	35	15	15	5
臭	無不快感	無	無	無	無
pH值	6.5～9.0	6.6	6.9	6.98	6.7
BOD/(mg·L^-1)	10
COD/(mg·L^-1)	50	18.5	34.7	30	21.8
氨氮/(mg·L^-1)	20	未檢出	2.23	4.62	3.39
總硬度(CaCO₃計)/(mg·L^-1)	450	396.4	323	229.2	394.4
氯化物/(mg·L^-1)	350	345	335	375	364.5
陰離子合成洗滌劑/(mg·L^-1)	1.0	0.71	0.69	0.16	0.22
鐵/(mg·L^-1)	0.4	1.32	0.36	0.67	0.43
錳/(mg·L^-1)	0.1	0.25	0.15	0.15	0.17
總大腸菌群/(mg·L^-1)	3	2.4	2.3	10	＜3

　　從以上數據可以看出，出水水質基本達到“生活雜用水水質標準”（CJ 25.1-89）的要求。

5 結語

　　①天津石化公司因地制宜以純氧曝氣工藝處理化工、化纖污水在國內尚屬首家，有較好的經濟效和社會效益。
　　②純氧曝氣具有氣液共流能耗低，氧氣利用率高，污水停留時間短，裝置占地小，效率高，利于污泥沉淀分離的特點。廢氣排入大氣，可靠性、安全性強。
　　③廢水可綜合利用，不僅降低了總成本，而且節約了用水，保護了環境，利國、利民、利企業。

參考文獻：
　　[1]殷渝強．天津石化公司污水廠改擴建調研報告[R]．天津：天津石化公司，1997．
　　[2]天津石化公司污水廠改擴建初步設計文件[R]．北京：石油化工工程公司，1999．
　　[3]CJ25.1-89，生活條用水水質標準[S]
　　[4]天津石化公司污水廠改擴建后操作數據和水質分析報告[R]．污水廠，2000．

作者簡介：
　　馬家驊（1943－），男，漢族，高級工程師，天津石化公司副總工程師、設計管理處處長

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