洛陽石化PTA污水處理工程設計及運行
韓艷萍1，朱元臣1，盛定合2，牛新征2，梁毓姝1，蘇志軍1
（1.洛陽石化工程公司，河南 洛陽 471003；2.洛陽石化總廠，河南 洛陽 471012）
摘要：采用預處理一兩級好氧生化工藝處理PTA污水，在進水CODcr均值為5000～9000mg/L的情況下，出水CODcr＜160mg/L。預處理采用旋流沉淀器進行酸沉，TA的去除率可達到60％～70％，有效地降低了后續生化處理的負荷。
關鍵詞：PTA污水；污水處理；預處理；好氧；工程設計
中圖分類號：X703.1；X783.4
文獻標識碼：B
文章編號：1009-2455(2002)04-0057-03
概述
洛陽化纖工程是國家重點建設項目，主要包括芳烴抽提裝置、對二甲苯裝置（PX）、精對苯二甲酸裝置（PTA）、聚脂裝置（PET）、長絲短纖維裝置、公用工程及配套生產輔助設施。
化纖生產裝置和生產輔助設施所排放的污水共計400m3/h。其中：PTA裝置連續排水120m3/h，間斷排水40m3/h，其它生產及生活污水240m3/h。設計進水水量、水質見表1。
排水水質設計標準執行國標《污水綜合排放標準》（GB8978-1996）一級標準。CODcr≤160mg/L。
1 處理工藝
1.1 PTA污水的特點
PTA污水來自PTA裝置的生產廢水、開停工排水及地面沖洗水。污水中含有苯甲酸、間苯二甲酸、對苯二甲酸（PTA或TA）、苯二甲酸、乙酸、羥甲基苯甲酸等污染物，是一種較難處理的石油化工有機廢水。其主要特點有：
①CODcr濃度高，有機酸含量高CODcr濃度范圍一般在5000～9000mg/L，TA濃度800～2500mg/L，乙酸含量800～1200mg/L。
②水質水量變化大CODcr濃度最低小于1000mg/L，最高達9000mg/L；1次事故水量達5000m3左右。并且間斷排水水質、水量也隨裝置運行狀況而變化。
③pH值酸堿交變頻繁，廢水溫度高pH值在2～13范圍內波動；PTA污水進污水處理場的溫度一般高于45℃，有時甚至高達90℃。
1.2 工藝流程
根據以上PTA污水的特點，確定采用污水處理流程如圖1。
1.3 工藝特點
①PTA裝置內已設有PTA生產廢水換熱器，將連續排水水溫降低到50℃以下。由于污水處理場的PTA污水進水水溫在25～50℃范圍內，故設計中未單獨設置PTA污水降溫設施。
②采用“酸沉”作為預處理手段。洛陽石化PTA工藝采用的是AMOCO技術，廢水的TA含量較大。經酸沉TA去除率可以達到60％～70％。從而有效地降低了后續生化處理的負荷。
③采用兩級生化處理工藝。一級生化在高負荷下運行，去除大部分CODcr；二級生化在低負荷下運行，去除較難降解的CODcr。一、二級曝氣池各自分別設置獨立的污泥回流系統，保持各自的優勢生物種群。
2 工藝處理構筑物及設備
①事故池：矩形鋼混結構，2座，內襯花崗巖防腐。其中一座池子尺寸為72m×12m×6.8m，有效容積5000m3，用于貯存一次停工全部排水量：另一座池子尺寸36m×10m×4.5m（分2格），有效容積2700m3，用于正常生產時PTA污水的水量調節。
②水力旋流沉淀器：不銹鋼結構，共8個罐，分為4組。每組2個罐的處理水量為40m3/h，沉淀器停留時間2h。進沉淀器前調節pH值為3.5～4，此時TA大量析出，呈粉末狀，易于沉淀分離。酸沉處理不僅去除大量固體TA，而且可以有效地降低CODcr；減輕后續生物處理的負荷。沉淀器配備輸送TA的軟管泵，將沉淀分離的TA送至脫水間進行脫水。
③PTA均質池：矩形鋼混結構，1座，內襯花崗巖防腐。結構尺寸72m×18m×6.8m，有效容積7600m3。用于酸沉后PTA污水的均質。池內設有潛水攪拌器3臺。
④均質調節池：矩形鋼混結構，1座。結構尺寸72m×18m×6.8m，有效容積7600m3。用于PTA污水與其它生產生活污水的均質和調節，保證后續生化處理設施穩定運行。池內設有潛水攪拌器3臺。
⑤一級曝氣池：矩形鋼混結構，共6間。每間池子尺寸52m×6.5m×6.8m，單池有效容積1780m3。池內安裝可提升式微孔曝氣器。一級曝氣池設計CODcr容積負荷1.5kg/(m3·d)，污泥濃度4～5g/L，溶解氧1～2mg/L，污泥回流比100％～150％。進水CODcr濃度1950mg/L，CODcr去除率80％～85％。
⑥二級曝氣池：矩形鋼混結構，共6間。每間池子尺寸46m×6.5m×6.8m，單池有效容積1630m3。池內安裝可張孔膜片式曝氣器。二級曝氣池設計CODcr容積負荷0.2kg/(m3·d)，污泥濃度1～2g/L，溶解氧2～4mg/L，污泥回流比50％～100％。進水CODcr濃度300～400mg/L，CODcr去除率60％～70％，出水CODcr＜160mg/L。
⑦沉淀池：圓形鋼混結構，一、二級沉淀池各2座。采用中心進水，周邊出水的輻流式沉淀池，φ18m。沉淀池設計表面水力負荷0.78m3/(m2·h)，污水停留時間3h。
⑧活性炭過濾器：圓形鋼結構，共6臺。結構尺寸中3.0×6.6m。設計單臺處理水量70m3/h，濾速10m/h，反沖洗強度12L/(s·m2)，反沖洗時間15min。
⑨監測池：矩形鋼混結構，1座。池子尺寸22m×8m×6.5m。設計污水停留時間2h。
3 運行情況
為開好化纖污水處理場，洛陽石化專門從揚子石化公司引進PTA污水的活性污泥及部分廢TA，于2000年2月22日開始向曝氣池中投加活性污泥。污泥經馴化后，化纖污水處理場于2000年5月25日一次成功和接收PTA污水[1]。自開工以來，化纖污水處理場運行良好。至2001年9月化纖工程環保設施竣工驗收期間，污水處理場進出水實際數據見表2。
洛陽市環境監測（中心）站2000年10月18日對化纖污水處理場抽查采樣時，污水處理場進出口分析結果見表3：
水力旋流沉淀器作為預處理的關鍵設備，TA的去除率等運行狀況直接影響后續的生化處理效果。經過近兩年的運行，水力旋流沉淀器的運行穩定，TA的去除率達到了設計要求的60％～70％（見表4），有效地降低了后續生化處理負荷；同時，采用化工部第三設計院合肥機械廠生產的可正反轉的軟管泵排除沉淀分離的TA，防止了排渣管道的堵塞，其運行平穩，易于操作，是排除水力旋流沉淀器TA殘渣的理想配套設備。
運行發現，水力旋流沉淀器有時存在污水從沉淀器頂部向四周濺出的現象。分析原因是由于上游PTA裝置的連續、間斷排水均為由裝置內壓力送至污水處理場，污水水溫高且夾帶有大量氣體，進入水力旋流沉淀器后，帶壓氣體由旋流沉淀器頂部水面析出，造成有機酸性水從沉淀器頂部向四周濺出，既影響環境，又影響巡檢人員的人身安全。實際運行中在每組沉淀器頂部安裝一個氣水分離器，初步解決了水中央氣的問題。
4 結語
①采用預處理-兩級好氧生化處理PTA污水流程簡單，操作方便，經過近兩年的實際運行，證明該工藝保證達標排放是完全可靠的。
②旋流沉淀器對PTA裝置排出的高濃度有機污水進行酸沉，TA的去除率可以達到60％～70％。脫水后的TA殘渣可綜合利用，并能有效減輕后續生化處理負荷。
③兩級好氧生化處理工藝，保證了PTA生產廢水的達標排放。一級生化CODcr容積負荷為1.5～2.0kg/(m3·d)，二級生化CODcr容積負荷為0.2～0.3kg/(m3·d)，可以保證排水CODcr達到石化行業PTA污水排放標準。
④運行中不必加酸和加堿。在來水pH值無異常的情況下，只要水質保持pH值小于7，進入旋流沉淀器時可不必加酸。經調節均質后只要污水的pH值不低于4，可不必加堿調節pH值而直接進入生化處理，從而減少了藥劑消耗和運行成本[2]。
參考文獻：
[1]牛新征，盛定合．化纖污水處理場開車前活性污泥的馴化[J]．工業用水與廢水，2001，32(1)：48～51．
[2]劉念曾，南宇廣，齊慧敏，等．預處理-兩段好氧工藝處理PTA生產廢水的開工運行[J]．石油化工環境保護，2001，24(3)：6～11．
作者簡介：
韓艷萍（1965～），女，河南洛陽人，洛陽石化工程公司給排水高級工程師，電話(0379)4887040。
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