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淺析新型生物組合工藝處理甲醇廢水的應(yīng)用
引言
隨著石油資源緊缺、油價(jià)上漲及甲醇汽油的推廣使用和甲醇生產(chǎn)烯烴類物質(zhì)關(guān)鍵技術(shù)的突破，國(guó)內(nèi)外甲醇生產(chǎn)正呈現(xiàn)突飛猛進(jìn)的態(tài)勢(shì)。甲醇生產(chǎn)原料包括天然氣、煤、輕油、重油等，鑒于我國(guó)自身的資源儲(chǔ)量現(xiàn)狀，煤將成為我國(guó)甲醇生產(chǎn)最重要的原料。隨著煤制甲醇廠家在國(guó)內(nèi)大批上馬，其產(chǎn)生的廢水對(duì)環(huán)境污染將不容忽視。煤制甲醇廢水的特點(diǎn)為:水質(zhì)水量波動(dòng)較大，50%左右為氣化廢水，氨氮含量約為400 mg .COD質(zhì)量濃度約為850 mg/L;有機(jī)物以甲酸為主p ( GODS ) /p ( CUD)約為0. 5左右，可生化性較強(qiáng)，氨氮以無(wú)機(jī)氨為主;懸浮物以無(wú)機(jī)物為主。
內(nèi)蒙古某煤制甲醇廠，每年可產(chǎn)生60萬(wàn)t廢水，處理裝置采用SBR生物處理工藝，設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)主要指標(biāo)為p ( COD)為480 mg/L。 p ( NH3 - N)為160 mg/L，處理量為168m3 /h。但經(jīng)過(guò)近一年的生產(chǎn)運(yùn)行表明排放至廢水處理裝置的生產(chǎn)廢水水質(zhì)和水量均波動(dòng)較大，而且與設(shè)計(jì)的水質(zhì)和水量差異較大，生產(chǎn)實(shí)際進(jìn)水水質(zhì)p (COD)為300-1 000 mg/Lp (NH3-N)為200-400 mg/L，處理量為160-210 m3/ho SBR工藝經(jīng)過(guò)近1年的調(diào)試和運(yùn)行，系統(tǒng)出水p (COD)為40-280 mg/Lp(NH3-N)為30-280 mg/L，運(yùn)行期間處理效果不穩(wěn)定，且COD和NH3-N很難同時(shí)達(dá)到較好的處理效果。為解決現(xiàn)有SBR工藝處理負(fù)荷不足的問(wèn)題，充分考慮利用廠區(qū)內(nèi)現(xiàn)有的條件，其他污水處理裝置不變，僅將SBR反應(yīng)池改造為生物接觸氧化池+二級(jí)活性污泥池新型生物組合工藝。
1工藝改造
將各個(gè)SBR池通過(guò)隔墻分隔成3個(gè)串聯(lián)的處理池:第1個(gè)是生物接觸氧化池，它的作用是去除有機(jī)物和少量氨氮，具有一定的抗負(fù)荷沖擊能力;第2個(gè)是一級(jí)活性污泥池，它的作用是去除大部分氨氮;第3個(gè)是二級(jí)活性污泥池，它的作用是去除剩余有機(jī)物、氨氮和亞硝酸鹽，保證出水水質(zhì)。將SBR池分隔為3個(gè)單元后，各污染物可在特定環(huán)境中被基本單一菌群高效的去除干凈。
2生物組合工藝各單元設(shè)計(jì)
2. 1生物接觸氧化池
將SBR池的前部改建為生物接觸氧化池，內(nèi)部裝有填料層，填料層上、下支撐結(jié)構(gòu)，維修通道，池底鋪設(shè)微孔曝氣器，填料層下支撐結(jié)構(gòu)鋪設(shè)均勻布水的進(jìn)水管道，填料層上支撐結(jié)構(gòu)鋪設(shè)集水器。內(nèi)部尺寸:LxBxH=7.35 mx10 mx5. 5 m，并聯(lián)2個(gè)。該生物接觸氧化池填裝自行設(shè)計(jì)的高效多孔組合生物載體，與傳統(tǒng)載體相比，該載體的比表面積大(8 000 m2/m)，孔隙率高(96%)生物附載量大。微生物可在其迅速生長(zhǎng)掛膜且不易脫落，而且在載體內(nèi)部會(huì)形成無(wú)數(shù)個(gè)缺氧和厭氧環(huán)境，有利于有機(jī)物的酸化水解。該生物接觸氧化池可較好的適應(yīng)水質(zhì)和水量的變化，有利于污水處理效果和出水水質(zhì)的穩(wěn)定。
2. 2一級(jí)活性污泥池
將SBR池中部改建為一級(jí)活性污泥池，分為主體反應(yīng)單元和泥水分離單元，泥水分離單元內(nèi)安裝斜板填料、出水集水器和污泥導(dǎo)流器，反應(yīng)單元池底鋪設(shè)微孔曝氣器。主體反應(yīng)單元內(nèi)部尺寸:LxBxH=15 mx11.3 mx5.5 m，泥水分離單元內(nèi)部尺寸:LxBxH=15 mx3 mx5. 5 m。該活性污泥池與傳統(tǒng)的活性污泥池相比增加了泥水分離單元、出水集水器、污泥導(dǎo)流器，從而形成了一個(gè)高效的活性污泥反應(yīng)池。該活性污泥池具有生化和泥水分離一體化的特點(diǎn)，活性污泥在生化處理單元內(nèi)形成自循環(huán)，不需要專門的污泥回流設(shè)備，節(jié)省回流污泥能耗;在生化單元內(nèi)可以獲得較高的活性污泥濃度，污泥濃度易于控制，不受污泥回流濃度的限制，這樣為培養(yǎng)出高濃度的硝化菌創(chuàng)造了有利條件。
3濟(jì)效益分析
該改造工程總投資約600萬(wàn)元，原SBR工藝日處理廢水量為120 t/h，噸水處理費(fèi)用(電費(fèi)和藥劑費(fèi))為2. 56元;改造后日處理廢水量為200 t/h，噸水處理費(fèi)用(電費(fèi)和藥劑費(fèi))為1. 58元，改造后比原日處理廢水量多80 t/h，而噸水處理費(fèi)用減少0. 98元，則按照改造后日處理廢水量為200 t/h計(jì)算，改造后每年可節(jié)省廢水處理運(yùn)行費(fèi)用164. 6萬(wàn)元，更重要的是解決了生產(chǎn)廢水完全處理達(dá)標(biāo)排放的問(wèn)題，保證了企業(yè)生產(chǎn)工作的正常開展。
4結(jié)論
通過(guò)生物接觸氧化池+二級(jí)活性污泥池生物組合工藝處理煤制甲醇廢水的實(shí)際工程應(yīng)用，表明該生化組合工藝具有較高的污水處理負(fù)荷和運(yùn)行穩(wěn)定性，較低的投資和運(yùn)行成本，且出水水質(zhì)好，可達(dá)國(guó)家污水排放一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，為下一步的污水脫鹽回用創(chuàng)造了基本條件。該工藝適合應(yīng)用于煤制甲醇廢水及其類似水質(zhì)污水的處理，值得在煤化工企業(yè)進(jìn)行推廣應(yīng)用。
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