聚甲醛裝置污水處理系統(tǒng)工藝技術(shù)改進

(河南能源化工集團 開封龍宇化工有限公司 河南省聚甲醛基新材料工程技術(shù)研究中心,河南 開封 475200)

聚甲醛工藝技術(shù)在我國屬于一個新興的高新技術(shù)，公司年產(chǎn)4萬t聚甲醛項目主裝置采用的是目前國際領(lǐng)先的香港富藝國際工程公司的共聚技術(shù)，其具有工藝先進、能耗低、自動化程度高等優(yōu)點。但其所產(chǎn)生的生產(chǎn)污水比較難處理，具有種類繁多、有機物含量高、難降解、水質(zhì)波動大等特點。因此，聚甲醛裝置生產(chǎn)污水處理系統(tǒng)工藝設(shè)計復雜，操作難度大。在實際運行過程中，污水處理系統(tǒng)極難穩(wěn)定運行，是制約整個聚甲醛裝置長周期穩(wěn)定運行的關(guān)鍵因素。公司所采用的污水處理系統(tǒng)是同濟大學針對難降解有機物而開發(fā)的高級氧化污水處理專有技術(shù)，同時結(jié)合公司在甲醛處理方面的專利技術(shù)而形成的針對聚甲醛裝置生產(chǎn)污水特性而研制開發(fā)的獨特污水處理工藝技術(shù)。本文對污水處理系統(tǒng)整個工藝技術(shù)設(shè)計進行簡要介紹，并將其在實際運行過程中出現(xiàn)的問題及相應(yīng)的技術(shù)改造進行總結(jié)。

1 聚甲醛生產(chǎn)污水工藝設(shè)計

1.1 生產(chǎn)污水特性

由于聚甲醛生產(chǎn)工藝為我國近年來新引進的工藝技術(shù)，在實際生產(chǎn)過程中存在較大波動，導致排放的生產(chǎn)污水水質(zhì)波動較大；污水總體COD高、甲醛濃度高、生物毒性強；污水中甲醛、COD濃度波動范圍大；污水中三聚甲醛和二氧五環(huán)含量極不穩(wěn)定，濃度變化大；有機物組成復雜，含有三乙基胺、甲縮醛和乙二醇等物質(zhì)；水溫高、pH值低，對設(shè)備性能要求高。

1.2 生產(chǎn)污水設(shè)計進出水工藝參數(shù)

生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的污水總水量為168 m3/h，具體進水主要參數(shù)見表1。

表1 設(shè)計進水工藝參數(shù)明細表

1.3 生產(chǎn)污水設(shè)計出水工藝參數(shù)

經(jīng)過污水處理系統(tǒng)后出水水質(zhì)達到國家規(guī)定的《城鎮(zhèn)污水處理廠排放標準》(GB18918-2002)中的一級A排放標準，具體指標參數(shù)見表2。

表2 設(shè)計出水工藝參數(shù)明細表

1.4 生產(chǎn)污水經(jīng)處理后實際出水工藝參數(shù)

公司污水經(jīng)過污水處理系統(tǒng)后實際出水指標達到了設(shè)計出水指標，且通過采用了較為先進的污水處理技術(shù)，部分指標明顯優(yōu)于設(shè)計出水指標。具體出水主要參數(shù)見表3。

表3 經(jīng)處理后實際出水工藝參數(shù)明細表

1.5 污水處理工藝技術(shù)原理

聚甲醛生產(chǎn)裝置污水處理系統(tǒng)工藝技術(shù)采用的是同濟大學自主研發(fā)的倍增復合式強化生物脫氮重污染行業(yè)污水處理技術(shù)。該技術(shù)綜合采用了降低微生物毒性、提高可生化性、生物強化處理、深度處理和高效抗甲醛生物菌種等工藝技術(shù)。主要包括三部分：預處理水質(zhì)改善工藝、強化生物處理工藝和高級氧化工藝。

1.6 污水處理工藝流程簡述

具體工藝流程如圖1所示。

1.T-201污水收集池 2.P-201污水輸送泵 3.T-202污水事故池 4.P-202事故污水輸送泵 5.P-203堿液輸送泵 6.T-203工藝廢水調(diào)節(jié)池 7.P-204污水提升泵 8.C-204污水冷卻塔 9.P-205甲醛預處理器輸送泵 10.R-205甲醛預處理器 11.R-206厭氧水解復合反應(yīng)器 12.R-207好氧反應(yīng)器 13.T-208沉淀池 14.P-208污泥回流泵 15.T-209 污泥濃縮池 16.F-210高效固液分離器 17.P-210臭氧生物活炭處理器進料泵 18.R-211臭氧生物活炭處理器

生產(chǎn)污水首先統(tǒng)一收集至污水收集池T-201內(nèi)后，再根據(jù)污水濃度變化情況由污水輸送泵P-201輸送至污水事故池T-202(當主裝置發(fā)生事故或裝置進行檢修和開停車時，水質(zhì)變差的工藝污水經(jīng)閥門切換首先進入污水事故池T-202內(nèi)儲存，而后再經(jīng)事故污水輸送泵P-202小流量送至工藝廢水調(diào)節(jié)池T-203內(nèi)進行處理，以維護工藝廢水調(diào)節(jié)池T-203內(nèi)水質(zhì)的穩(wěn)定)或直接輸送至工藝廢水調(diào)節(jié)池T-203內(nèi)以調(diào)節(jié)水質(zhì)和水量。由于混合后的工藝廢水偏酸性，故通過堿液輸送泵P-203(視污水pH值的高低將濃度為32%氫氧化鈉溶液輸送至T-203)，將T-203內(nèi)的污水pH值調(diào)至5.5～6。為了保證污水混合均勻，在T-203內(nèi)設(shè)有潛水攪拌器進行攪拌。從T-203出來溫度為50 ℃混合均勻的污水經(jīng)污水提升泵P-204輸送至污水冷卻塔C-204后冷卻至30 ℃，經(jīng)過甲醛預處理器輸送泵P-205進入甲醛預處理器R-205內(nèi)處理污水中高濃度的甲醛。甲醛預處理器R-205是專門針對污水中高濃度甲醛設(shè)置的，由于在甲醛預處理器R-205中所含的大量活性污泥中含有特有的抗甲醛微生物，故而能抵抗較高濃度甲醛的沖擊，并且處理甲醛的效果與其他微生物相比較高，同時在甲醛預處理器R-205中的兩端各有一臺高效均合反應(yīng)器，使污水在R-205中循環(huán)流動，與微生物充分接觸，從而使反應(yīng)進行得更充分。經(jīng)過甲醛預處理器R-205處理后，其出水中甲醛濃度<100 mg/L，從而確保了后續(xù)生物處理單元的正常運行。經(jīng)過R-205處理后的污水自流至厭氧水解復合反應(yīng)器R-206內(nèi)，在R-206內(nèi)設(shè)置有低速推流器和疊片展開式蜂窩狀微生物載體，以有效增加微生物的種群和數(shù)量，并促使厭氧微生物與污水進行充分的接觸、傳質(zhì)，使污水中的有機物急劇減少。而后厭氧水解復合反應(yīng)器R-206的出水自流進入到好氧反應(yīng)器R-207內(nèi)，好氧反應(yīng)器R-207采用鼓風機及高效微孔曝氣器曝氣，空氣、污水和活性污泥三相間紊動擴散及能量交換加劇，活性污泥的表面更新率及吸附表面積增加，使生物反應(yīng)高效、快速地進行，以有效降解污水中的COD、BOD5等污染物。好氧反應(yīng)器R-207的出水自流進沉淀池T-208，在沉淀池T-208內(nèi)利用活性污泥和水的相對密度差異進行泥水分離。濃縮下來的污泥經(jīng)污泥回流泵P-208回流至好氧反應(yīng)器R-207，剩余污泥則排至污泥濃縮池T-209內(nèi)制成泥餅外賣，澄清液自留進高效固液分離器F-210內(nèi)。通過在F-210內(nèi)通過投加混凝劑和設(shè)置機械攪拌，使污水中的膠體、細小懸浮顆粒絮凝成較大的絮體泥渣經(jīng)泥渣輸送泵P-209進入到污泥濃縮池T-209內(nèi)。高效固液分離器F-210出水通過臭氧生物活性炭處理器進料泵P-210輸送至臭氧生物活性炭處理器R-211。在R-211內(nèi)首先通過活性炭迅速吸附水中溶解性有機物，同時富集水中的微生物，微生物以有機物為養(yǎng)料生存和繁殖，代謝產(chǎn)物為二氧化碳和水，從而達到污水深度凈化的目的。而后再通過臭氧和水充分接觸、反應(yīng)，將污水中殘余的部分生物與難以降解的有機物進行氧化分解，進一步確保整個系統(tǒng)出水達標排放。

2 問題及工藝技術(shù)改造

2.1 增加在線COD分析儀

在P-202泵出口管線上增加在線COD分析儀，以確保后續(xù)工段不受沖擊。在實際運行中，由于前系統(tǒng)生產(chǎn)污水中的甲醛濃度有時會出現(xiàn)大幅度的波動，導致進入工藝調(diào)節(jié)池T-203內(nèi)的污水COD出現(xiàn)大范圍波動，進而對后系統(tǒng)生物處理工段細菌造成嚴重沖擊。為此，我們在P-202泵出口管線上增加了一套在線COD分析儀，當生產(chǎn)污水突然出現(xiàn)大幅度波動時能夠第一時間發(fā)現(xiàn)并及時采取相應(yīng)措施，進而確保后續(xù)生物處理工段不受沖擊。

2.2 增加一根污水輸送超越管

在污水冷卻塔C-204塔前增加一根污水輸送超越管，以保證污水冬季處理量穩(wěn)定。在實際運行中，冬季時由于受環(huán)境影響，天氣溫度較低，工藝廢水調(diào)節(jié)池T-203出水經(jīng)過污水冷卻塔C-204后水溫下降過低，無法保證甲醛預處理器R-205內(nèi)微生物對溫度的要求，進而導致冬季甲醛預處理器R-205污水處理能力的降低。為此，我們在工藝廢水調(diào)節(jié)池T-203和甲醛預處理器R-205之間增加了一根污水輸送超越管，冬季溫度較低時，從工藝廢水調(diào)節(jié)池T-203內(nèi)出來的污水通過污水提升泵P-204后，可不經(jīng)過污水冷卻塔C-204直接輸送至甲醛預處理器R-205內(nèi)，保證甲醛預處理器R-205內(nèi)水溫在微生物適宜的范圍內(nèi)，減少了由于溫度下降導致厭氧微生物活性降低進而引起甲醛預處理器R205污水處理能力降低現(xiàn)象的發(fā)生。

2.3 設(shè)置在線溶解氧顯示儀

在好氧反應(yīng)器R-207末端設(shè)置在線溶解氧顯示儀，以降低污水處理系統(tǒng)運行成本。在實際運行中，好氧反應(yīng)器R-207末端所需氧通過溶解氧輸送風機向好氧反應(yīng)器R-207內(nèi)輸送氧氣，但由于未在好氧反應(yīng)器R-207末端裝配有在線溶解氧顯示儀，故無法確定好氧器R-207末端溶解氧是否足夠，為保證好氧反應(yīng)器R-207末端溶解氧足夠，導致風機始終滿負荷運行，浪費電費。為此，我們在好氧反應(yīng)器R-207末端上設(shè)置了一套在線溶解氧顯示儀，能夠第一時間直觀顯示好氧反應(yīng)器R-207末端溶解氧是否足夠，并能根據(jù)溶解氧的高低及時調(diào)節(jié)溶解氧輸送風機的負荷，減少由于末端溶解氧過高而產(chǎn)生的電浪費現(xiàn)象，進而降低污水處理系統(tǒng)運行成本。

2.4 增加一套高級氧化處理工藝

在臭氧生物活性炭處理器R-211后增加一套高級氧化處理工藝，以二次處理不達標污水。在實際運行中，當污水處理系統(tǒng)生物段受到?jīng)_擊或所排污水中含有三聚甲醛、二氧五環(huán)等難降解的有機物濃度突然增加時，污水經(jīng)過臭氧生物活性炭處理器R-211處理后仍有不達標現(xiàn)象發(fā)生，導致整個聚甲醛裝置無法有效滿負荷運行。為確保污水達標排放，我們在污水處理系統(tǒng)末端又增加了一套芬頓(專有技術(shù))高級氧化工藝處理系統(tǒng)。當污水經(jīng)過臭氧生物活性炭處理器R-211處理后出水水質(zhì)未達到國家相應(yīng)標準，可將污水排入芬頓(專有技術(shù))高級氧化工藝處理系統(tǒng)。芬頓(專有技術(shù))高級氧化工藝處理系統(tǒng)共分為四個區(qū)，分別為pH值調(diào)節(jié)區(qū)、反應(yīng)區(qū)、pH值回調(diào)區(qū)和沉淀區(qū)。首先在pH值調(diào)節(jié)區(qū)通過投加一定比例的酸將污水的pH值調(diào)至酸性，而后在反應(yīng)區(qū)內(nèi)投加一定比例的硫酸亞鐵催化劑，利用反應(yīng)生成的具有強氧化性的OH-氧化去除污水中殘留的難降解有機物，使其COD濃度低于國家排放標準。污水pH值經(jīng)過pH值回調(diào)區(qū)調(diào)至中性，在沉淀區(qū)水與鐵泥進行固液分離，鐵泥直接排入污泥濃縮池，上清液達標排放。

3 結(jié)束語

經(jīng)過有針對性的技術(shù)改造，有效地保證了污水處理系統(tǒng)的高效穩(wěn)定運行，進而保證了整個聚甲醛裝置的安、穩(wěn)、長、滿、優(yōu)運行。