(河南能源化工集團(tuán) 開(kāi)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(kāi)封 475200)

聚甲醛工藝技術(shù)在我國(guó)屬于一個(gè)新興的高新技術(shù)，公司年產(chǎn)4萬(wàn)t聚甲醛項(xiàng)目主裝置采用的是目前國(guó)際領(lǐng)先的香港富藝國(guó)際工程公司的共聚技術(shù)，其具有工藝先進(jìn)、能耗低、自動(dòng)化程度高等優(yōu)點(diǎn)。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(jī)物含量高、難降解、水質(zhì)波動(dòng)大等特點(diǎn)。因此，聚甲醛裝置生產(chǎn)污水處理系統(tǒng)工藝設(shè)計(jì)復(fù)雜，操作難度大。在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，污水處理系統(tǒng)極難穩(wěn)定運(yùn)行，是制約整個(gè)聚甲醛裝置長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵因素。公司所采用的污水處理系統(tǒng)是同濟(jì)大學(xué)針對(duì)難降解有機(jī)物而開(kāi)發(fā)的高級(jí)氧化污水處理專有技術(shù)，同時(shí)結(jié)合公司在甲醛處理方面的專利技術(shù)而形成的針對(duì)聚甲醛裝置生產(chǎn)污水特性而研制開(kāi)發(fā)的獨(dú)特污水處理工藝技術(shù)。本文對(duì)污水處理系統(tǒng)整個(gè)工藝技術(shù)設(shè)計(jì)進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹，并將其在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題及相應(yīng)的技術(shù)改造進(jìn)行總結(jié)。

1 聚甲醛生產(chǎn)污水工藝設(shè)計(jì)

1.1 生產(chǎn)污水特性

由于聚甲醛生產(chǎn)工藝為我國(guó)近年來(lái)新引進(jìn)的工藝技術(shù)，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中存在較大波動(dòng)，導(dǎo)致排放的生產(chǎn)污水水質(zhì)波動(dòng)較大；污水總體COD高、甲醛濃度高、生物毒性強(qiáng)；污水中甲醛、COD濃度波動(dòng)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(jī)物組成復(fù)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(duì)設(shè)備性能要求高。

1.2 生產(chǎn)污水設(shè)計(jì)進(jìn)出水工藝參數(shù)

生產(chǎn)過(guò)程中所產(chǎn)生的污水總水量為168 m3/h，具體進(jìn)水主要參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 設(shè)計(jì)進(jìn)水工藝參數(shù)明細(xì)表

1.3 生產(chǎn)污水設(shè)計(jì)出水工藝參數(shù)

經(jīng)過(guò)污水處理系統(tǒng)后出水水質(zhì)達(dá)到國(guó)家規(guī)定的《城鎮(zhèn)污水處理廠排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)中的一級(jí)A排放標(biāo)準(zhǔn)，具體指標(biāo)參數(shù)見(jiàn)表2。

表2 設(shè)計(jì)出水工藝參數(shù)明細(xì)表

1.4 生產(chǎn)污水經(jīng)處理后實(shí)際出水工藝參數(shù)

公司污水經(jīng)過(guò)污水處理系統(tǒng)后實(shí)際出水指標(biāo)達(dá)到了設(shè)計(jì)出水指標(biāo)，且通過(guò)采用了較為先進(jìn)的污水處理技術(shù)，部分指標(biāo)明顯優(yōu)于設(shè)計(jì)出水指標(biāo)。具體出水主要參數(shù)見(jiàn)表3。

表3 經(jīng)處理后實(shí)際出水工藝參數(shù)明細(xì)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(jì)大學(xué)自主研發(fā)的倍增復(fù)合式強(qiáng)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(qiáng)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(yù)處理水質(zhì)改善工藝、強(qiáng)化生物處理工藝和高級(jí)氧化工藝。

1.6 污水處理工藝流程簡(jiǎn)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(yù)處理器輸送泵 10.R-205甲醛預(yù)處理器 11.R-206厭氧水解復(fù)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(jìn)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(dāng)主裝置發(fā)生事故或裝置進(jìn)行檢修和開(kāi)停車時(shí)，水質(zhì)變差的工藝污水經(jīng)閥門(mén)切換首先進(jìn)入污水事故池T-202內(nèi)儲(chǔ)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(jìn)行處理，以維護(hù)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(guò)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?dāng)嚢杵鬟M(jìn)行攪拌。從T-203出來(lái)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(guò)甲醛預(yù)處理器輸送泵P-205進(jìn)入甲醛預(yù)處理器R-205內(nèi)處理污水中高濃度的甲醛。甲醛預(yù)處理器R-205是專門(mén)針對(duì)污水中高濃度甲醛設(shè)置的，由于在甲醛預(yù)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(shí)在甲醛預(yù)處理器R-205中的兩端各有一臺(tái)高效均合反應(yīng)器，使污水在R-205中循環(huán)流動(dòng)，與微生物充分接觸，從而使反應(yīng)進(jìn)行得更充分。經(jīng)過(guò)甲醛預(yù)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(yùn)行。經(jīng)過(guò)R-205處理后的污水自流至厭氧水解復(fù)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(kāi)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(jìn)行充分的接觸、傳質(zhì)，使污水中的有機(jī)物急劇減少。而后厭氧水解復(fù)合反應(yīng)器R-206的出水自流進(jìn)入到好氧反應(yīng)器R-207內(nèi)，好氧反應(yīng)器R-207采用鼓風(fēng)機(jī)及高效微孔曝氣器曝氣，空氣、污水和活性污泥三相間紊動(dòng)擴(kuò)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(jìn)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(jìn)沉淀池T-208，在沉淀池T-208內(nèi)利用活性污泥和水的相對(duì)密度差異進(jìn)行泥水分離。濃縮下來(lái)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(mài)，澄清液自留進(jìn)高效固液分離器F-210內(nèi)。通過(guò)在F-210內(nèi)通過(guò)投加混凝劑和設(shè)置機(jī)械攪拌，使污水中的膠體、細(xì)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(jìn)入到污泥濃縮池T-209內(nèi)。高效固液分離器F-210出水通過(guò)臭氧生物活性炭處理器進(jìn)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(guò)活性炭迅速吸附水中溶解性有機(jī)物，同時(shí)富集水中的微生物，微生物以有機(jī)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(dá)到污水深度凈化的目的。而后再通過(guò)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(jī)物進(jìn)行氧化分解，進(jìn)一步確保整個(gè)系統(tǒng)出水達(dá)標(biāo)排放。

2 問(wèn)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(shí)際運(yùn)行中，由于前系統(tǒng)生產(chǎn)污水中的甲醛濃度有時(shí)會(huì)出現(xiàn)大幅度的波動(dòng)，導(dǎo)致進(jìn)入工藝調(diào)節(jié)池T-203內(nèi)的污水COD出現(xiàn)大范圍波動(dòng)，進(jìn)而對(duì)后系統(tǒng)生物處理工段細(xì)菌造成嚴(yán)重沖擊。為此，我們?cè)赑-202泵出口管線上增加了一套在線COD分析儀，當(dāng)生產(chǎn)污水突然出現(xiàn)大幅度波動(dòng)時(shí)能夠第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)并及時(shí)采取相應(yīng)措施，進(jìn)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(shí)際運(yùn)行中，冬季時(shí)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(guò)污水冷卻塔C-204后水溫下降過(guò)低，無(wú)法保證甲醛預(yù)處理器R-205內(nèi)微生物對(duì)溫度的要求，進(jìn)而導(dǎo)致冬季甲醛預(yù)處理器R-205污水處理能力的降低。為此，我們?cè)诠に噺U水調(diào)節(jié)池T-203和甲醛預(yù)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(shí)，從工藝廢水調(diào)節(jié)池T-203內(nèi)出來(lái)的污水通過(guò)污水提升泵P-204后，可不經(jīng)過(guò)污水冷卻塔C-204直接輸送至甲醛預(yù)處理器R-205內(nèi)，保證甲醛預(yù)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(dǎo)致厭氧微生物活性降低進(jìn)而引起甲醛預(yù)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(yùn)行成本。在實(shí)際運(yùn)行中，好氧反應(yīng)器R-207末端所需氧通過(guò)溶解氧輸送風(fēng)機(jī)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(wú)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(dǎo)致風(fēng)機(jī)始終滿負(fù)荷運(yùn)行，浪費(fèi)電費(fèi)。為此，我們?cè)诤醚醴磻?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(shí)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(shí)調(diào)節(jié)溶解氧輸送風(fēng)機(jī)的負(fù)荷，減少由于末端溶解氧過(guò)高而產(chǎn)生的電浪費(fèi)現(xiàn)象，進(jìn)而降低污水處理系統(tǒng)運(yùn)行成本。

2.4 增加一套高級(jí)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(jí)氧化處理工藝，以二次處理不達(dá)標(biāo)污水。在實(shí)際運(yùn)行中，當(dāng)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(jī)物濃度突然增加時(shí)，污水經(jīng)過(guò)臭氧生物活性炭處理器R-211處理后仍有不達(dá)標(biāo)現(xiàn)象發(fā)生，導(dǎo)致整個(gè)聚甲醛裝置無(wú)法有效滿負(fù)荷運(yùn)行。為確保污水達(dá)標(biāo)排放，我們?cè)谖鬯幚硐到y(tǒng)末端又增加了一套芬頓(專有技術(shù))高級(jí)氧化工藝處理系統(tǒng)。當(dāng)污水經(jīng)過(guò)臭氧生物活性炭處理器R-211處理后出水水質(zhì)未達(dá)到國(guó)家相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，可將污水排入芬頓(專有技術(shù))高級(jí)氧化工藝處理系統(tǒng)。芬頓(專有技術(shù))高級(jí)氧化工藝處理系統(tǒng)共分為四個(gè)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(guò)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(qiáng)氧化性的OH-氧化去除污水中殘留的難降解有機(jī)物，使其COD濃度低于國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。污水pH值經(jīng)過(guò)pH值回調(diào)區(qū)調(diào)至中性，在沉淀區(qū)水與鐵泥進(jìn)行固液分離，鐵泥直接排入污泥濃縮池，上清液達(dá)標(biāo)排放。

3 結(jié)束語(yǔ)

經(jīng)過(guò)有針對(duì)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(yùn)行，進(jìn)而保證了整個(gè)聚甲醛裝置的安、穩(wěn)、長(zhǎng)、滿、優(yōu)運(yùn)行。