淺析丙烯酸及丙烯酸丁酯生產(chǎn)廢水處理.docx

淺析丙烯酸及丙烯酸丁酯生產(chǎn)廢水處理正和集團股份有限公司年產(chǎn)4 萬t 丙烯酸及酯（主要是丙烯酸丁酯）生產(chǎn)裝置是由化學(xué)工業(yè)第二設(shè)計院寧波工程有限公司設(shè)計。自2007 年12 月開工以來，丙烯酸及酯在生產(chǎn)過程中每天會產(chǎn)生大量廢水，如何處理這些廢水一直是困擾正和集團擴大丙烯酸及酯生產(chǎn)規(guī)模的難題。1 丙烯酸及酯廢水的處理1.1 正和集團初期的廢水處理1.1.1傳統(tǒng)的處理方法是將廢水焚燒處理，正和集團最初也是采用此法。工藝流程簡圖如圖1。1.1.2流程敘述：生產(chǎn)裝置來的廢水預(yù)熱后和燃料油經(jīng)噴嘴和熱空氣一起進入一次焚燒爐，焚燒后除去鹽灰，其余物料經(jīng)除塵后和燃料油、熱空氣一起進入二次焚燒爐，焚燒后廢氣進入廢熱鍋爐利用余熱產(chǎn)生蒸汽后，再進入空氣預(yù)熱器預(yù)熱空氣，然后進入廢水預(yù)熱蒸發(fā)器，最后由排風(fēng)機排入大氣。1.1.3該方法處理廢水需要大量燃料油來參與，處理成本較高，不利于裝置的節(jié)能挖潛，降低消耗，正和集團在運行了很短時間后即進行了改造，將催化焚燒及熱力焚燒系統(tǒng)推倒重來。1.2 正和集團后期的廢水處理1.2.1改造后的廢水處理系統(tǒng)由上海東化環(huán)境工程公司設(shè)計的催化焚燒系統(tǒng)和北京中科國益環(huán)境工程公司設(shè)計的污水生化處理系統(tǒng)構(gòu)成。1.2.1.1 催化焚燒系統(tǒng)工藝流程簡圖（見圖2）。1.2.1.2 流程敘述：生產(chǎn)裝置來的廢水經(jīng)預(yù)熱后進入汽提塔（汽提塔與廢水加熱器都采用低壓蒸汽做熱源，汽提塔可以對汽提物料數(shù)量進行控制）進行汽提，汽提后廢水進入污水處理系統(tǒng)，汽提所得物料依次進入尾氣換熱器和電加熱器進行加熱，達到反應(yīng)溫度后進入催化反應(yīng)器，與反應(yīng)器內(nèi)的催化劑進行反應(yīng)，反應(yīng)過程釋放大量熱能，形成了高溫尾氣，然后高溫尾氣進入蒸汽過熱器（將高壓蒸汽變成過熱高壓汽）后溫度下降，再進入蒸汽發(fā)生器產(chǎn)生部分中壓蒸汽，最后進入尾氣換熱器將余熱進一步利用后排入大氣。1.2.1.3 經(jīng)該方法處理后廢水中的甲苯及丙烯醛等有害物質(zhì)含量較低，適合進行生化處理，而且汽提塔的汽提物料量可以人為控制，從而降低污水處理系統(tǒng)的壓力，利于裝置長周期運行，處理成本較低。1.2.2污水生化處理系統(tǒng)工藝流程簡圖（見圖3）。1.2.2.1 流程敘述：高濃度的生產(chǎn)廢水首先進入預(yù)處理池以消除硫酸根的影響（必要時可加入氫氧化鈉），后經(jīng)調(diào)節(jié)池使水量和水質(zhì)均勻后再進入調(diào)配池，在此加入營養(yǎng)鹽（主要是尿素和磷酸二銨），同時調(diào)節(jié)廢水的溫度和pH 值達到合適值，然后，廢水進入該處理系統(tǒng)的核心裝置高效厭氧反應(yīng)器（該反應(yīng)器由兩座1250 m3、一座5000 m3的立式密閉儲罐組成，理論設(shè)計有機滿負荷為2.25kgCOD/m3d，COD 去除率85%，同時厭氧菌產(chǎn)生的甲烷可用于發(fā)電，整個系統(tǒng)占地面積小，無異味）。高效厭氧反應(yīng)器處理后的廢水（此時廢水?dāng)y帶有大量的含生化菌類的活性污泥）仍不能達標(biāo)，要進入好氧系統(tǒng)（即曝氣池）進行曝氣處理，然后，廢水進入二沉池進行泥水分離，分離后上層合格污水外排至縣污水處理廠進行再處理，下層含泥污水中活性污泥回流進入曝氣池，下層含泥污水中已經(jīng)老化的污泥則進入污泥濃縮池，再經(jīng)污泥脫水機將污泥脫水后外運。1.2.2.2 工藝調(diào)試及試運行：污水生化處理系統(tǒng)工藝調(diào)試及試運行是污水處理工程建設(shè)的重要階段，是檢驗污水生化處理系統(tǒng)前期設(shè)計、施工、安裝等工程質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，也為系統(tǒng)正常運行提供理論依據(jù)和實踐經(jīng)驗。設(shè)備安裝完工后，按單體調(diào)試、局部聯(lián)合調(diào)試和系統(tǒng)聯(lián)合試運轉(zhuǎn)三個步驟進行。作為污水處理核心設(shè)備的高效厭氧反應(yīng)器，是設(shè)計單位自主開發(fā)的具有自主知識產(chǎn)權(quán)和技術(shù)秘密的污水處理設(shè)備，其調(diào)試除相應(yīng)的設(shè)備調(diào)試外，還要進行生物調(diào)試。用于處理丙烯酸及酯的生產(chǎn)廢水的菌種生長緩慢（需要經(jīng)過一個漫長的馴化過程，以使活性污泥中的菌類適應(yīng)丙烯酸及酯生產(chǎn)廢水）且生長條件較為苛刻，所以厭氧調(diào)試時間較長，過程相對復(fù)雜，需逐步提高負荷。根據(jù)實驗室小試和中試結(jié)果，該工藝設(shè)計調(diào)試及試運行期為3 個月。1.2.2.2.1 高效厭氧反應(yīng)器溫度的確定：厭氧反應(yīng)的溫度分為高溫發(fā)酵（55左右）、中溫發(fā)酵（35左右）和常溫發(fā)酵，高溫發(fā)酵效率最高，但能耗較高，故該工程采用中溫發(fā)酵，進水溫度設(shè)計為3542。經(jīng)試運行一段時間后，確定將溫度定在3537，即可滿足厭氧菌的反應(yīng)需要。調(diào)配池及反應(yīng)器都裝有在線溫度測定，以更好地控制和調(diào)節(jié)溫度。1.2.2.2.2 高效厭氧反應(yīng)器進水pH 值的調(diào)節(jié)：高效厭氧反應(yīng)器中產(chǎn)甲烷菌最適宜的生長環(huán)境為pH 值6.57.8，考慮到運行成本，結(jié)合生產(chǎn)廢水的實際pH值，通過往調(diào)配池中加堿，使進高效厭氧反應(yīng)器的廢水pH 值不小于4.0。調(diào)配池及反應(yīng)器都裝有在線pH 值測定，以便更好地進行控制和調(diào)節(jié)。1.2.2.2.3 高效厭氧反應(yīng)器中揮發(fā)性酸的控制：為防止厭氧菌被酸化，需嚴(yán)格控制反應(yīng)器中的揮發(fā)性酸3mmol/L，當(dāng)揮發(fā)性酸5 mmol/L 時，應(yīng)停止進水，否則系統(tǒng)面臨酸化，活性污泥中的厭氧菌會老化，整個高效厭氧反應(yīng)器系統(tǒng)需重新添加活性污泥并進行馴化，會造成嚴(yán)重后果。1.2.2.2.4 好氧曝氣池排泥及脫泥：好氧曝氣池污泥濃度正?？刂扑綖?000 mg/L，若長時間超過此值而不及時進行污泥排放工作，則會導(dǎo)致二沉池出水帶泥，影響外排污水的質(zhì)量。該污水生化處理系統(tǒng)設(shè)計有壓濾脫泥工序，可將系統(tǒng)產(chǎn)生的污泥壓濾成泥餅（含水約80%）后方便外運。1.2.2.3 經(jīng)運行，污水生化處理系統(tǒng)的COD 去除率為93%，大于原設(shè)計的85%，出水COD 的平均值為208mg/L，pH 值均在69 范圍內(nèi)。1.2.2.4 污水生化處理系統(tǒng)的調(diào)試及試運行打通了工藝流程，厭氧污泥馴化基本完成，好氧系統(tǒng)運行穩(wěn)定；出水排放指標(biāo)合格。下一步的工作重點就是逐步提高高效厭氧反應(yīng)器的有機負荷，在保證系統(tǒng)出水滿足排放標(biāo)準(zhǔn)的情況下，達到設(shè)計滿負荷