PTA廢水生化污泥的培養(yǎng)馴化

———PTA廢水生化污泥的培養(yǎng)馴化某大型石化公司新建120萬(wàn)噸PTA裝置，同步配套建設(shè)250m3/h的污水裝置一套，為保證裝置投料開(kāi)車后污水能夠達(dá)標(biāo)排放，PTA裝置開(kāi)車前兩個(gè)月對(duì)污水厭氧和好氧污泥進(jìn)行培育馴化，使得裝置開(kāi)車后污水達(dá)標(biāo)排放。

一、PTA廢水特征

(1)PTA生產(chǎn)廢水污染物組成PTA裝置生產(chǎn)廢水含有乙酸、對(duì)苯二甲酸、對(duì)二甲苯、對(duì)甲基苯甲酸、鄰苯二甲酸、苯甲酸、醋酸正丁酯、催化劑，廢水水質(zhì)波動(dòng)大，有機(jī)污染物濃度高一般在60009000mg/l。

乙酸：廢水中有機(jī)污染物的一個(gè)主要來(lái)源，微溶于水，B0D5/C0Dcr-0.72，屬于可生物降解的有機(jī)物。

對(duì)苯二甲酸：難溶于水，溶解度隨溫度降低而降低;PH=5.1左右開(kāi)頭析出，PH=3.8左右時(shí)大部分TA基本上都已經(jīng)析出，B0D5/C0Dcr=0.80，屬于可生物降解有機(jī)物，但是需要較長(zhǎng)時(shí)間和降解過(guò)程。

苯甲酸：廢水中有機(jī)物的另外一個(gè)主要來(lái)源，溶于水，B0D5/C0Dcr=0.48，可生化降解。

對(duì)岸釜苯甲酸：難容于熱水，易溶于甲醇、乙醴，可生化降解。

⑵廢水水質(zhì)分析

典型的PTA廢水組分中根據(jù)生物可降解性分為三種：

①易降解組分，構(gòu)成COD組分的乙酸、苯甲酸和4-竣基苯甲醛，是廢水總COD的組成部分。

②不易降解組分，構(gòu)成COD的對(duì)苯二甲酸和鄰苯二甲酸，是廢水總COD的組成部分。

③難降解組分，構(gòu)成COD的對(duì)甲基苯甲酸、偏苯三甲酸以及其他未知的難降解物質(zhì)，也是構(gòu)成COD的一部分。

對(duì)苯二甲酸能夠被構(gòu)成厭氧顆粒污泥的產(chǎn)甲烷微生物降解。溶解的對(duì)苯二甲酸在厭氧處理工藝中對(duì)厭氧微生物沒(méi)有毒性抑制，但是最初的降解過(guò)程是特別簡(jiǎn)單的，而且降解的過(guò)程很緩慢，由于厭氧微生物對(duì)降解PTA廢水中各種組分的適應(yīng)過(guò)程比較慢，因此PTA廢水處理裝置的厭氧和好氧系統(tǒng)都需要經(jīng)過(guò)提前的馴化。

二、污水處理站工藝流程介紹

本污水處理裝置生化系統(tǒng)采納厭氧+兩級(jí)好氧處理工藝厭氧采納第三代厭氧反應(yīng)器系統(tǒng)，設(shè)計(jì)處理水量220m3/h，進(jìn)水COD濃度16000mg/l，容積負(fù)荷不大于10kg/(m3d)。

一級(jí)好氧最大容積負(fù)荷2.0kg/(m3d)，二級(jí)好氧容積負(fù)荷0.5kg/(m3d)，好氧系統(tǒng)設(shè)計(jì)最大總?cè)コ鼵OD負(fù)荷約55t/d，采納碟式射流器。工藝流程如圖1所示。

三、污泥馴化方案的選擇

厭氧系統(tǒng)的污泥由IC反應(yīng)器的專利商供應(yīng)，污泥主要來(lái)自外省的檸檬酸廠、造紙廠的顆粒污泥，顆粒污泥經(jīng)槽車運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)后通過(guò)污泥螺桿泵導(dǎo)入?yún)捬跷勰喙藓头磻?yīng)器，污泥投加量根據(jù)反應(yīng)器容積的40%確定，好氧污泥由于污泥接種量大，周邊企業(yè)的污泥量無(wú)法滿意接種量的需求，最終確定采納市政污水處理廠脫水后含水量85%的剩余污泥，作為本項(xiàng)目的接種污泥，由于好氧池采納市政污泥進(jìn)行接種，因此一級(jí)好氧池污泥投加濃度根據(jù)4000mg/l投加、二級(jí)根據(jù)2000mg/l投加。

⑴馴化方案的選取

由于PTA廢水的特性，厭氧生物啟動(dòng)需要肯定過(guò)程，馴化厭氧污泥對(duì)廢水中TA的降解力量。

①厭氧提前六個(gè)月馴化：一般狀況厭氧需要6個(gè)月的馴化時(shí)間能夠?qū)OD去除率達(dá)到70%，提前6個(gè)月馴化有利于污泥適應(yīng)PTA廢水環(huán)境，PTA裝置開(kāi)車后能夠較快適應(yīng)并將廢水處理達(dá)標(biāo)，存在的問(wèn)題：A.污水裝置需要在PTA裝置投產(chǎn)前6個(gè)月建成并投用;B.由于厭氧馴化后的廢水并不能達(dá)標(biāo)排放，需要厭氧好氧同步馴化，這種馴化方式需要大量外購(gòu)TA殘?jiān)鳛樘荚矗瑫r(shí)需要消耗大量的堿和工業(yè)水及N、P成本高;C.不管由于主裝置由于建設(shè)緣由還是其他緣由不能按時(shí)開(kāi)車，馴化工作也不能停止，需要連續(xù)消耗大量的碳源等馴化物料。

②厭氧在主裝置開(kāi)車前兩個(gè)月馴化：主裝置開(kāi)車前兩個(gè)月對(duì)好氧污泥進(jìn)行馴化使之具備降解TA的力量，好氧馴化期間配置的原料水少量進(jìn)入?yún)捬跸到y(tǒng)，厭氧啟動(dòng)期間污泥負(fù)荷掌握在0.1kgCOD/kgVSSd，兩個(gè)月后厭氧裝置大約能夠達(dá)到40%-50%的設(shè)計(jì)負(fù)荷，該方式肯定程度縮短PTA裝置開(kāi)車后生物啟動(dòng)的時(shí)間，馴化成本相對(duì)較低，主要考慮好氧馴化所需的碳源、工業(yè)水和N、卿可，存在的問(wèn)題：厭氧馴化時(shí)間短不具備完全降解TA的力量，開(kāi)車初期TA的降解去除需要依靠好氧段，好氧系統(tǒng)負(fù)荷較高，好氧系統(tǒng)設(shè)計(jì)余量假如不夠，可能會(huì)造成出水不達(dá)標(biāo);負(fù)荷過(guò)高污泥沉降性差。

③厭氧邊開(kāi)車邊馴化：開(kāi)車前兩個(gè)月對(duì)好氧污泥進(jìn)行馴化，使之具備處理PTA廢水的力量，厭氧利用實(shí)際PTA廢水馴化，開(kāi)車初期厭氧系統(tǒng)去除率根據(jù)30%考慮，剩余70%負(fù)荷由好氧擔(dān)當(dāng)，該方式污泥馴化成本最低，存在問(wèn)題：A.由于PTA廢水COD濃度較高，好氧負(fù)荷過(guò)高，設(shè)計(jì)階段如沒(méi)有考慮余量，污泥負(fù)荷不足出水將無(wú)法達(dá)標(biāo);B.該種運(yùn)行方式好氧污泥產(chǎn)生量大，污泥脫水系統(tǒng)運(yùn)行壓力較大。

⑵馴化啟動(dòng)所需具備的條件

污泥馴化前，現(xiàn)場(chǎng)需做好預(yù)備，具備必要的設(shè)施、物資和人員條件，詳細(xì)如下：

①厭氧、好氧單元已完成施工具備投運(yùn)條件。

②厭氧、好氧污泥已經(jīng)全部投加完畢，厭氧沼氣排放系統(tǒng)調(diào)試確認(rèn)完好。

③現(xiàn)場(chǎng)具備充分的工業(yè)水、電、蒸汽等公用工程條件。

④化驗(yàn)分析：現(xiàn)場(chǎng)具備PH、電導(dǎo)率、COD、N、P、TSS、VSS、VFA、ALK、TA、BA、醋酸、pT酸等化驗(yàn)條件。

⑤具備充分的化學(xué)品(包括鹽酸、氫氧化鈉、尿素、磷酸、微量養(yǎng)分鹽、氫氧化鈣及馴化期間所用的TA水澇料、BA等馴化料)。

⑥用于溶解碳源的溶解池改造完成、具有攪拌、液堿管線、工業(yè)水、厭氧出水回流等配置用管線。

⑦厭氧系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生沼氣和硫化氫現(xiàn)場(chǎng)需配備硫化氫氣體檢測(cè)儀1臺(tái)，可燃?xì)怏w檢測(cè)儀1臺(tái)。

四、污泥馴化流程及過(guò)程

結(jié)合本項(xiàng)目的設(shè)計(jì)和建設(shè)施工狀況本次厭氧和好氧的馴化采納方案二

(1)污泥馴化工藝流程

污泥馴化的關(guān)鍵是TA、BA的溶解配置原料水，本項(xiàng)目選用了正常生產(chǎn)工藝中的初沉池作為碳源的溶解池，為滿意TA、BA溶解的需要在初沉池內(nèi)配置有兩臺(tái)潛水?dāng)嚢杵?、工業(yè)風(fēng)曝氣管線、蒸汽、液堿及工業(yè)水管線，為了同時(shí)滿意厭氧和好氧的需要，增加了均質(zhì)罐直接到好氧的超越管線。

碳源的投加和溶解是馴化過(guò)程的關(guān)鍵，由于設(shè)計(jì)過(guò)程中一般設(shè)計(jì)人員并沒(méi)有運(yùn)行操作閱歷，主流程的完善方面考慮不周到，馴化所需的溶解攪拌裝置一般在設(shè)計(jì)中考慮都不周全，因此在施工設(shè)計(jì)時(shí)就必需考慮碳源溶解池碳源投加裝置、攪拌裝置、加熱裝置的設(shè)計(jì)，以便減輕后續(xù)馴化期間工人的工作量和勞動(dòng)強(qiáng)度。

⑵污泥馴化過(guò)程

11月16日開(kāi)頭馴化，TA:BA根據(jù)1:1配置，為了滿意冬季馴化所需的水溫，初沉池溶解TA、BA的水溫掌握在35°C，初始COD掌握在3500-4000mg/l，TA有機(jī)物濃度在1359mg/l，BA有機(jī)物濃度在1619mg/l，厭氧進(jìn)水量80m3/h，好氧進(jìn)水30m3/h，10天后出水TA濃度沒(méi)有變化，BA濃度逐步降低，BA去除率大約50%，—級(jí)沉淀池出水COD平均144mg/l。

11月25日開(kāi)頭提高TA和BA的溶解量、投加比例仍為1:1，將COD濃度掌握在8000mg/l左右，10天后厭氧出水TA濃度基本不變，BA去除率，已經(jīng)達(dá)到90%，好氧平均進(jìn)水C0D2298mg/l，平均出水137mg/l

經(jīng)過(guò)1個(gè)月的負(fù)荷提升好氧負(fù)荷已經(jīng)提升到25t/d，達(dá)到設(shè)計(jì)負(fù)荷的45%，好氧出水平均在130mg/l，厭氧負(fù)荷提升到22t/d，達(dá)到設(shè)計(jì)負(fù)荷的25%，COD去除率77%、BA去除率97%，扣除化驗(yàn)偏差TA基本沒(méi)有降解，由于連續(xù)提升負(fù)荷會(huì)消耗大量的碳源，好氧系統(tǒng)經(jīng)過(guò)1個(gè)月的馴化已經(jīng)具備降解TA和BA的力量，厭氧對(duì)BA的降解已經(jīng)達(dá)到97%，最終確定維持現(xiàn)有負(fù)荷運(yùn)行，待開(kāi)車后直接處理裝置廢水。

1月7日主裝置開(kāi)車后平均廢水排放量150m3/h，COD濃度平均19922mg/l，為保證厭氧系統(tǒng)不受沖擊，厭氧根據(jù)每天10%的負(fù)荷進(jìn)行提升，剩余負(fù)荷全部由好氧處理，經(jīng)化驗(yàn)分析廢水COD濃度雖然高，但是COD的組成部分中醋酸占比超過(guò)了60%，易降解成份較多，經(jīng)運(yùn)行污水處理裝置完全能夠具備和接收PTA廢水的力量，但是經(jīng)過(guò)化驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，發(fā)覺(jué)厭氧對(duì)TA的降解還只有10%左右。

五、結(jié)論

(1)實(shí)踐證明采納市政污水處理廠的生化污泥經(jīng)過(guò)45天馴化也是能夠較快適應(yīng)PTA污水水質(zhì)的，并能取得較高的處理效率。

(2)厭氧顆粒污泥對(duì)BA的降解適應(yīng)較快，實(shí)踐證明厭氧顆粒污泥大約經(jīng)過(guò)20天的馴化即可達(dá)到90%的去除率。

(3)TA含苯環(huán)類物質(zhì)雖可生物降解，但是需要較長(zhǎng)時(shí)間，假如裝置排放廢水中TA占COD比例較高，建議還是提前6個(gè)月對(duì)厭氧裝置進(jìn)行馴化，避開(kāi)因厭氧去除率低導(dǎo)致好氧負(fù)荷過(guò)高，造成開(kāi)車期間廢水不達(dá)標(biāo)。

某大型石化公司新建120萬(wàn)噸PTA裝置，同步配套建設(shè)250m3/h的污水裝置一套，為保證裝置投料開(kāi)車后污水能夠達(dá)標(biāo)排放，PTA裝置開(kāi)車前兩個(gè)月對(duì)污水厭氧和好氧污泥進(jìn)行培育馴化，使得裝置開(kāi)車后污水達(dá)標(biāo)排放。

一、PTA廢水特征

(1)PTA生產(chǎn)廢水污染物組成PTA裝置生產(chǎn)廢水含有乙酸、對(duì)苯二甲酸、對(duì)二甲苯、對(duì)甲基苯甲酸、鄰苯二甲酸、苯甲酸、醋酸正丁酯、催化劑，廢水水質(zhì)波動(dòng)大，有機(jī)污染物濃度高一般在60009000mg/l。

乙酸：廢水中有機(jī)污染物的一個(gè)主要來(lái)源，微溶于水，B0D5/C0Dcr-0.72，屬于可生物降解的有機(jī)物。

對(duì)苯二甲酸：難溶于水，溶解度隨溫度降低而降低;PH=5.1左右開(kāi)頭析出，PH=3.8左右時(shí)大部分TA基本上都已經(jīng)析出，B0D5/C0Dcr=0.80，屬于可生物降解有機(jī)物，但是需要較長(zhǎng)時(shí)間和降解過(guò)程。

苯甲酸：廢水中有機(jī)物的另外一個(gè)主要來(lái)源，溶于水，B0D5/C0Dcr=0.48，可生化降解。

對(duì)岸釜苯甲酸：難容于熱水，易溶于甲醇、乙醴，可生化降解。

⑵廢水水質(zhì)分析

典型的PTA廢水組分中根據(jù)生物可降解性分為三種：

①易降解組分，構(gòu)成COD組分的乙酸、苯甲酸和4-竣基苯甲醛，是廢水總COD的組成部分。

②不易降解組分，構(gòu)成COD的對(duì)苯二甲酸和鄰苯二甲酸，是廢水總COD的組成部分。

③難降解組分，構(gòu)成COD的對(duì)甲基苯甲酸、偏苯三甲酸以及其他未知的難降解物質(zhì)，也是構(gòu)成COD的一部分。

對(duì)苯二甲酸能夠被構(gòu)成厭氧顆粒污泥的產(chǎn)甲烷微生物降解。溶解的對(duì)苯二甲酸在厭氧處理工藝中對(duì)厭氧微生物沒(méi)有毒性抑制，但是最初的降解過(guò)程是特別簡(jiǎn)單的，而且降解的過(guò)程很緩慢，由于厭氧微生物對(duì)降解PTA廢水中各種組分的適應(yīng)過(guò)程比較慢，因此PTA廢水處理裝置的厭氧和好氧系統(tǒng)都需要經(jīng)過(guò)提前的馴化。

二、污水處理站工藝流程介紹

本污水處理裝置生化系統(tǒng)采納厭氧+兩級(jí)好氧處理工藝厭氧采納第三代厭氧反應(yīng)器系統(tǒng)，設(shè)計(jì)處理水量220m3/h，進(jìn)水COD濃度16000mg/l，容積負(fù)荷不大于10kg/(m3d)。

一級(jí)好氧最大容積負(fù)荷2.0kg/(m3d)，二級(jí)好氧容積負(fù)荷0.5kg/(m3d)，好氧系統(tǒng)設(shè)計(jì)最大總?cè)コ鼵OD負(fù)荷約55t/d，采納碟式射流器。工藝流程如圖1所示。

三、污泥馴化方案的選擇

厭氧系統(tǒng)的污泥由IC反應(yīng)器的專利商供應(yīng)，污泥主要來(lái)自外省的檸檬酸廠、造紙廠的顆粒污泥，顆粒污泥經(jīng)槽車運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)后通過(guò)污泥螺桿泵導(dǎo)入?yún)捬跷勰喙藓头磻?yīng)器，污泥投加量根據(jù)反應(yīng)器容積的40%確定，好氧污泥由于污泥接種量大，周邊企業(yè)的污泥量無(wú)法滿意接種量的需求，最終確定采納市政污水處理廠脫水后含水量85%的剩余污泥，作為本項(xiàng)目的接種污泥，由于好氧池采納市政污泥進(jìn)行接種，因此一級(jí)好氧池污泥投加濃度根據(jù)4000mg/l投加、二級(jí)根據(jù)2000mg/l投加。

⑴馴化方案的選取

由于PTA廢水的特性，厭氧生物啟動(dòng)需要肯定過(guò)程，馴化厭氧污泥對(duì)廢水中TA的降解力量。

①厭氧提前六個(gè)月馴化：一般狀況厭氧需要6個(gè)月的馴化時(shí)間能夠?qū)OD去除率達(dá)到70%，提前6個(gè)月馴化有利于污泥適應(yīng)PTA廢水環(huán)境，PTA裝置開(kāi)車后能夠較快適應(yīng)并將廢水處理達(dá)標(biāo)，存在的問(wèn)題：A.污水裝置需要在PTA裝置投產(chǎn)前6個(gè)月建成并投用;B.由于厭氧馴化后的廢水并不能達(dá)標(biāo)排放，需要厭氧好氧同步馴化，這種馴化方式需要大量外購(gòu)TA殘?jiān)鳛樘荚矗瑫r(shí)需要消耗大量的堿和工業(yè)水及N、P成本高;C.不管由于主裝置由于建設(shè)緣由還是其他緣由不能按時(shí)開(kāi)車，馴化工作也不能停止，需要連續(xù)消耗大量的碳源等馴化物料。

②厭氧在主裝置開(kāi)車前兩個(gè)月馴化：主裝置開(kāi)車前兩個(gè)月對(duì)好氧污泥進(jìn)行馴化使之具備降解TA的力量，好氧馴化期間配置的原料水少量進(jìn)入?yún)捬跸到y(tǒng)，厭氧啟動(dòng)期間污泥負(fù)荷掌握在0.1kgCOD/kgVSSd，兩個(gè)月后厭氧裝置大約能夠達(dá)到40%-50%的設(shè)計(jì)負(fù)荷，該方式肯定程度縮短PTA裝置開(kāi)車后生物啟動(dòng)的時(shí)間，馴化成本相對(duì)較低，主要考慮好氧馴化所需的碳源、工業(yè)水和N、卿可，存在的問(wèn)題：厭氧馴化時(shí)間短不具備完全降解TA的力量，開(kāi)車初期TA的降解去除需要依靠好氧段，好氧系統(tǒng)負(fù)荷較高，好氧系統(tǒng)設(shè)計(jì)余量假如不夠，可能會(huì)造成出水不達(dá)標(biāo);負(fù)荷過(guò)高污泥沉降性差。

③厭氧邊開(kāi)車邊馴化：開(kāi)車前兩個(gè)月對(duì)好氧污泥進(jìn)行馴化，使之具備處理PTA廢水的力量，厭氧利用實(shí)際PTA廢水馴化，開(kāi)車初期厭氧系統(tǒng)去除率根據(jù)30%考慮，剩余70%負(fù)荷由好氧擔(dān)當(dāng)，該方式污泥馴化成本最低，存在問(wèn)題：A.由于PTA廢水COD濃度較高，好氧負(fù)荷過(guò)高，設(shè)計(jì)階段如沒(méi)有考慮余量，污泥負(fù)荷不足出水將無(wú)法達(dá)標(biāo);B.該種運(yùn)行方式好氧污泥產(chǎn)生量大，污泥脫水系統(tǒng)運(yùn)行壓力較大。

⑵馴化啟動(dòng)所需具備的條件

污泥馴化前，現(xiàn)場(chǎng)需做好預(yù)備，具備必要的設(shè)施、物資和人員條件，詳細(xì)如下：

①厭氧、好氧單元已完成施工具備投運(yùn)條件。

②厭氧、好氧污泥已經(jīng)全部投加完畢，厭氧沼氣排放系統(tǒng)調(diào)試確認(rèn)完好。

③現(xiàn)場(chǎng)具備充分的工業(yè)水、電、蒸汽等公用工程條件。

④化驗(yàn)分析：現(xiàn)場(chǎng)具備PH、電導(dǎo)率、COD、N、P、TSS、VSS、VFA、ALK、TA、BA、醋酸、pT酸等化驗(yàn)條件。

⑤具備充分的化學(xué)品(包括鹽酸、氫氧化鈉、尿素、磷酸、微量養(yǎng)分鹽、氫氧化鈣及馴化期間所用的TA水澇料、BA等馴化料)。

⑥用于溶解碳源的溶解池改造完成、具有攪拌、液堿管線、工業(yè)水、厭氧出水回流等配置用管線。

⑦厭氧系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生沼氣和硫化氫現(xiàn)場(chǎng)需配備硫化氫氣體檢測(cè)儀1臺(tái)，可燃?xì)怏w檢測(cè)儀1臺(tái)。

四、污泥馴化流程及過(guò)程

結(jié)合本項(xiàng)目的設(shè)計(jì)和建設(shè)施工狀況本次厭氧和好氧的馴化采納方案二

(1)污泥馴化工藝流程

污泥馴化的關(guān)鍵是TA、BA的溶解配置原料水，本項(xiàng)目選用了正常生產(chǎn)工藝中的初沉池作為碳源的溶解池，為滿意TA、BA溶解的需要在初沉池內(nèi)配置有兩臺(tái)潛水?dāng)嚢杵鳌⒐I(yè)風(fēng)曝氣管線、蒸汽、液堿及工業(yè)水管線，為了同時(shí)滿意厭氧和好氧的需要，增加了均質(zhì)罐直接到好氧的超越管線。

碳源的投加和溶解是馴化過(guò)程的關(guān)鍵，由于設(shè)計(jì)過(guò)程中一般設(shè)計(jì)人員并沒(méi)有運(yùn)行操作閱歷，主流程的完善方面考慮不周到，馴化所需的溶解攪拌裝置一般在設(shè)計(jì)中考慮都不周全，因此在施工設(shè)計(jì)時(shí)就必需考慮碳源溶解池碳源投加裝置、攪拌裝置、加熱裝置的設(shè)計(jì)，以便減輕后續(xù)馴化期間工人的工作量和勞動(dòng)強(qiáng)度。

⑵污泥馴化過(guò)程

11月16日開(kāi)頭馴化，TA:BA根據(jù)1:1配置，為了滿意冬季馴化所需的水溫，初沉池溶解TA、BA的水溫掌握在35°C，初始COD掌握在3500-4000mg/l，TA有機(jī)物濃度在1359mg/l，BA有機(jī)物濃度在1619mg/l，厭氧進(jìn)水量80m3/h，好氧進(jìn)水30m3/h，10天后出水TA濃度沒(méi)有變化，BA濃度逐步降低，BA去除率大約50%，—級(jí)沉淀池出水COD平均144mg/l。

11月25日開(kāi)頭提高TA