帕克厌氧技术处理化工废水_W Driessen

帕克厌氧技术处理化工废水WDriessen1,PYspeert,AEngelaarPaquesBV,POBox52,BALK,TheNetherlands,t:+31514608500,f:+31514603342;1w.driessen@paques.nl;www.paques.nl关键词:厌氧处理,废水,UASB,IC,聚酰胺,对苯二甲酸0简介近20年来,化工行业环保意识的增强使得人们在环保方面的投资逐渐增加。其中一个重要的内部原因是在化工行业内部执行了ISO14001等环境管理系统。正如废水成分与上游生产相关,废水成分也成为一种管理信息,它可以有助于提高化工工艺的生产效率(减少产品损失、水耗和能耗)。另一个重要的外部原因是地方法规和环保税收体系(排放标准)的建立和实施。以上这2方面原因导致了人们对化工行业环境污染控制系统的逐渐关注。众所周知,生物处理有2种方法:好氧法和厌氧法。生物方法都将产生生物污泥,这些污泥是由有机物(由化学需氧量COD表示)转换而来。反应如下。好氧反应:COD+O2CO2+H2O+新好氧污泥。厌氧反应:CODCH4+CO2+新厌氧污泥。相对于传统好氧工艺,厌氧工艺的优势在于:(1)大量减少能耗;(2)产生有价值的沼气能源(主要为甲烷);(3)CO2排放量少;(4)剩余污泥少(相对好氧减少90%);(5)占地面积小;(6)营氧盐消耗少。厌氧工艺与传统好氧工艺的比较为表1所示。表1传统好氧工艺(活性污泥法)与厌氧工艺(IC)的比较参数好氧系统厌氧系统CODr去除率/%90～9975～95能耗(相对于好氧)/%1005～10产生能量/(MJ·t-1)012000污泥产量/(kgTS·t-1)100～50010～50N/P需要量/(kg·t-1)50NH4-N,15PO4-P15NH4-N,3PO4-P占地面积/(m2·t-1)30030间断运行难易COD:化学需氧量;CODr:COD去除率;TS:总固体物厌氧工艺并非好氧工艺的替代工艺,而是可以与好氧工艺配合使用的工艺。如果废水经处理后要排放到天然表面水体(如河流、湖泊、海洋),则将要遵循更严格的排放标准,这样仅仅经过厌氧处理是不够的。当2种工艺结合起来使用时,则各自的优点都能得到体现。厌氧预处理加好氧后处理将节省能耗,减少污泥产量,并节约占地面积。当废水经处理后要排放到表面水体时,厌氧预处理加好氧后处理被认为是一个很具吸引力的解决方案。早在20世纪80年代,厌氧处理就广泛应用于农业-食品业废水生物处理。化工行业传统上都采用好氧工艺特别是活性污泥法处理其废水。但在过去20a,厌氧技术在化工行业的应用越来越普遍。化工废水或者成分单一,或者性质复杂。相对于食品工业废水,化工废水中缺乏生物处理所需要的营养盐,且含有一些抑制生物处理过程的物质。厌氧技术能成功处理含有下列物质的有机废水:蚁酸、醋酸、苯甲酸、对苯二甲酸、顺丁烯二酸、乙二醇、甲醇、乙醇。1厌氧反应器厌氧反应器的容积负荷由以下2方面决定:(1)污泥负荷;(2)污泥量。厌氧反应器可以由反应器提供的以下条件进行分类:(1)最佳的泥水混合(需要混合剧烈的环境);(2)最长的污泥停留时间(需要非剧烈混合的环境)。在厌氧工艺中,UASB(上流式厌氧污泥床反应器)应用很广泛。在UASB反应器中,进水在反应器底部均匀分布。然后废水流过浓密厌氧污泥层(通常为颗粒污泥),在这里COD被转化为沼气。沼气的产生提供了泥水混合所需要的能量。在UASB顶部,沼气和污泥通过三相分离器分离。近年来,更高的厌氧反应器(例如IC)得到发展,这些反应器的高度/表面积比例更大。相对于UASB只在顶部有一级三相分离器,IC内循环反应器具有两级三相分离器。IC反应器实际上由两级UASB构成,底部UASB负荷高,顶部负荷低。因为第17卷第5期2004-10聚酯工业PolyesterIndustryVol.17No.5Oct.2004在一级分离时收集了大量沼气,对废水的扰动减少,使得在二级三相分离中得到更好的气、水、泥分离效果。二级分离的IC反应器确保了最佳的污泥停留时间,这样对于处理一些化工废水(如PTA废水)是很有利的,因为这些废水厌氧污泥产量很小。IC反应器具有一个自调节的气提内循环结构,循环废水与原水混合将稀释进水浓度。内循环作用所带来的能量使得泥水在底部混合更加充分,从而污泥活性也得到增加。IC内循环所形成的废水内部稀释可以减少生产所带来的负荷波动。IC反应器的容积可以大大高于UASB。图1、2为帕克UASB和IC内循环厌氧反应器示意图。图1帕克UASB反应器图2帕克IC反应器本文介绍了2个厌氧处理化工废水的实例,分别介绍了其设计和运行状况。第一个实例为帕克UASB处理聚酰胺废水,第二个实例为帕克IC反应器处理PTA废水。2实例1聚酰胺中间