乙烯废水深度处理达标技术研究与应用.doc

乙烯废水深度处理达标技术研究与应用industrialwater&wastewater工业用水与废水vo1.42no.5oct.2011.5技术与经验9乙烯废水深度处理达标技术研究与应用王建娜a,王基成b,潘咸峰a,徐兴忠a,张方银a(中石化齐鲁分公司a.研究院;b.供排水厂,山东淄博255400)摘要:针对齐鲁乙烯废水高钙高盐,可生化性差的特点,通过小试,中试和a/o侧线试验.确定了污污分流,分质处理达标总体改造方案.工业应用和标定结果表明.采用预处理一水解酸化一纯氧曝气一接触氧化一曝气生物滤池(baf)的工艺处理高盐废水;采用预处理一a/o内循环一砂滤的工艺处理低盐废水.处理后高,低盐废水都可以达到p(codc)<60m,p(nh3一n)<5mg/l的技术指标.关键词:含盐废水;适盐茵;硝化反硝化;共降解;曝气生物滤池中围分类号;x783;x703.1文献标识码:a文章编号:10092455(2011)05004205researchandapplicationofupgradingprocessforethylenewastewateradvancedtreatmentwangjian-naa,wangjichengb,panxian-feng,xuxing-zhong,zhangfang-yin(nresearchinstitute,b.watersupplyanddrnogefactory,qilubranchofco.,sinopeg,zibo255400,china)abstract:inviewofthefactthat,theethylenewastewaterfromqilubranchofco.,sinopeccontainshighconcentrationofcalciumandsalt,whichishardtobebiodegraded,alloverallreconstructionschemeofwastewaterseparationandquality-basedtreatmentwasdeterminedthroughsmall-scaletest,pilottestandmosidelinetest.theindustrialapplicationandthecalibratingresuhindicatedthat,whenusingpretreatmenthydrolyticacidification-pureoxygenaerationcontactoxidation-bafprocesstotreathighsalinitywastewater;andusingpretreatment-a/ointernalcirculationsandfiltrationprocesstotreatlowsalinitywastewater,theemuentwaterqualitybothmeetthetechnicalspecificationofp(coder)<60mg/l,p(nh3-n)<5.keywords:salinitywastewater;salt-tolerantbacteria;nitrification-denitrification;co-degradation;biologicalaeratedfilter中石化齐鲁分公司原有乙烯废水处理设施建造于20世纪80年代.其核心构筑物为纯氧曝气活性污泥系统.2010年起,该处理场外排废水要求达到山东省小清河流域的排放标准(cod.)<60m#l,p(nh3-n)<5mg/l),同时要兼顾乙烯废水回用.齐鲁乙烯废水主要包括:环氧氯丙烷废水,氯乙烯(vcm)废碱液,烯烃湿式氧化废碱液,热电中和池排废水,二化高氨氮废水及周边地方化工厂废水等.改造前采取混合处理方式,总出水cod0平均质量浓度为80mg/l,nh一n平均质量浓度为10mg/l.难以满足新的排放标准.乙烯废水高钙高盐,可生化性差,易结垢,水质波动大,处理难度大.2008年齐鲁分公司研究院在小试,?42?中试试验基础上,提出污污分流,分质处理达标总体改造方案(即将乙烯高,低盐废水分开处理,高盐废水处理达标排放,低盐废水处理达标回用).经过公司组织的多次论证.对高,低盐废水处理工艺进行优化.20092010年.依据改造方案对乙烯废水处理场进行改造.改造后运行及标定结果表明,乙烯高,低盐出水及总排水均达到排放要求.1材料与方法1.1试验装置小试高盐废水生化处理试验设备皆采用316l不锈钢.其中接触氧化池采用半软性填料,设备规收稿日期:20110607:修回日期:20110628王建娜,王基成,潘咸峰,等:乙烯废水深度处理达标技术研究与应用格见表1,中试深度处理试验设备规格见表2,o侧线试验设备规格见表3.表1小试试验设备tab.1exquipmentofsmallscaletesta/表4乙烯高,低盐废水水量及水质特点tab.4quantityandqualityofethylenewastewatercontainingloworhighconcentrationofsalt表2深度处理试验设备规格tab.2equipmentspecificationforadvancedtreatmenttest表3a/o侧线试验设备规格tab.3equipmentspecificationfora/osidelinetest1.2废水水质将含盐量相对较高没有回用价值的废水作为高盐废水.将含盐量相对较低具有回用价值的废水作为低盐废水,高,低盐废水水质特点见表4.1.3试验方法1.3.1高盐废水的小试生化处理试验乙烯高,低盐废水分开处理后,含盐量高,可生化性差等难处理废水都集中到高盐废水.高盐废水能否达标是乙烯废水达标的关键.因此,小试重点考察高盐废水集中生化处理是否可行试验采用混合絮凝沉降一水解酸化一纯氧曝气一接触氧化的工艺流程处理高盐废水.试验时将乙烯各股高盐废水通过管线引人试验装置.进行了适盐菌的驯化和长周期考察试验.高盐废水含盐量tds:1.5%5.0%.处理水量75l/h.1.3.2高盐废水的中试深度处理试验为了配合中试试验.试验期间供排水厂将乙烯高,低盐废水进行了分开处理.中试试验以现场高盐生化出水作为进水.由于乙烯废水水量大,深度处理工艺除了要技术上可行.还要充分考虑运行成本.通过实验室和模型试验研究引.确定采用厌氧生物滤池(af)一曝气生物滤池(baf)工艺深度处理高盐生化出水,并投加共基质提高codnh一n处理效果_3.处理规模为1.5mvh.1-3-3低盐废水的中试深度处理试验由于乙烯高,低盐废水分开处理后,难处理废水都集中到高盐废水,低盐废水可生化性较好.在现有流程基础上进行适当深度处理即可因此对于?43?industrialwater&wastewater工业用水与废水vo1.42no.5oct.,2011低盐废水只进行了深度处理试验.中试试验以现场低盐生化出水作为进水通过试验确定采用移动床生物膜反应器(mbbr)一砂滤工艺深度处理低盐生化出水.处理规模为200l/h.l-3.4低盐废水的a/o侧线试验二化肥厂大部分高氨氮废水准备在低盐系列处理.为了验证a/o工艺对氨氮的处理效果.中试期间.利用现场1座匀质池改造为a/o处理系统,对低盐废水进行现场侧线试验,处理规模为74m3/h.1.4分析方法codq测定:采用氯气校正法;nh,一n测定:蒸馏一中和滴定法:溶解氧的测定:电化学探头法;污泥浓度:重量法;总溶固(tds):重量法.2结果与讨论2.1高盐废水的小试生化处理试验生化处理试验工艺运行条件见表5.生化处理试验结果见表6.由表6可见.高盐废水混合后采用上述工艺处理,处理后出水cod&平均质量浓度为73.8mg/l:水解酸化,氧曝和接触氧化对codq去除率分别为1o.3%,85.5%和l0-3%,总去除率达到88.4%.说明通过适盐菌驯化.高盐废水可以获得稳定的生化处理效果但是要达到2010年山东省小清河流域要求的工业废水排放标准.必须进行深度处理.表5生化处理试验工艺运行条件tab.5operatingconditionofbiochemicaltreatmentprocessinthetest表6生化处理试验结果ta1).6testresultofbiochemicaltreatment2.2高盐废水的中试深度处理试验以乙烯废水处理场回流污泥作为af,baf接种污泥,采用动态挂膜方法,10d后填料挂膜成?44?熟.通过试验确定baf较佳水力负荷为1.1lmv(m:?h),对应hrt为2.7h;共基质投加质量浓度为12mg/l;baf反洗周期1520d.在所确定的工艺条件下.进行了长周期稳定试验.试验进水为高盐生化出水.codo和nh一n的处理效果分见图l和图21201008o60吕4o20o5lol520253035运行时间/daf进水一af出水+baf出水图1稳定试验期间cod.的处理效果fig.1massconcentrationofcodc,duringthestablestageofthetest,20l5曼1o乏5一051ol52o253o35运行时间/d_.-af进水_._af出水+baf出水图2稳定试验期问nh广n的处理效果fig.2massconcentrationofnh3一nduringthestablestageofthetest由图1和图2可见:试验进水cod.的质量浓度为58.1ll4.1mg/l.出水质量浓度为27.059.5ms/l.平均质量浓度为42.9mg/l.平均去除率为43.7%:试验进水n地一n的质量浓度为1.219.0mg/l,出水质量浓度为04.1mg/l.平均质量浓度为2.2mg/l.平均去除率为74.2%.高盐废水经两级生化后采用baf进行深度处理,baf能否稳定运行,是高盐废水达标的关键因素之一而影响baf稳定运行的主要因素是结垢问题,试验期间对baf结垢趋势进行了考察.结果表明.baf在运行过程中出现填料板结现象.主要由于高盐生化出水含高浓度钙和碱度.碱度主要来源于vcm废碱液通过试验确定对vcm废一一王建娜,王基成,潘咸峰,等:乙烯废水深度处理达标技术研究与应用碱液进行精馏处理.脱除二氯乙烷后的废碱液外销出厂.不再排入乙烯废水处理场通过从源头降低高盐废水碱度延缓了baf结垢趋势.2.3低盐废水的中试深度处理试验mbbr挂膜启动20d.生物膜培养成熟通过试验确定mbbr的hrt为6h.砂滤运行周期6h在所确定的工艺条件下.进行了为期2个月的全流程试验.试验进水为低盐生化出水.试验结果表明:试验进水cod的质量浓度45.9ll2.3mg/l,mbbr出水codcr的质量浓度为27.165.2mg/l,平均值为41.1mg/l,砂滤出水codcr的质量浓度为l9.743.9mg/l,codo总去除率为47.8%:进水nh一n的质量浓度为3.820.9mg/l.出水nh一n的质量浓度为未检出4.6mg/l.2.4低盐废水的a/o侧线试验为了考察氨氮的硝化与反硝化效果4-5.对低盐废水进行了a/o侧线试验.侧线试验氨氮处理效果见图3.由图3可见,进水nh一n的质量浓度为7.026.0mg/l.出水nh一n的质量浓度为0.21.2mg/la/o侧线试验出水no-_n的质量浓度小于5mg/l.氨氮的硝化与反硝化效果明显一403o20zl乏10一024681012l4运行时间/d一进水一出水+去除率1008060赢40篙200图3现场侧线试验nh一n处理效果fig.3removalrateofnh3一ninfieldsidelinetest在中试研究的基础上提出了乙烯废水深度处理达标改造方案采用预处理一水解酸化一纯氧曝气一二沉一接触氧化一三沉一baf的工艺处理高盐废水(考虑到前面设有水解酸化单元.因此将af单元省去):采用预处理一水解酸化一纯氧曝气一二沉一mbbr一三沉一砂滤的工艺处理低盐废水.处理后高,低盐废水的水质都可以达到p(cod)<60mg/l,p(nh3一n)<5mg/l的技术指标.3基础设计采用的改造方案为了进一步缩短处理流程,节省资金.增加废水处理场的处理能力.在中试研究的基础上.公司组织了多次论证,基础设计采用的改造方案为:高盐系列废水处理量为1200m3/h.高盐废水处理工艺完全采纳中试推荐工艺.只是纯氧曝气活性污泥池全部用于处理高盐废水.并能满足将来发展的需要:二化氨氮废水主要引入低盐系列处理.低盐系列废水处理量为l000m,/h.而中试推荐流程难以实现氨氮的反硝化.因此将中试推荐方案中低盐废水两级生化调整为a/o内循环工艺.新建大a/o系统,满足低盐废水氨氮的硝化,反硝化及cod0的达标.实现乙烯废水处理场的扩容,增效.改造方案高,低盐废水处理工艺流程分见图4,图5(图4,图5中虚线框为改造,粗黑框为新建.细黑框为利旧)共基质图4高盐废水处理工艺流程fig.4processflowofhighsalinitywastewatertreatment低盘废水+匝翌亘圈医三蔓咽出水习e?渔.j图5低盐废水处理工艺流程fig.5processflowoflowsalinitywastewatertreatment4工业应用及效果标定依据改造方案.在不影响正常生产情况下.于2009年9月2010年6月分别对高,低盐废水处理系列进行了改造.通过污泥培养驯化,填料挂膜等调试优化运行,2010年7月开始.乙烯废水处理场总出水实现了p(codo)<60mg/l,p(nh3一n)<5mg/l.2010年710月对总排水监测统计结果见表7,2011年2月高盐处理系列codnh一n处理效果见图6,图7,低盐处理系列codnh一n处理效果见图8,图92011年3月911日.公司环境监测站,供排水厂,研究院同时对改造后乙烯废水处理场运行情况进行了标定标定结果表明.乙烯废水处理场总排水及高,低盐系列出水平均cod.的质量浓度分别为50.4,52.9,48.5mg/l,平均nh一n的质量浓度分别为0.1,1.8mg/l,未检出.吨水运行成本为1.3l元(不含人工成本和设备折旧费).?45?industrialwater&wastewater工业用水与废水vo1.42no.5oct.2011表7乙烯总排水分析统计结果tab.7effluentwaterqualityandtherelatedindexes注:cod.分析采用快速密闭法30o2502001500吕10050qo5l0l52o2530运行时间/d图6高盐处理系列进出水codcr变化曲线fig.6massconcentrationofc0d&beforeandafterthetreatmentofhighsalinitywastewater,12lo86zk4z2051o152o2530运行时间/d图7高盐处理系列进出水nh一n变化曲线fig.7massconcentrationofnh3一nbeforeandafterthetreatmentofhighsalinitywastewater300250等200150营10050qo5lo152o2530运行时间/d图8低盐处理系列进出水cod.变化曲线fig.8massconcentrationofcode,beforeandafterthetreatmentoflowsalinitywastewater?46?2520l510至5o5l01520253o运行时间/d图9低盐处理系列进出水nh一n变化曲线fig.9massconcentrationofnh3-nbeforeandafterthetreatmento