锦纶6生产废水处理工艺设计及工程实践[论文资料].pdf

第 4 1 卷第 l 0期 2 0 1 4年 l 0 月 天 津 科 技 ti anj i n s ci ence & te chnol ogy v_0 1 4 1 no 1 0 0c t 2 0 1 4 创新技术 锦纶 6生产废水处理工艺设计及工程实践 柯雄峰 ，陈晓英 ( 1 天津滨海旅游区公用事业发展有限公司天津 3 0 0 4 8 0 ； 2 天津市塘沽鑫宇环保科技有限公司天津 3 0 0 4 5 0 ) 摘要：天津某生产锦纶 6切片的化工企业新建一座生产废水处理站工程( 3 5 0t d ) ，废水处理工艺采用初沉池 缺 氧一 好氧( a n o) - 二沉池流程，工程工艺设计依据 室外排水设计规范，并对缺氧 好氧 ( an o) 工艺参数的选取进 行 了详细阐述。工程建成后经过 3个月的试运行，在进水 p ( c o dc ) =1 8 4 57 3 6 7 mg l 、p ( nh 3 - n) ：3 7 8 4 mg l 时 ，经缺氧 ( h r t=7 9 h ) - 好氧 ( h r t=3 0 6 h ) 处理后 出水 ， p( c od c ) 5 0 0 mg l、p ( nh 3 - n) 3 5 mg l、c o dc 和 nh 3 - n 去除率分别为 8 7 5 4 、9 5 4 1 和 4 2 2 2 、7 3 3 3 。工程试运行结果与设计基本一致，其工艺设计经验可供 借鉴 与推 广。 关键词：锦纶 6 己内酰胺a n o工艺工艺参数 中图分类号 ：t o3 1 9 文献标 志码 ：a 文章 编号 ：1 0 0 6 8 9 4 5 ( 2 0 1 4 ) 1 0 0 0 1 8 0 3 en g i n e e r i n g pr a c t i c e a n d p r o c e s s de s i g n o f w a s t e wa t e r tr e a t me n t i n po l y a mi d e 一 6 gr a n u l a p r o d u c t i o n ke xi o n gf e n g ， chen xi a o y i ng 2 ( 1 t i a n j i n b i n h a i t o u r i s m a r e a u t i l i t i e s de v e l o p me n t c o ， l t d ，t i a n j i n 3 0 0 4 8 0 ，c h i n a ； 2 t i a n j i n t a n g g u xi n y u e n v i r o n me n t a l p r o t e c t i o n t e c h n o l o g y c o ，l t d ，t i a n j i n 3 0 045 0 ，c h i n a ) a b s t r a c t ：a wa s t e wa t e r p r o c e s s i n g p r o j e c t ( 3 5 0 t o n s d a y ) wa s c o n s t r u c t e d i n a p o l y a mi d e - 6 g r a n u l a p r o d u c e r i n t i a n - j i n t a k i n g a n o x i c - a e r o b i c ( an o) p r o c e s s a s t h e ma i n p r o c e s s ，the p r o j e c t s e n g i n e e r i n g d e s i g n w a s r e f e r e n c e d t o t h e c o d e f o r de s i g n o fou t d o o r dr a i n a g e e n g i n e e r i n g a n d p r o c e s s p a r a me t e r s o f the a n o p r o c e s s we r e e l a b o r a t e d af t e r a 3 - mo n t h t r i a l r u n，wh e n p ( c od c )=1 8 4 57 3 6 7 me g t ,a n d p( nh3 - n)=3 78 4 mg l f o r t h e i n f l u e n t ， p ( cod c ) 8 ， 碳源充足 ， 满足生物 脱氮要求 ， 经分析废水处理工艺可采用缺氧 好氧 ( a n o) 工 艺 。 2 0 1 4年 1 0月 柯雄峰等： 锦纶 6生产废水处理工艺设计及工程实践 1 9 另外 ， 由于废水来水悬浮物 s s值过高 ， 因此缺 图详见 图 1 。 氧一 好氧 ( a n o) 工艺处理前段设置初沉池 ， 工艺流程 表 1 水质情况一览表 ( 单位 ：mg l) 项 目 p ( c odc p( bo d5 ) p ( nh3 - n) p ( t n) p( s s ) p h 原水 1 5 0 04 0 0 0 9 0 02 5 0 0 3 06 0 l 2 0l 5 o 3 0 0 5 0 0 78 设计值 40 0 0 2 0 0 0 6 0 1 5 o 5 0 0 78 出水 5 0 0 3 0 0 3 5 4 0 0 78 注： 最低水温 =1 7， 最高水温 r = 3 0 i 混合回 流i i o 水 缺 二 三 t f b lhj ll l 一 浓缩脱水外运 t 图 1 废水处理工艺流程 图 fi g 1 f l o w d i a g r a m o f wa s t e wa t e r t r e a t m e n t p r o c e s s 2 工程设计难点及生物处理关键参数确定 2 1 工程设计难点 国内同类型企业产生的废水水质和水量差别 较大， 处理工艺也千差万别， 【1 。 】 而这些工程在设计时 也缺乏相应的设计理论依据。 废水主要来源于聚合切片的萃取废水， 由于己 内酰胺极易分解， 在生物降解过程中转化为 n h - n， 造成废水中氨氮浓度较高 ， 成为本工程处理的重点和 难点之一。 4 - 5 2 2 缺氧一 好氧 ( an， o) 工艺关键参数确定 本工程处理工艺设计参照 室外排水设计规 范( g b 5 0 0 1 4 2 0 0 6 ) ( 2 0 1 1 版本) 【6 】 和 活活性污泥 工艺简明原理及设计计算_ ， 采用国家标准及规范 进行设计， 具有推广和借鉴意义。 2 2 1 硝 化 泥龄 确定【 1 有硝化 的废水处理工程最小泥龄必须大于硝化 菌世代周期 ， 设计 通常采用一个安全系数 ， 以确保硝 化作用的进行， 其计算公式为： = fx3 4 x1 1 0 3 一 ( 1 ) 式中： 满足硝化要求的设计泥龄 ( d ) ； 卜安 全系数， 取值范围 1 4 51 8 0 ， 本工程规模小取值 1 8 0 ； 3 4 一水温 1 5时保证最小硝化的泥龄。 本工程废水最低水温为 t =1 7， 则本工程硝 化泥龄 。 =7 5 d 。 2 2 2 ml s s浓度 】 在其他条件不变的情况下 ， ml s s增大一倍 ， 曝 气池容就减小一倍 ； ml s s减小一倍 ， 曝气池容就增 大一倍。 它直接影响基建投资， 因此需要慎重确定。 在设计规范和手册中， 对 ml s s值推荐了一个 选用范围， 如 室外排水设计规范6 推荐为 2 5 4 5 g l ， 变化幅度都比较大 ， 设计时不好操作。 根据 周雹 7j 等人提出的如有初沉池 ， ml s s取值为 2 5 3 5 g i , ， 本工程取值 3 0 g l 。 2 2 3 脱氮速率 。 【 o 室外排水设计 规范 中规定 ， 脱氮速 率 k g no3 一 n k g ml s s d 无试验资料时 ， 2 0的 。 值 可采用 0 0 3 0 0 6k g n o 3 一 n k g ml s s d ， 可见取值 变化较大。 脱氮速率 杨。 与混合液回流比、 进水水 质、 温度和污泥中反硝化菌比例等因素有关。 混合液 回流量大， 带人缺氧池的溶解氧多， 取低值； 进水 有机物浓度较高且较易生化降解时， 。 取高值。 因 此， 本工程脱氮速率 。 取值0 0 6 ， 计算本工程最低水 温 l 7 时的 值为 o 0 4 8 k g n o 3 - n k g ml s s d 。 3 主要构筑物设备设计参数 3 1 初沉 池 由于废水来水悬浮物 s s值较高， 因此需要设置 沉淀池 以去除废水 中大部分无机质。 初沉池采用平流沉淀池 ， 设置一组 ， 表面负荷 q = 0 8 m m h ， 水力停留时间 瑚 =1 5 h ， 有效水 深 h=1 2 m。 3 2 调节池 由于废水来水水质变化较大 ， 一般需设置调节池 以均匀水质和水量 。 调节池停留时间 舰 =8 0 h ， 有 效水深 5 5 m， 设置潜水搅拌器 1台， 搅拌功率 8w m3 。 3 3 缺氧一 好氧( an o) t段 缺氧池容 ( m3 ) 、 好氧池容 v o ( m ) 、 混合液 回 流 尼比、 需氧量 o 2 ( k g d ) 和剩余污泥量a x计算参照 室外排水设计规范【 6 】 中公式 6 6 1 8 1 6 6 1 8 7 、 6 8 2和 6 1 0 3 一 l ， 详细计算过程不再赘述 ， 缺氧 好氧 ( a n 0 ) 工艺关键参数计算结果如下 ： 缺氧池容 =l 1 5 m ( 舰 =7 9 h ) ； 好氧池容 z o =4 4 6m3 ( 删盯 =3 0 6h ) ； 混合液回流 比r i =2 0 0 3 0 0 ； 天 津 科 技 第 4 l 卷第 1 0 期 需氧量 o 2 =6 8 2 k g d ( 1 1 1 k g o2 k g bo d5 ) ； 最不利情况下剩余污泥量 =1 6 8 k g d 。 3 4二沉 池 受 占地面积限制 ， a n o 出水沉淀池采用中心管 沉淀池， 沉淀池有效水力停留 删 = 2 0 h ， 上升流速 v=o 0 0 0 4 m s ， 有效水深 h=3 2 m； 沉淀池表面负 荷 q：0 8 0 m3 m h 。 4工程建设指标 4 1 工程内容及投资预算 工程新建设备间 1座 ( 2 2 0 it i 5 0 i n ) 和半地下 水处理构筑物 1座 ( 2 0 3 m1 3 0 m5 5 1 1 1 ) ， 如 图 2 所示 。 工程土建预算为 1 9 1 8 7万元 ， 设备购置安装预 算为 1 2 0 0 5万元， 工程总投资 3 1 1 9 2万元， 吨水投 4 2运行费用 工程运行电耗为 1 5 5 k wh 吨水 ， 药剂费 0 o 6元 吨水 。 l2 1 0 ( 1 2 2 7 5 i 2 7 5 0 ； 9 5 0 l 9 5 0 3 2 5 0 i 现 _l一 | 糖 初 调 l 擞 1 # 一 级 i l # 二 级 ! 沉 节 氧 池 好 氧 池 l 好 氧 池 ；固- 池 池 6 u 沉池 ；弓 il l l 。=l 2 # 二 。 2 撇 2 # 一级 l 2 # 二级 ； 氧池 好氧池 i好氧池 量 1 o o 12 2 2 7 5 0 i 4 9 5 0 i 4 9 5 0 i 3 坦 l 2 n 7 7 5 i l 图 2 污水处理构筑物平面布置 图 fi g 2 pl a n el a y o u to f wa s t e wa t e rt r e a t me n t f a c i l i t i e s 4 3 实际运行效果 工程 自2 0 1 3年 1 1 月份建成以来 ， 运行效果见下 资为 0 8 9 万元。 表 2 。 表 2 运行结果数据 p h c odc ( mg l ) nh3 一 n( mg l ) 运行历 时， d 进水 出水 进水 出水 去除率 进水 出水 去 除率 25 7 2 7 5 1 8 45 1 2 3 9 3 3 3 43 1 2 7 2 o 9 3 5 7 1 75 2 5 3 4 1 8 4 9 2 7 4 4 5 1 2 7 3 - 3 3 4 5 7 6 74 2 7 7 8 1 95 9 298 5 6 1 5 7 3 21 5 0 7 7 75 3 6 31 2 35 9 3 5 3 6 7 l 6 7 6 1 2 5 5 7 1 72 2 0 0 3 l 21 9 39 6 4 5 1 4 6 8 8 9 6 0 7 2 75 4 5 3 0 28 2 9 37 7 7 0 2 3 6 7 1 4 6 5 7 3 76 3 4 21 2 38 9 3 0 4 65 2 o 6 9 2 3 7 0 7 2 7 5 6 5 4 5 4l 2 9 3 7 1 8 o 3 7 5 3 7 5 7 5 7 2 7 5 7 0 48 5 48 9 22 2 8 5 4 7 4 4 71 7 6 7 2 7 5 7 3 6 7 3 5 0 9 5 41 8 4 2 9 6 5 4 7 8 0 7 5 7 3 3 4 6 7 3 45 9 0 o 5 4 5 2 6 4 2 2 2 8 5 7 6 7 5 3 4 2 0 4l 8 8 7 7 8 3 7 2 0 4 5 9 5 9 0 j 7 2 7 7 2 7 78 3 4 6 8 7 5 4 38 1 8 5 26 3 5 结论及分析 在 7 5 d由于生产过程中原料泄露导致废水水 质恶化 ， 出水水质未能达标 。 隔天 ( 7 6 d ) 将备用风机 启用后， 混合液回流比 r i = 3 0 0 时， 即使来水废水水 质远远超过设计值， 出水仍能达标排放。 由于废水来水中悬浮物多为悬浮颗粒物 ， 不易 沉淀， 初沉池沉淀效果不佳， 后在此加人了 p a m， 显 著提高了沉淀效果 。 二沉池污泥 回用于缺氧 好氧 ( a n o) 池 ， 从 而 使污泥硝化 ， 成为生物脱氮系统 中的内源碳 ， 目前整 个系统基本实现剩余污泥的 “ 零排放”。 由表 2可知， 绝大部分时间， 废水出水水质均 远远优于排放标准， 说明缺氧一 好氧( a n o ) 工艺参数 较合理 ， 评价偏保守 ， 有利于实际运行 ， 能确保废水 长期稳定达标排放 。 一 参考文献 1 高兴廷锦纶 6生产废水治理及综合利用 l j 工业用 水与废水，2 0 0 1 ，1 ( 3 4 ) ：4 7 4 9 2 向雯a o 2 法处理己内酰胺废水脱氮效果初探 j 岳 阳师范学院学报 ( 自然科学报) ，2 0 0 0 ，3 ( 1 3 ) ：4 8 5 1 3 刘芳 ，刘国华 ，张曼，等 水解酸化 两段生物接触氧 化法处理锦纶 6 生产废水 j 中国给水排水，2 0 0 7 ， 下转第 2 3页 2 0 1 4年 1 0月 陈威等： 浅谈聚甲醛在成本和工艺上的改进方向 2 3 3 1 离子液体催化剂 离子液体， 又称室温离子液体或室温熔融盐， 也 称非水离子液体 ， 有机离子液体等。 离子液体是指没 有 电中心分子且 1 0 0 由阴离子和 阳离子组成 ， 室温 下为液体的物质。 它是由一种含氮或磷杂环的有机 阳离子和一种无机阴离子组成的盐 ， 在室温或室温附 近温度下呈液态。 离子液体的主要特点是非挥发性 或 “ 零”蒸汽压， 这是离子液体作为绿色环保溶剂或 催化 剂的重要依据 。由于离子液体本 身具有优异的 化学和热力学稳定性 ， 有较宽 的温度范 围， 对有机及 无机化合物有很好的溶解性， 良好的导电性， 较高的 离子迁移和扩散速度， 不燃烧 ， 无味， 同时还具有腐 蚀 低 、 污染 小 、 高 热稳 定性 、 低熔 点 、 宽 液 程等 特 点， l 4 】 因此， 采用离子液体催化合成三聚甲醛清洁技 术 ， 可减 少环境 污染和设备腐 蚀 ， 极 大地降低设 备 投资 。 3 2 离子液体法与硫酸法工艺对比 硫酸法是 目前合成三聚 甲醛 的主要工业技术 。 三聚甲醛是合成聚甲醛树脂的重要单体原料， 相对甲 醛具有相对稳定， 毒性小， 易于储运等优点。 1 9 4 2年 美国杜邦公司发表了第一篇硫酸法制备三聚甲醛的 专利文章， 并于 2 0世纪 6 0年代初实现了三聚甲醛的 工业 化生产 。 5 1 目前 ， 国内聚甲醛厂家大都使用该项 技术合成三聚甲醛 ， 并作为生成聚甲醛的单体， 但此 类技术中催化剂腐蚀性强 ， 设备投资大， 污染环境 ， 更重要的是三聚甲醛转化率十分低 ( 1 0 一1 7 ) ， 较 低的转化率直接影响了聚甲醛产品的最终成本和产 品质量 。 我厂采用的硫酸法合成三聚甲醛技术 ， 是将 4 0 4 5 左右的粗 甲醛蒸发脱水 ， 浓缩至 6 5 左右 ， 在酸性催化剂硫酸 的作用下合成 三聚 甲醛 。而离子 液体法直接采用粗醛作为原料， 催化剂对原料浓度的 适应性变宽 ， 可 以省去甲醛浓缩工艺 。 对于硫酸法 ， 即便采用浓度为 6 5 的浓醛 ， 三聚甲醛反应转化率也 仅能达到 1 5 左右， 而离子液体催化剂直接采用粗醛 作为原料， 三聚甲醛转化率能达到 3 5 以上。 由于三 聚甲醛与甲醛 、 水体系形成共沸物 ， 为了从三聚甲 醛、 甲醛和水的三元体系中分离出纯三聚甲醛， 必须 消耗大量的能量， 三聚甲醛转化率的提升， 将大大减 少蒸汽 的耗量 ， 节省生产成本。 目前 ， 我厂研究所计划与中科院兰州化物所进行 合作， 通过用离子液体催化剂替代浓硫酸， 进而提升 三聚甲醛的转化率。 该项 目的关键在于对原有生产 工艺装置进行最优化的改进 。 4结语 国内聚甲醛想要持续发展 ， 必