戊二醛被譽(yù)為繼甲醛和環(huán)氧乙烷消毒之后，化學(xué)消毒滅菌劑發(fā)展史上的第三個(gè)里程碑，它具有甲醇含量低，無(wú)致畸變、無(wú)積毒、無(wú)富營(yíng)養化的特點(diǎn)。戊二醛用途廣泛，主要應用于石油化工、醫療衛生、輕工、科研等領(lǐng)域。目前戊二醛生產(chǎn)主要采用吡喃法(又稱(chēng)丙烯醛法)，具有投資少、成本低、工藝簡(jiǎn)單、收率高、產(chǎn)品質(zhì)量好等優(yōu)勢。我國自主研發(fā)生產(chǎn)戊二醛已有約三十年歷史，產(chǎn)品質(zhì)量可與國際巨頭公司如巴斯夫的產(chǎn)品媲美，但配套污水治理卻一直有不能穩定達標的環(huán)保風(fēng)險，隨著(zhù)國內環(huán)保要求日益提高，這可能成為限制企業(yè)健康發(fā)展的一大因素。
1、工程概況及工藝流程
某精細化工企業(yè)年產(chǎn)20000t戊二醛產(chǎn)品及2000t三環(huán)類(lèi)產(chǎn)品，在生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生約150m3/d的廢水，主要為生產(chǎn)廢水、生活污水和初期雨水。生產(chǎn)廢水約100m3/d，包括戊二醛車(chē)間廢水和綜合車(chē)間廢水；戊二醛生產(chǎn)過(guò)程中，在吡喃水解和精餾階段產(chǎn)生廢水，主要成分為甲醇，并含有部分丙烯醛；三環(huán)類(lèi)產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢水成分較為復雜，主要成分為甲醇、乙醇、乙基丙烯醚、丙醛等。生活污水45m3/d，初期雨水5m3/d。
由于生產(chǎn)廢水中含有生物毒性強的丙烯醛、丙醛、丙烯基乙醚等物質(zhì)，因此必須經(jīng)過(guò)適當的預處理。戊二醛車(chē)間廢水量較大(占比90%以上)，組分簡(jiǎn)單且穩定，COD約20000mg/L，B/C值0.3，pH值3.5左右。擬先加入液堿調節pH值至強堿性，丙烯醛在此條件下容易發(fā)生羥醛縮合反應，生成二聚丙烯醛(3,4-二氫-2H-吡喃-2-甲醛，生物毒性較丙烯醛降低100倍)和其他產(chǎn)物而變成半透明的黃色黏性固體，再回調至中性并投加PAC和PAM，泥水分離后上清液進(jìn)入格柵集水池與生活污水混合。綜合車(chē)間廢水成分復雜、水量小，COD約100000mg/L，B/C值0.28，pH值2.5左右。擬采用序批處理方式，將綜合車(chē)間廢水依次進(jìn)行加堿縮合、混凝沉淀、芬頓氧化反應，降低廢水毒性并去除部分COD，反應后的上清液同樣進(jìn)入格柵集水池與生活污水混合。
初期雨水在進(jìn)入初期雨水池前先沉砂，而后泵入生化調節池。生活污水經(jīng)過(guò)格柵濾除雜物后，與物化預處理后的生產(chǎn)廢水混合均勻，通過(guò)潛污泵提升進(jìn)入生化調節池進(jìn)行后續生化處理。生化處理采用水解酸化+厭氧塔+兩級A/O-MBR工藝，MBR產(chǎn)水排入清水池。經(jīng)過(guò)處理后，出水達到GB8978—1996《污水綜合排放標準》中表4三級排放標準。
2、單元設計及運行效果
2.1 單元設計參數
2.1.1 物化調節池Ⅰ
儲存、均質(zhì)戊二醛車(chē)間生產(chǎn)廢水，保證物化Ⅰ處理系統進(jìn)水水量、水質(zhì)穩定。構筑物尺寸LBH=6300mm×4000mm×5000mm，數量1座(半地上鋼砼)。
在池內投加液堿至pH≥11.5，使廢水中的丙烯醛發(fā)生羥醛縮合反應，池底敷設曝氣裝置以利于反應進(jìn)行及防止污泥沉積。設置耐腐蝕提升泵2臺，單臺水泵流量5m3/h，揚程10m，功率0.75kW。
2.1.2 混凝沉淀器
回調物化調節池Ⅰ的廢水pH值至中性，并投加混凝劑和絮凝劑，泥水分離后，出水自流進(jìn)入格柵集水池，污泥定期排入污泥池�；炷恋砥髟O計能力5m3/h，混凝反應時(shí)間10min，反應區分為兩格，通過(guò)加入硫酸、PAC、PAM，在攪拌作用下使廢水中的不溶膠體、SS等物質(zhì)充分反應形成較大絮體得以去除。設備尺寸LBH=2640mm×1160mm×2200mm，數量1臺(碳鋼玻璃鋼防腐)。
2.1.3 物化調節池Ⅱ
儲存、均質(zhì)綜合車(chē)間生產(chǎn)廢水，保證物化Ⅱ處理系統進(jìn)水水量、水質(zhì)穩定。構筑物尺寸LBH=3000mm×4000mm×5000mm，數量1座(半地上鋼砼)。設置耐腐蝕提升泵2臺，單臺水泵流量5m3/h，揚程10m，功率0.75kW。
2.1.4 序批反應器
利用串聯(lián)的序批反應器1(羥醛縮合+混凝沉淀)和序批反應器2(芬頓氧化+沉淀)對綜合車(chē)間廢水進(jìn)行物化預處理，反應器2的出水自流進(jìn)入格柵集水池，兩臺反應器的沉淀污泥排入污泥池。序批反應器設計能力3m3/批次，反應器1的單次運轉耗時(shí)約為60min，反應器2約為100～120min，每批次完整運轉耗時(shí)約3h。反應器尺寸DH=Φ1400mm×2400mm，數量2臺(PPH材質(zhì))，配套變頻調速攪拌機、磁翻板液位計、pH計及自動(dòng)閥門(mén)。
物化Ⅰ和物化Ⅱ處理系統配置加藥系統1套，主要包括液堿加藥裝置、PAC加藥裝置、PAM(陰離子)加藥裝置、硫酸加藥裝置、雙氧水加藥裝置、硫酸亞鐵加藥裝置。
2.1.5 格柵集水池
收集儲存生活污水及經(jīng)過(guò)預處理后的生產(chǎn)廢水，保證生化處理系統進(jìn)水水量、水質(zhì)穩定。構筑物尺寸LBH=8800mm×3000mm×5920mm，數量1座(地下鋼砼)，池底敷設曝氣裝置。設置潛污泵2臺，單臺水泵流量8m3/h，揚程15m，功率1.5kW；機械格柵1臺，SS304材質(zhì)，功率0.75kW。
2.1.6 生化調節池
主要作用是調節水質(zhì)水量，并作為預水解酸化的場(chǎng)所，提高廢水的可生化性，實(shí)際上與后續的厭氧塔組成了兩相厭氧系統。構筑物尺寸LBH=12900mm×4000mm×5000mm，數量1座(半地上鋼砼)，池內設生物繩填料作為載體，提高水解酸化微生物的總量。設置提升泵2臺，單臺水泵流量10m3/h，揚程18m，功率2.2kW；潛水攪拌機1臺，SS304材質(zhì)，功率2.5kW；配套液位計、電磁流量計等儀表。
2.1.7 厭氧塔
降解廢水中的大部分有機污染物，為后續的好氧創(chuàng )造有利條件。在厭氧條件下，產(chǎn)甲烷菌可以將小分子有機酸徹底分解成甲烷、CO2和水。
厭氧塔采用耐沖擊能力較強的上流式厭氧污泥過(guò)濾器(UBF)形式，設計能力150m3/d，設內循環(huán)系統，其相比傳統的UASB反應器啟動(dòng)更迅速。反應器下部是污泥層——循環(huán)流化反應區，上部是由生物填料及其附著(zhù)的生物膜組成的過(guò)濾層——固液氣分離區。當廢水從反應器的底部進(jìn)入，順序經(jīng)過(guò)污泥層、過(guò)濾層進(jìn)行厭氧處理反應后，氣體從其頂部排出，出水經(jīng)上部溢流堰排出。
厭氧塔尺寸DH=Φ6880mm×14400mm，數量1座(碳鋼搪瓷材質(zhì))，配套布水器、溢流堰、蒸汽換熱器、聚丙烯生物填料、沼氣水封器、pH計、溫度計及自動(dòng)閥。設循環(huán)泵2臺，單臺水泵流量40m3/h，揚程20m，功率5.5kW。
2.1.8 回流配水池
厭氧塔出水、MBR池泥水混合物在此混合，利用大流量、低揚程的穿墻回流泵配送至后續的AO生化系統。高比例的MBR池廢水稀釋厭氧塔出水，可降低AO生化系統負荷，提高其耐沖擊性能。構筑物尺寸LBH=6300mm×3000mm×5000mm，數量1座(半地上鋼砼)。設置潛污排泥泵2臺，單臺水泵流量6m3/h，揚程10m，功率0.75kW；穿墻回流泵1臺，流量150L/s，揚程0.4m，功率1.5kW，SS304材質(zhì)。
2.1.9 兩級A/O池
A段異養型兼氧細菌在缺氧條件下，將污水中難溶解有機物轉化為可溶解性有機物，將大分子有機物水解成小分子有機物；同時(shí)回流的硝態(tài)氮在反硝化菌的作用下，可進(jìn)行反硝化過(guò)程脫氮，并去除部分COD；O段主要通過(guò)大量不同種屬的微生物群落共同參與生物降解和吸附作用，去除污水中的各種有機物；同時(shí)硝化菌在氧量充足的條件下降解污水中的氨氮。設計能力150m3/d，一級、二級A/O池串聯(lián)，二級A/O的設計污泥負荷低于一級。同時(shí)分兩個(gè)系列并聯(lián)布置。
構筑物尺寸LBH=37500mm×3000mm×5000mm，數量4座(半地上鋼砼)，配套微孔曝氣系統。設潛水攪拌機4臺，SS304材質(zhì)，功率2.5kW；變頻羅茨鼓風(fēng)機3臺(2用1備)，兩級A/O池合用，風(fēng)量10.2Nm3/min，風(fēng)壓49kPa，功率15kW。
2.1.10 MBR池
使用膜分離技術(shù)代替二沉池，使水力停留時(shí)間(HRT)和泥齡(SRT)完全分離；同時(shí)利用膜的高效固液分離性能，使活性污泥不隨出水流失，在生化池中形成5000～12000mg/L高濃度的活性污泥，出水水質(zhì)良好、穩定，出水細菌、懸浮物和濁度接近于零，并可截留糞大腸菌等生物性污染物。
構筑物尺寸LBH=3000mm×3000mm×5000mm，數量2座(半地上鋼砼)，每座池內設MBR膜組件1套，膜面積300m2，膜絲PVDF材質(zhì)，設計通量11.9L/m2•h。配套變頻羅茨鼓風(fēng)機2臺(1用1備)，風(fēng)量3.6Nm3/min，風(fēng)壓49kPa，功率5.5kW；MBR抽吸泵4臺(2用2備)，SS304材質(zhì)，單臺水泵流量6m3/h，揚程20m，功率1.5kW；反洗泵2臺，SS304材質(zhì)，單臺水泵流量2.8m3/h，揚程18m，功率0.37kW；次氯酸鈉加藥裝置1套。
2.1.11 清水排放池
儲存MBR膜產(chǎn)水，定期納管達標外排。構筑物尺寸LBH=4000mm×3000mm×5000mm，數量1座(半地上鋼砼)。設置清水排放泵2臺，單臺水泵流量15m3/h，揚程60m，功率5.5kW。
2.1.12 污泥池
收集儲存物化系統和生化系統產(chǎn)生的污泥。構筑物尺寸LBH=8800mm×3000mm×5920mm，數量1座(地下鋼砼)。設污泥進(jìn)料泵2臺，單臺水泵流量6m3/h，揚程10m，功率0.75kW；潛水攪拌機1臺，SS304材質(zhì)，功率1.5kW。
配套污泥脫水系統1套，含疊螺式污泥脫水機1臺、PAM(陽(yáng)離子)自動(dòng)泡藥機1臺、加藥泵2臺。
2.2 運行效果
經(jīng)過(guò)半年多的調試運行后，系統運行穩定，各單元處理情況如表1所示。結果表明，物化預處理將廢水中毒性強的醛類(lèi)物質(zhì)破環(huán)后，可有效提高生化系統的穩定性，微生物菌群、污泥性狀都維持在較為健康的狀態(tài)。MBR出水COD維持在300mg/L左右，滿(mǎn)足GB8978—1996中表4三級排放標準的要求。
3、結語(yǔ)
高濃度醇類(lèi)有機廢水由于其可生化性好，生物處理法是極為合適的處理工藝。但精細化工行業(yè)的醇類(lèi)廢水中往往含有難分離、毒性強的醛醚酮類(lèi)物質(zhì)，必須進(jìn)行適當的預處理，否則會(huì )對生物處理單元的微生物菌群造成毀滅性的傷害。本案利用具有α-H的醛類(lèi)物質(zhì)在堿性條件下容易發(fā)生羥醛縮合反應這一特性，將廢水中劇毒的丙烯醛轉變?yōu)槎拘暂^低的二聚丙烯醛，保障了后續生化處理單元的正常運行。厭氧技術(shù)、多級AO/-MBR技術(shù)的成功應用，也給精細石油化工行業(yè)，特別是戊二醛生產(chǎn)企業(yè)的廢水處理提供了較好的借鑒意義。（來(lái)源：上海清浥環(huán)�？萍加邢薰荆�
