生物流化床处理乙二醇废水试验研究

NDUSTRIAL WATER WASTEWATER五史用水与水Vol 44 No. 3 Jun, 2013生物流化床处理乙二醇废水试验研究范景福,张建成,刘献玲,田小峰(中石化洛阳工程有限公司,河南洛阳471003)摘要:为了考察生物流化床处理乙二醇废水的效果,把进入氧化沟前的乙二醇生产废水引入生物流化床中进行处理,并与氧化沟的处理效果进行对比。试验结果表明,生物流化床和氧化沟的HRT分别为15和70h,COD。平均去除率分别为85%和77%,去除容积负荷分别为416和285kg(m3·h)。单级流化床工艺出水COD的质量浓度大于60mg/L,而两级事联生物流化床处理后的出水COD的质量浓度小于60mg几,平均去除率为%6%,平均去除客积负荷为4.56kg/(m·h)。当进水水质波动范国较大时,生物流化床处理工艺比氧化沟具有更强的抗冲击负荷能力,出水水质更加稳定。关键词:乙二醇废水;处理效率;氧化沟;抗冲击中图分类号:X7031文献标识码:A文章编号:1009-2455(2013)03-0026-03Experimental study on glycol wastewater treatment by biologicalfluidized bedFAN Jing-fu, ZHANG Jian-cheng, LIU Xian-ling, TIAN Xiao-fengLuoyang Petrochemical Engineering Corporation/SINOPEC, Luoyang 471003, China)Abstract: In order to investigate the effect of biological fluidized bed on glycol wastewater treatment, thewastewater from glycol production was leaded into biological fluidized bed for processing before it entered the ox-idation ditch, and the treatment effect was compared with that by the oxidation ditch. The test results showedthat, when the hrt of the biological fluidized bed and oxidation ditch were 15 and 70 h respectively, the removal rates of COD were 85% and 77% respectively, the removal volume load were 4.16 and 2.85 kg/(m.h)respectively. Using single-stage fluidized bed to treat glycol wastewater, the mass concentration of CODa in theeffluent water was above 60 mg/L. However, the mass concentration of COD in the effluent water from two-stageseries-connected biological fluidized bed was lower than 60 mg/L, the average removal rate was 96%, and the av-erage removal volume load was 4.56 kg/(m.h). Under the condition that the fluctuation range of the influent wa-ter quality was wider, biological fluidized bed had a stronger anti-impact capability than oxidation ditch, and theeffluent water quality was more stable too.Keywords: glycol wastewater; treatment efficiency; oxidation ditch; anti-impact乙二醇废水主要含有钠盐乙二醇、二乙二醇,系统进行深度处理,最终达标排放微量乙醛及碱等污染物田,含氨氮组分少,BOD目前上海石化乙二醇生产装置共有2套,生产与COD比值为04~06,废水的可生化性较好,能力为60万t/a,废水排放量为80t/h,而且上海但乙二醇生产排放废水水质不稳定。出水COD的石化拟再建2套乙二醇生产装置。现有生物膜法氧质量浓度在1000~4000mg/L之间波动,pH值为化沟的处理规模为50∽/h,已不能满足目前80t/h5~12,而且波动频率很高。上海石化乙二醇生产的处理量(其中扭蛰走)。拟再建2废水处理工艺采用生物膜法氧化沟技术叫2预处理套乙二醇生中国煤化工力处理。该企后(p(COD)≤500mg/L),废水排入总废水处理业现有用地CNMHG而且下游的总·26·范景福,张建成,刘献玲,等:生物流化床处理乙二醇废水试验研究废水处理场规模也不能满足整个厂区废水的处理要3结果与讨论求。为满足乙二醇废水处理后直接达标排放,不增31乙二醇处理车间氧化沟运行情况加下游总废水处理场的处理负荷,本研究采用处理上海石化乙二醇废水处理车间氧化沟生化部分效率高、系统设备少、占地面积小、抗冲击负荷能容积为3500m3,进水为50th,HRT为70h。氧力强的生物流化床工艺34,探讨生物流化床工艺化沟的1号池进水和4号池出水的COD浓度变化处理乙二醇生产废水达标排放的可行性。情况见图2。由图2可以看出,出水COD的浓度1废水水质变化并不跟70h(约3d)前进水COD的浓度波动生物膜法氧化沟进、出水水质见表1。相一致,而是进水在出现波峰或波谷后的5~6d表1生物膜法氧化沟进、出水水质出水才出现相应的波峰或波谷,即当进水水质发生Tab. 1 Influent and effluent6 water quality of oxidation ditch of波动时,氧化沟出水水质并不能及时反映出生物的film system活性和生化反应情况。说明氧化沟中悬挂的固定填项目pH值P(CODc)/ P(BODs)料生物膜受到了大的冲击,冲击后的2~3d生物(mg“L4)(mg·L)进水50-13025~401000~4000500~2400活性差,处理效率低。这给操作人员带来了很大的出水60~905-40困难,不能及时根据出水水质来调整工艺参数。3000进水2试验工艺流程2500试验工艺流程见图1,80m3/h的废水集中排2000放进入3000m3的水解酸化池,此池为长方形1000进、出水口位于两对角,池中设置多条平行的折流墙。水解酸化池出水进入调节池,主要进行加药及5101520253035pH值的均质调节。调节后的废水进人氧化沟。氧连续运行时间/d化沟一共设置了4个池子串联,均为悬有固定填料图2氧化沟连续进、出水COD浓度的变化情况的生化池。废水经此氧化沟预处理后排入下游总废Fig2 Changes of CODa concentration in水处理场再度处理以达标排放。根据现场条件,加water of oxidation ditch during continuous operation人了如图1中虚线所示的侧线装置,处理量为20032生物流化床处理乙二醇废水运行情况Lh,从调节池后引水进入生物流化床5),床体直生物流化床进、出水的COD。变化情况见图径为1m,高为4m,有效容积为3m3;床内装有3。由图3可以看出,流化床进水COD。的质量浓生物填料,规格为φ25mmx12mm,床内DO度为600~1600mgL,波动较大,这给生物流化的质量浓度为2~4mgL,MLSs的质量浓度为2~床带来了很大的冲击负荷。从出水COD的浓度波4gL,HRT为15h。生物流化床溢流出水进入有动曲线可以明显看出进水浓度的波动给流化床生化效容积为1m3的沉降罐,罐底的部分沉降污泥经反应带来的冲击。把图2和图3作比较,两者明显泵返回到流化床中。沉降罐出水同氧化沟出水一起不同的是生物流化床出水COD浓度低于氧化沟排入到总废水处理场。加药罐用于生化反应的营养补充。氧化沟和生物流化床都用鼓风机提供氧气1500出水氧化沟900废水一水解酸化泡}一调节池一23总废水处理场鼓风机MM加药罐}一生物流化闲→沉降罐5101520253035连续运行时间/d污泥回流3生物中国煤化工。变化曲线图1乙二醇废水处理试验流程Fig 3 ChCNMH Gring glycolFig. 1 Experiment flow of glycol wastewater treatmentastewater treatment by biological fluidized bedINDUSTRIAL WatER WASTEWATER工业用水与废水Vol 44 No. 3 Jun, 2013当进水水质波动时,氧化沟受到的冲击严重,所需并不能达到GB8978-1996《污水综合排放标准》中要的恢复时间也更长一些,生物流化床则表现出更级排放标准的要求(p(COD)≤60mg/L)。为了强的抗冲击能力,从而出水COD浓度更加稳定,达到该标准,在单级流化床后面串联上1个相同尺能更好地提高系统的处理效率8。寸的流化床反应器,从而形成两级串联的生物流化3.3COD去除率和去除容积负荷分析床处理工艺。此工艺的进水量为300Lh,即总连续运行中,氧化沟和生物流化床的HRT分HRT为20h。两级串联生物流化床的进、出水别为70和5h,考察了两者每天的COD去除率COD浓度变化曲线见图6,进水COD的质量浓和去除容积负荷,结果见图4、图5。氧化沟的度为600~2100mg/L,而出水COD的质量浓度COD去除率和去除容积负荷是进入1号池之前和小于或等于60mg/L,达到了GB89781996中流出4号池后的数据之差计算所得,生物流化床的级排放标准的要求。两级串联工艺的COD平均去是流化床进水和沉降罐出水的数据之差计算所得。除率为96%,平均去除容积负荷为456kg/(m3连续运行31d,生物流化床和氧化沟的COD平均h)。说明两级串联生物流化床具有更强的抗冲击负去除率分别为85%和7%;COD平均去除容积荷的能力,受进水COD浓度变化的影响不明显。负荷分别为416和285kg/(m·h)。显然,生物流2100化床表现出比氧化沟更高的抗冲击负荷能力和处理效率。而从占地面积和经济性来讲,处理同样的水1500量,流化床的占地面积是氧化沟的1/3,一次性建20进水设费用和运行费用也远远小于氧化沟。8600出水5101520253035连续运行时间流化床图6两级串联生物流化床进、出水COD的浓度曲线氧化沟Fig. 6 CODc, concentrations of influent and effluent water oftwo-stage series-connected biological fluidized bed4结论连续运行时间/d(1)氧化沟和生物流化床的HRT分别为70和图4流化床和氯化沟的COD去除率曲线15h;当进水水质发生波动时,后者的出水水质更Fig 4 Removal rates of COD by fluidized bed andoxidation ditch加稳定,抗冲击负荷能力更强,处理效率更高;后者的占地面积是前者的1/3;一次性建设费用和运流化床行费用也远远小于前者,因此生物流化床工艺处理氧化沟乙二醇废水明显优于氧化沟处理工艺。钢x4(2)氧化沟和单级生物流化床的COD平均去八除率分别为77%和85%;COD平均去除容积负荷分别为285和416kg/(m3h)5101520253035(3)采用两级串联生物流化床工艺时,COD连续运行时间/d的平均去除率为96%,平均去除容积负荷为4565流化床和氧化沟的COD。去除容积负荷曲线kg/(m3h),处理出水COD浓度达到GB8978ig. 5 Removal volume load curves of fluidized bed and1996中一级排放标准的要求。oxidation ditch34两级串联的生物流化床处理乙二醇废水参考文献通过一个月的连续进水,出水COD的质量浓1]姚丹妹:H中国煤化工行研究[J].工业水处CNMHG度为60~130mg/L,说明此单级生物流化床工艺(下转第34页)28·INDUSTRIAL WATER WASTEWateR工业用水与水Vol.44No3Jun.,2013加 NaHcO3以调节废水碱度的条件下,稳定阶段连5]陈丽新陈振妮,王灿琴,等.木薯酒精度渣在木耳制种上的续7d好氧生化单元出水NH2-N的质量浓度可降应用研究[J.中国食用菌,2009,28(1):20-2至10mgL以下,达到GB8978-1996中酒精废水[6] Wolmarans B, De Villiers H. Start-up of a UASB efluent treat-mentplant on distillerywastewater [J]. Water SA, 2002, 28(1)级排放标准的要求。NHx-N的去除主要集中在好63-68.氧生化阶段去除,混凝沉淀和 Fenton试剂单元对[7]李杰,程愛华,孙莉婷,等.铁炭耦合 Fenton试剂混凝沉淀NHyN几乎无去除。法预处理DMAC废水[J].环境科学研究,2010,23(7):9023结论采用铁炭微电解-固定化微生物技术-混凝沉[8]姜兴华,刘勇键,金亮基.铁炭微电解- Fenton试剂联合氧化深度处理印染废水的研究[].应用化工,2008,37(9)淀- Fenton试剂组合工艺处理木薯酒精废水是可行的,该工艺的最佳工艺参数:铁炭质量比为2,pH[9]张子间,刘玉荣,刘家弟,铁炭徽电解-生化法处理电镀废水值为20,微电解反应时间为9h;好氧生化反应时[J].化工环保,2007,27(4):338-341间为24h;混凝沉淀pH值为9.0,反应时间为0.5[101周健,齐建华,何强,等铁炭微电解/生物组合工艺处理制h; Fenton试剂反应时间为1.0h,pH值为30药废水研究[J.中国给水排水,2010,26(21):109-12.HAO2(30%)的投加量为18mL/L,FeSO47H2O的投[1[1郑婧,赫俊国.铁炭微电解工艺预处理高质量浓度酒精废液[J.哈尔滨商业大学学报,2009,25(6):677-680.加量为091g/L。对于COD的质量浓度为1300[12]张勇.海绵铁腐蚀电池法预处理印染废水的研究[].工业用1500mg/L、NH3-N的质量浓度为400~500mg/L水与废水,2002,33(4):36-38的厌氧消化液,COD的最终去除率可达988%,[13]张季霞,琴丽姣,黄聪聪,等.微生物固定化载体的选择及NH3N的最终去除率也高达98.%,出水CODa的其性能[J].化工进展,2011,30(12):2781-2786质量浓度为20mg/L左右,出水NH1yN的质量浓[14]屈佳玉,微生物固定化技术及其在污水处理领域的研究进展J].工业水处理,2010,30(10):14-16.度在10mg/L以下,达到GB8978-1996中酒精废[15]沈耀良.固定化微生物污水处理技术[M].北京:化学工业出水一级排放标准的要求。版社,2002[16]李章良,黄建辉. Fenton试剂氧化机理及难降解有机工业废参考文献:水处理研究进展[J.韶关学院学报·自然科学,2010,31[1]杜金宝,黄加军,王國庆,等.木薯酒精废醪液处理工艺研究(3):66-72进展[J.酿酒科技,2011,(1):89-9[2]罗刚,谢丽,周琪,等.木薯酒精废水资源化处理技术现状与作者简介:豆宁龙(1988-),男,甘肃宁县人,硕士研究生,主进展[J.工业水处理,200,28(8):1-5.要从事水处理方面的研究,(电话)0931-4957057(电子信箱)[3]夏其伟,田阳,成国样.利用木薯酒精糟生产生物饲料的方法lon9g00214@126com;通讯作者:李杰(1962-),男,甘肃天水J.饲料研究,2005,(7):24-26.人,教授,博土生导师,主要从事环保水处理方面的研究与教学工4]熊承永,钟娅玲,钟雨明,等.非粮薯类酒精蒸馏废液的有效作,(电子信箱) wye @mail. zjtu利用途径[门食品发酵与工业,2008,34(1):100-104.收稿日期:2013-03-06(修回稿)(上接第28页)理,1997,17(4):32-33方佩珍,潘永亮,杨平,等.生物流化床在废水处理中的应用[2]杨思纯,卢功姿,吴兰.生物膜法氧化沟处理炼油污水中试研进展[].工业用水与废水,2002,33(5):1-3.究[J.石油化工环境保护,1995,(4):11-13.8]李春华,张洪林,邱峰,等,生物流化床的类型及特点门.工[3]张自杰.排水工程M].北京:中国建筑工业出版社,199业用水与废水,2002,33(6):7-11.4]高廷耀,顾国维.水污染控制工程[M].北京:高等教育出版社,1999[5]刘献玲,张建成,王繁华,等,用于污水处理的三相生物流化作者简介:范景福(1982-),男,山东寿光人,工程师,工学硕床反应器[P.中国专利:CN200520030608,2005-0428.主要从事中国煤化工千究,(电话)0379[6黄东辉,赵勇,水处理用悬浮生物填料[P]中国专利:CN64868725(电子CNMHG2007200369026,2007-04-27收稿日期:201