PTA廢水生化污泥的培養(yǎng)馴化

　　某大型石化公司新建120萬噸PTA裝置，同步配套建設(shè)250m3/h的污水裝置一套，為保證裝置投料開車后污水能夠達(dá)標(biāo)排放，PTA裝置開車前兩個月對污水厭氧和好氧污泥進(jìn)行培養(yǎng)馴化，使得裝置開車后污水達(dá)標(biāo)排放。

　　一、PTA廢水特征

　　(1)PTA生產(chǎn)廢水污染物組成PTA裝置生產(chǎn)廢水含有乙酸、對苯二甲酸、對二甲苯、對甲基苯甲酸、鄰苯二甲酸、苯甲酸、醋酸正丁酯、催化劑，廢水水質(zhì)波動大，有機污染物濃度高一般在6000?9000mg/l。

　　乙酸：廢水中有機污染物的一個主要來源，微溶于水，B0D5/C0Dcr-0.72，屬于可生物降解的有機物。

　　對苯二甲酸：難溶于水，溶解度隨溫度降低而降低;PH=5.1左右開始析出，PH=3.8左右時大部分TA基本上都已經(jīng)析出，B0D5/C0Dcr=0.80，屬于可生物降解有機物，但是需要較長時間和降解過程。

　　苯甲酸：廢水中有機物的另外一個主要來源，溶于水，B0D5/C0Dcr=0.48，可生化降解。

　　對岸釜苯甲酸：難容于熱水，易溶于甲醇、乙醴，可生化降解。

　?、茝U水水質(zhì)分析

　　典型的PTA廢水組分中按照生物可降解性分為三種：

　　①易降解組分，構(gòu)成COD組分的乙酸、苯甲酸和4-竣基苯甲醛，是廢水總COD的組成部分。

　　②不易降解組分，構(gòu)成COD的對苯二甲酸和鄰苯二甲酸，是廢水總COD的組成部分。

　　③難降解組分，構(gòu)成COD的對甲基苯甲酸、偏苯三甲酸以及其他未知的難降解物質(zhì)，也是構(gòu)成COD的一部分。

　　對苯二甲酸能夠被構(gòu)成厭氧顆粒污泥的產(chǎn)甲烷微生物降解。溶解的對苯二甲酸在厭氧處理工藝中對厭氧微生物沒有毒性抑制，但是最初的降解過程是非常復(fù)雜的，而且降解的過程很緩慢，因為厭氧微生物對降解PTA廢水中各種組分的適應(yīng)過程比較慢，因此PTA廢水處理裝置的厭氧和好氧系統(tǒng)都需要經(jīng)過提前的馴化。

　　二、污水處理站工藝流程介紹

　　本污水處理裝置生化系統(tǒng)采用厭氧+兩級好氧處理工藝厭氧采用第三代厭氧反應(yīng)器系統(tǒng)，設(shè)計處理水量220m3/h，進(jìn)水COD濃度16000mg/l，容積負(fù)荷不大于10kg/(m3?d)。

　　一級好氧最大容積負(fù)荷2.0kg/(m3?d)，二級好氧容積負(fù)荷0.5kg/(m3?d)，好氧系統(tǒng)設(shè)計最大總?cè)コ鼵OD負(fù)荷約55t/d，采用碟式射流器。工藝流程如圖1所示。

　　三、污泥馴化方案的選擇

　　厭氧系統(tǒng)的污泥由IC反應(yīng)器的專利商提供，污泥主要來自外省的檸檬酸廠、造紙廠的顆粒污泥，顆粒污泥經(jīng)槽車運輸?shù)浆F(xiàn)場后通過污泥螺桿泵導(dǎo)入?yún)捬跷勰喙藓头磻?yīng)器，污泥投加量按照反應(yīng)器容積的40%確定，好氧污泥由于污泥接種量大，周邊企業(yè)的污泥量無法滿足接種量的需求，最終確定采用市政污水處理廠脫水后含水量85%的剩余污泥，作為本項目的接種污泥，由于好氧池采用市政污泥進(jìn)行接種，因此一級好氧池污泥投加濃度按照4000mg/l投加、二級按照2000mg/l投加。

　?、篷Z化方案的選取

　　由于PTA廢水的特性，厭氧生物啟動需要一定過程，馴化厭氧污泥對廢水中TA的降解能力。

　　①厭氧提前六個月馴化：一般情況厭氧需要6個月的馴化時間能夠?qū)OD去除率達(dá)到70%，提前6個月馴化有利于污泥適應(yīng)PTA廢水環(huán)境，PTA裝置開車后能夠較快適應(yīng)并將廢水處理達(dá)標(biāo)，存在的問題：A.污水裝置需要在PTA裝置投產(chǎn)前6個月建成并投用;B.由于厭氧馴化后的廢水并不能達(dá)標(biāo)排放，需要厭氧好氧同步馴化，這種馴化方式需要大量外購TA殘渣作為碳源，同時需要消耗大量的堿和工業(yè)水及N、P成本高;C.不管由于主裝置因為建設(shè)原因還是其他原因不能按時開車，馴化工作也不能停止，需要繼續(xù)消耗大量的碳源等馴化物料。

　?、趨捬踉谥餮b置開車前兩個月馴化：主裝置開車前兩個月對好氧污泥進(jìn)行馴化使之具備降解TA的能力，好氧馴化期間配置的原料水少量進(jìn)入?yún)捬跸到y(tǒng)，厭氧啟動期間污泥負(fù)荷控制在0.1kgCOD/kgVSS?d，兩個月后厭氧裝置大約能夠達(dá)到40%-50%的設(shè)計負(fù)荷，該方式一定程度縮短PTA裝置開車后生物啟動的時間，馴化成本相對較低，主要考慮好氧馴化所需的碳源、工業(yè)水和N、卿可，存在的問題：厭氧馴化時間短不具備完全降解TA的能力，開車初期TA的降解去除需要依靠好氧段，好氧系統(tǒng)負(fù)荷較高，好氧系統(tǒng)設(shè)計余量如果不夠，可能會造成出水不達(dá)標(biāo);負(fù)荷過高污泥沉降性差。

　　③厭氧邊開車邊馴化：開車前兩個月對好氧污泥進(jìn)行馴化，使之具備處理PTA廢水的能力，厭氧利用實際PTA廢水馴化，開車初期厭氧系統(tǒng)去除率按照30%考慮，剩余70%負(fù)荷由好氧承擔(dān)，該方式污泥馴化成本最低，存在問題：A.由于PTA廢水COD濃度較高，好氧負(fù)荷過高，設(shè)計階段如沒有考慮余量，污泥負(fù)荷不足出水將無法達(dá)標(biāo);B.該種運行方式好氧污泥產(chǎn)生量大，污泥脫水系統(tǒng)運行壓力較大。

　?、岂Z化啟動所需具備的條件

　　污泥馴化前，現(xiàn)場需做好準(zhǔn)備，具備必要的設(shè)施、物資和人員條件，具體如下：

　?、賲捬酢⒑醚鯁卧淹瓿墒┕ぞ邆渫哆\條件。

　?、趨捬?、好氧污泥已經(jīng)全部投加完畢，厭氧沼氣排放系統(tǒng)調(diào)試確認(rèn)完好。

　　③現(xiàn)場具備充足的工業(yè)水、電、蒸汽等公用工程條件。

　?、芑灧治觯含F(xiàn)場具備PH、電導(dǎo)率、COD、N、P、TSS、VSS、VFA、ALK、TA、BA、醋酸、pT酸等化驗條件。

　?、菥邆涑渥愕幕瘜W(xué)品(包括鹽酸、氫氧化鈉、尿素、磷酸、微量營養(yǎng)鹽、氫氧化鈣及馴化期間所用的TA水澇料、BA等馴化料)。

　?、抻糜谌芙馓荚吹娜芙獬馗脑焱瓿伞⒕哂袛嚢?、液堿管線、工業(yè)水、厭氧出水回流等配置用管線。

　?、邊捬跸到y(tǒng)會產(chǎn)生沼氣和硫化氫現(xiàn)場需配備硫化氫氣體檢測儀1臺，可燃?xì)怏w檢測儀1臺。

　　四、污泥馴化流程及過程

　　結(jié)合本項目的設(shè)計和建設(shè)施工情況本次厭氧和好氧的馴化采用方案二

　　(1)污泥馴化工藝流程

　　污泥馴化的關(guān)鍵是TA、BA的溶解配置原料水，本項目選用了正常生產(chǎn)工藝中的初沉池作為碳源的溶解池，為滿足TA、BA溶解的需要在初沉池內(nèi)配置有兩臺潛水?dāng)嚢杵?、工業(yè)風(fēng)曝氣管線、蒸汽、液堿及工業(yè)水管線，為了同時滿足厭氧和好氧的需要，增加了均質(zhì)罐直接到好氧的超越管線。

　　碳源的投加和溶解是馴化過程的關(guān)鍵，由于設(shè)計過程中一般設(shè)計人員并沒有運行操作經(jīng)驗，主流程的完善方面考慮不周到，馴化所需的溶解攪拌裝置一般在設(shè)計中考慮都不周全，因此在施工設(shè)計時就必須考慮碳源溶解池碳源投加裝置、攪拌裝置、加熱裝置的設(shè)計，以便減輕后續(xù)馴化期間工人的工作量和勞動強度。

　　⑵污泥馴化過程

　　11月16日開始馴化，TA:BA按照1:1配置，為了滿足冬季馴化所需的水溫，初沉池溶解TA、BA的水溫控制在35°C，初始COD控制在3500-4000mg/l，TA有機物濃度在1359mg/l，BA有機物濃度在1619mg/l，厭氧進(jìn)水量80m3/h，好氧進(jìn)水30m3/h，10天后出水TA濃度沒有變化，BA濃度逐步降低，BA去除率大約50%，―級沉淀池出水COD平均144mg/l。

　　11月25日開始提高TA和BA的溶解量、投加比例仍為1:1，將COD濃度控制在8000mg/l左右，10天后厭氧出水TA濃度基本不變，BA去除率，已經(jīng)達(dá)到90%，好氧平均進(jìn)水C0D2298mg/l，平均出水137mg/l?

　　經(jīng)過1個月的負(fù)荷提升好氧負(fù)荷已經(jīng)提升到25t/d，達(dá)到設(shè)計負(fù)荷的45%，好氧出水平均在130mg/l，厭氧負(fù)荷提升到22t/d，達(dá)到設(shè)計負(fù)荷的25%，COD去除率77%、BA去除率97%，扣除化驗偏差TA基本沒有降解，由于繼續(xù)提升負(fù)荷會消耗大量的碳源，好氧系統(tǒng)經(jīng)過1個月的馴化已經(jīng)具備降解TA和BA的能力，厭氧對BA的降解已經(jīng)達(dá)到97%，最終確定維持現(xiàn)有負(fù)荷運行，待開車后直接處理裝置廢水。

　　1月7日主裝置開車后平均廢水排放量150m3/h，COD濃度平均19922mg/l，為保證厭氧系統(tǒng)不受沖擊，厭氧按照每天10%的負(fù)荷進(jìn)行提升，剩余負(fù)荷全部由好氧處理，經(jīng)化驗分析廢水COD濃度雖然高，但是COD的組成部分中醋酸占比超過了60%，易降解成份較多，經(jīng)運行污水處理裝置完全能夠具備和接收PTA廢水的能力，但是經(jīng)過化驗數(shù)據(jù)分析，發(fā)現(xiàn)厭氧對TA的降解還只有10%左右。

　　五、結(jié)論

　　(1)實踐證明采用市政污水處理廠的生化污泥經(jīng)過45天馴化也是能夠較快適應(yīng)PTA污水水質(zhì)的，并能取得較高的處理效率。

　　(2)厭氧顆粒污泥對BA的降解適應(yīng)較快，實踐證明厭氧顆粒污泥大約經(jīng)過20天的馴化即可達(dá)到90%的去除率。

　　(3)TA含苯環(huán)類物質(zhì)雖可生物降解，但是需要較長時間，如果裝置排放廢水中TA占COD比例較高，建議還是提前6個月對厭氧裝置進(jìn)行馴化，避免因厭氧去除率低導(dǎo)致好氧負(fù)荷過高，造成開車期間廢水不達(dá)標(biāo)。(來源：新疆庫爾勒中泰石化有限責(zé)任公司)