丙烯酸及其酯類生產(chǎn)廢水處理技術(shù)

　　丙烯酸及其酯類生產(chǎn)廢水中含有高濃度的有機(jī)酸、甲醛和其他難生化降解類有機(jī)物，對微生物具有較強(qiáng)的抑制性和毒副作用。目前對該類廢水的工業(yè)化處理主要為焚燒法，個(gè)別采用催化濕式氧化法，生化法也已經(jīng)得到越來越多的研究和應(yīng)用。

　　厭氧+好氧處理工藝在制藥、味精、垃圾滲濾液等高濃度、難降解廢水處理領(lǐng)域上應(yīng)用廣泛，該組合工藝已在正和集團(tuán)的丙烯酸和丙烯酸丁酯生產(chǎn)廢水處理工程得到應(yīng)用，處理效果明顯。根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)，丙烯酸及其酯類廢水采用焚燒法的處理成本約200～300元/m3，催化濕式氧化法處理費(fèi)用為100～200元/m3，生化法的綜合處理成本為30～50元/m3，相較于其他處理工藝，生化法具有運(yùn)行效果好、處理成本低、無二次污染等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)還可以回收沼氣，產(chǎn)生一定的經(jīng)濟(jì)效益。

　　山東某丙烯酸及其酯類生產(chǎn)企業(yè)設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為8×10⁴t/a丙烯酸、8×10⁴t/a丙烯酸丁酯、2×10⁴t/a冰晶級丙烯酸。

　　廢水水質(zhì)、水量如表1所示。

　　1、技術(shù)路線與途徑

　　根據(jù)丙烯酸及其酯類生產(chǎn)廢水高濃度、強(qiáng)生物抑制性的特點(diǎn)，采用了出水回流稀釋的處理方式。廢水處理工藝流程如圖1所示。

　　①檢修清洗廢水池。

　　有效容積為540m3，滿足生產(chǎn)裝置單次檢修清洗排水量的要求。

　?、谡{(diào)節(jié)池。

　　有效容積為1500m3，水力停留時(shí)間為72h。

　?、壅{(diào)配池。

　　有效容積為1000m3，水力停留時(shí)間為4.8h。

　?、芘蛎涱w粒污泥床(EGSB)厭氧反應(yīng)器。

　　4座，單座有效容積為3300m3，水力停留時(shí)間為66h，設(shè)計(jì)進(jìn)水COD≤7000mg/L、出水COD≤1500mg/L。單座處理流量為50m3/h，循環(huán)水量為250m3/h。

　?、萜貧獬?。

　　共2座，并聯(lián)運(yùn)行，單座有效容積為4400m3，水力停留時(shí)間為36h，設(shè)計(jì)進(jìn)水COD≤1500mg/L、出水COD≤300mg/L。運(yùn)行時(shí)污泥濃度維持在2000～4000mg/L。

　?、揠p膜儲氣柜。

　　1座，容積為200m3。沼氣經(jīng)除水、脫硫處理后送至沼氣燃燒鍋爐，其額定蒸發(fā)量>4000kg蒸汽/h。

　　2、運(yùn)行數(shù)據(jù)

　　經(jīng)過近6個(gè)月的調(diào)試，污水處理廠達(dá)到滿負(fù)荷穩(wěn)定運(yùn)行，處理出水COD≤300mg/L。污水處理廠調(diào)試及運(yùn)行期間進(jìn)水COD、甲醛和出水COD的情況見圖2。

　　前30天試生產(chǎn)期間，排放廢水濃度較低，COD平均濃度為3000～6000mg/L，甲醛平均濃度為500～1000mg/L;第30～192天，生產(chǎn)裝置進(jìn)入正常生產(chǎn)階段，原水COD維持在50000～70000mg/L，甲醛平均濃度為8000～10000mg/L;第38～46天，原水甲醛濃度出現(xiàn)波動(dòng)，達(dá)到12000～13000mg/L;第193天后生產(chǎn)裝置進(jìn)入滿負(fù)荷生產(chǎn)階段，排水量達(dá)到設(shè)計(jì)值，原水濃度有所降低，COD濃度約為33000～45000mg/L，甲醛濃度約為4000～5500mg/L。污水處理廠最終出水平均COD濃度為207mg/L，COD去除率>99.5%，出水COD完全滿足園區(qū)污水處理廠的接管標(biāo)準(zhǔn)。

　　2.1 EGSB反應(yīng)器的啟動(dòng)與運(yùn)行

　　通過好氧系統(tǒng)出水回流，在調(diào)配池內(nèi)調(diào)配厭氧進(jìn)水COD濃度為5000～7000mg/L，經(jīng)過EGSB反應(yīng)器處理后，出水COD控制在800～1200mg/L，COD去除率達(dá)到75%～85%。

　　EGSB反應(yīng)器的運(yùn)行情況如圖3所示。

　　EGSB反應(yīng)器的啟動(dòng)負(fù)荷為0.5kgCOD/(m3?d)。系統(tǒng)運(yùn)行末期，EGSB反應(yīng)器的負(fù)荷為2.3～2.8kgCOD/(m3?d)，甲醛負(fù)荷為0.30～0.35kg/(m3?d)，進(jìn)水甲醛濃度為600～800mg/L，出水甲醛濃度<5mg/L。

　　EGSB反應(yīng)器的COD負(fù)荷與甲醛負(fù)荷的關(guān)系如圖4所示。

　　2.2 曝氣池的啟動(dòng)與運(yùn)行

　　曝氣池啟動(dòng)時(shí)投入100t城市污水處理廠脫水污泥，折合接種污泥濃度>2000mg/L，調(diào)試及運(yùn)行期間曝氣池出水COD為100～300mg/L，平均值為207mg/L，出水甲醛濃度<2mg/L，能夠穩(wěn)定達(dá)到園區(qū)污水處理廠的接管標(biāo)準(zhǔn)。

　　曝氣池運(yùn)行情況見圖5。

　　3、經(jīng)濟(jì)分析

　　本項(xiàng)目總投資為5000萬元，占地8640m2。廢水處理成本包括電費(fèi)、蒸汽費(fèi)、藥劑費(fèi)、人工費(fèi)等。其中電費(fèi)為10元/m3，蒸汽費(fèi)為3元/m3，藥劑費(fèi)為6元/m3，人工費(fèi)為2元/m3，合計(jì)為21元/m3。相比于熱力焚燒、催化焚燒和濕式氧化法等工藝，生化法在處理成本上具有較高的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢。

　　滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)沼氣產(chǎn)量為16800m3/d，甲烷含量為50%～60%，沼氣的熱值約為21000～23100kJ/m3，在沼氣鍋爐中燃燒放出熱量，0.5MPa的低溫飽和蒸汽產(chǎn)生量為4150kg/h。

　　4、結(jié)論

　　采用EGSB+曝氣池組合工藝處理丙烯酸及其酯類廢水，通過大比例回流，在進(jìn)水COD濃度為50000～70000mg/L、甲醛濃度為8000～10000mg/L、pH值為5.5～6.5時(shí)，污水處理廠出水COD、甲醛濃度可分別控制在300、2mg/L以內(nèi)，處理系統(tǒng)對COD的整體去除率達(dá)到99.5%以上，出水水質(zhì)指標(biāo)滿足園區(qū)污水處理廠接管標(biāo)準(zhǔn)。(來源：北京建工金源環(huán)保發(fā)展股份有限公司，北京中科國益環(huán)保工程有限公司，山東開泰石化丙烯酸有限公司)