聚酯生产废水的处理

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　　前言

　　差别化聚酯切片是生产涤纶丝、饮料瓶等的原料，用途广泛。近年来，全国各地已陆续建成了多家聚酯切片生产企业。

　　某厂于2000年8月建成了年产3×104t差别化聚酯切片生产线，生产主工序包括酯化和缩聚。主要生产原料为精对苯二甲酸和乙二醇。生产废水来源于酯化过程中产生的酯化废水和缩聚过程中产生的喷射泵废水。采用酸化水解、HCR（High Performance Compact Reactor）、接触氧化法处理该废水，处理后的废水全部回用于生产。

　　l 废水水质、水量

　　工厂生产废水水质、水量情况见表1。

　　2 废水水质特性

　　2.l 有机物浓度较高

表1 废水水质、水量情况（平均值）

　　酯化废水的浓度受酯化反应的条件、乙二醇蒸馏回收效率的影响较大，在废水处理设施调试初期，由于生产工艺不稳定，酯化废水CODcr的浓度徘徊在30000－40000 mg／L，最高达70000 mg／L，最低10000 mg/L，废水中主要污染物为乙二醇、苯甲酸、乙醛等低分子有机物，废水无色透明，有刺激性气味。

　　对酯化废水、喷射泵废水我们进行了多次试验，包括好氧、厌氧、混凝沉淀、活性炭吸附等，试验结果表明，该废水的可生化性较好。但该废水水质有较大变化时对微生物影响较大，CODcr的去除率明显下降，因此本工艺选用了对冲击负荷适应性较强的HCR法好氧生物处理工艺，并在好氧之前先采用厌氧水解进行处理，废水的BOD5／CODcr从 0.26提高到0.32，减轻了有害物质对微生物的抑制作用。

　　2.2 废水呈酸性

　　酯化废水、喷射泵废水均呈酸性，pH值在5～6之间，在调试初期，采用片碱中和，废水处理成本增加，而且增加了废水中盐份，因该废水的酸度是由有机酸引起的，我们通过试验发现，该废水不经过pH值调节直接进行生化，生化出水pH值会上升，而且CODcr去除效果有所提高，因此取消了pH值调节这道工序。

　　3 废水处理工艺

　　3.1 废水处理工艺流程

　　工艺流程见图1。

 

　　3.2 主要设计参数

　　3.2.1 酯化废水收集池、调节池

　　钢筋混凝土结构，酯化废水收集池有效容积16m3，停留时间24 h，调节池有效容积50 m3，停留时间24h，内挂组合填料，设穿孔曝气系统。不调PH。

　　3.2.2 酸化水解池

　　钢结构，有效容积32 m3，停留时间48 h，外形尺寸ф3.0m×5.0 m，内挂组合填料，设穿孔曝气系统，DO控制在0.lmg／L，从污泥回流池接入剩余污泥。

　　3.2.3 HCR生化塔

　　钢结构，有效容积15 m3，停留时间4.5 h，外形尺寸фl.5m×11.5m，容积负荷15kg［CODcr］／（m3•d），采用射流曝气，配1台18.5kw的循环射流泵和1台1.5 kw的污泥回流泵。

　　HCR反应器是本工程的核心设备，该设备是一种带中心导流管的简装容器。上置式特殊设计的两相喷头通过循环水自吸空气，空气在喷头下方初次分散，形成细小的气泡，随液相向下，到中心管底部折回向上，到中心管上部，部分空气从液相释放，但仍有较多空气随液相进入中心管，进行二次分散和再循环。这样，使得空气在液相有较长的停留时间，空气氧的利用率可达到30％～50％。同时，由于高速内循环，使气、液、固三相间的传质速率大大提高。在容积负荷高达30～90kg［CODcr］／（m3•d），污泥负荷3～5 kg［CODcr］／（kg［MLSS］•d）的情况下，用HCR处理一般可生化有机废水，仍能得到80％左右的去除率。HCR系统内的微生物90％以上是细菌，且处于对数增长阶段，但在HCR中能形成细颗粒、致密的菌胶团，沉淀速度快，固液分离效果好。HCR技术在国内外曾应用于城市生活污水、造纸废水、味精废水、印染废水、化工废水等40多个废水处理工程，都比较成功，具有所需空间少、占地省、合理集成设计、CODcr降解率高、空气氧利用率高且操作便利安全等优点。HCR首次应用于聚酯废水达到了设计处理效果。该技术为德国克劳斯塔尔工科大学专利技术。

　　3.2.4 生物接触氧化池

　　钢结构，有效容积78 m3，停留时间23 h，外形尺寸4.0m×5.0m×4.9m，填料负荷0.75kg［CODcr］／（m3•d），内挂组合填料74 m3，设微孔曝气系统，溶解氧控制在 3.5 mg／L左右。

　　3.2.5 混凝气浮池

　　钢结构，ф1.8 m ×3.6m，表面负荷1.5 m3／（m2•h），设溶气系统，采用碱式氯化铝混凝剂，投加量为1.5‰。

　　本废水处理系统总投资120万元，处理方案中确定的处理费用为6.2元/t水，据厂方核算，实际处理费用为6.0元/t，其中电耗占60％以上。

　　3.3 设计处理效果

　　各处理单元设计CODcr去除效果见表2。

　　该废水处理工艺的剩余污泥量较少，少量的气浮污泥经浓缩后直接送至锅炉房焚烧。

表2 CODcr去除效果 

　　4 结语

　　①聚酯废水经上述工艺处理后，处理效果达到了设计要求，能较稳定地实现达标排放，CODcr总去除率在97％以上，而且绝大部分时段可达到一级排放标准。处理尾水全部回用于生产，作循环冷却水的补充水。

　　②此废水可不经pH调节，直接生化。

　　③酯化废水和喷射泵废水经处理后，出水可回用于生产，每年可节省水费4.8万元。

　　④应注意的是酯化废水、喷射泵废水温度较高，调节池内的温度达到45℃以上，今夏高温期间，由于水温较高使生化系统处理效果明显下降。后添置1台循环量为20 m3/h的污水冷却塔、并在调节池上方搭建防晒雨棚，缓解了废水温度高的矛盾。

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