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                        1. 丙烯酸及丙烯酸丁酯生產廢水處理的研究

                        丙烯酸及丙烯酸丁酯生產廢水處理的研究


                                正和集團股份有限公司年產4 萬t 丙烯酸及酯(主要是丙烯酸丁酯)生產裝置是由化學工業第二設計院寧波工程有限公司設計。自2007 年12 月開工以來,丙烯酸及酯在生產過程中每天會產生大量廢水,如何處理這些廢水一直是困擾正和集團擴大丙烯酸及酯生產規模的難題。

                        1 丙烯酸及酯廢水的處理
                        1.1 正和集團初期的廢水處理
                        1.1.1傳統的處理方法是將廢水焚燒處理,正和集團最初也是采用此法。工藝流程簡圖如圖1。
                        1.1.2流程敘述:生產裝置來的廢水預熱后和燃料油經噴嘴和熱空氣一起進入一次焚燒爐,焚燒后除去鹽灰,其余物料經除塵后和燃料油、熱空氣一起進入二次焚燒爐,焚燒后廢氣進入廢熱鍋爐利用余熱產生蒸汽后,再進入空氣預熱器預熱空氣,然后進入廢水預熱蒸發器,最后由排風機排入大氣。
                        1.1.3該方法處理廢水需要大量燃料油來參與,處理成本較高,不利于裝置的節能挖潛,降低消耗,正和集團在運行了很短時間后即進行了改造,將催化焚燒及熱力焚燒系統推倒重來。

                        1.2 正和集團后期的廢水處理
                        1.2.1改造后的廢水處理系統由上海東化環境工程公司設計的催化焚燒系統和北京中科國益環境工程公司設計的污水生化處理系統構成。
                        1.2.1.1 催化焚燒系統工藝流程簡圖(見圖2)。
                        1.2.1.2 流程敘述:生產裝置來的廢水經預熱后進入汽提塔(汽提塔與廢水加熱器都采用低壓蒸汽做熱源,汽提塔可以對汽提物料數量進行控制)進行汽提,汽提后廢水進入污水處理系統,汽提所得物料依次進入尾氣換熱器和電加熱器進行加熱,達到反應溫度后進入催化反應器,與反應器內的催化劑進行反應,反應過程釋放大量熱能,形成了高溫尾氣,然后高溫尾氣進入蒸汽過熱器(將高壓蒸汽變成過熱高壓汽)后溫度下降,再進入蒸汽發生器產生部分中壓蒸汽,最后進入尾氣換熱器將余熱進一步利用后排入大氣。
                        1.2.1.3 經該方法處理后廢水中的甲苯及丙烯醛等有害物質含量較低,適合進行生化處理,而且汽提塔的汽提物料量可以人為控制,從而降低污水處理系統的壓力,利于裝置長周期運行,處理成本較低。
                        1.2.2污水生化處理系統工藝流程簡圖(見圖3)。
                        1.2.2.1 流程敘述:高濃度的生產廢水首先進入預處理池以消除硫酸根的影響(必要時可加入氫氧化鈉),后經調節池使水量和水質均勻后再進入調配池,在此加入營養鹽(主要是尿素和磷酸二銨),同時調節廢水的溫度和pH 值達到合適值,然后,廢水進入該處理系統的核心裝置——高效厭氧反應器(該反應器由兩座1250 m3、一座5000 m3的立式密閉儲罐組成,理論設計有機滿負荷為2.25kgCOD/m3·d,COD 去除率>85%,同時厭氧菌產生的甲烷可用于發電,整個系統占地面積小,無異味)。高效厭氧反應器處理后的廢水(此時廢水攜帶有大量的含生化菌類的活性污泥)仍不能達標,要進入好氧系統(即曝氣池)進行曝氣處理,然后,廢水進入二沉池進行泥水分離,分離后上層合格污水外排至縣污水處理廠進行再處理,下層含泥污水中活性污泥回流進入曝氣池,下層含泥污水中已經老化的污泥則進入污泥濃縮池,再經污泥脫水機將污泥脫水后外運。
                        1.2.2.2 工藝調試及試運行:污水生化處理系統工藝調試及試運行是污水處理工程建設的重要階段,是檢驗污水生化處理系統前期設計、施工、安裝等工程質量的重要環節,也為系統正常運行提供理論依據和實踐經驗。設備安裝完工后,按單體調試、局部聯合調試和系統聯合試運轉三個步驟進行。作為污水處理核心設備的高效厭氧反應器,是設計單位自主開發的具有自主知識產權和技術秘密的污水處理設備,其調試除相應的設備調試外,還要進行生物調試。用于處理丙烯酸及酯的生產廢水的菌種生長緩慢(需要經過一個漫長的馴化過程,以使活性污泥中的菌類適應丙烯酸及酯生產廢水)且生長條件較為苛刻,所以厭氧調試時間較長,過程相對復雜,需逐步提高負荷。根據實驗室小試和中試結果,該工藝設計調試及試運行期為3 個月。
                        1.2.2.2.1 高效厭氧反應器溫度的確定:厭氧反應的溫度分為高溫發酵(55℃左右)、中溫發酵(35℃左右)和常溫發酵,高溫發酵效率最高,但能耗較高,故該工程采用中溫發酵,進水溫度設計為35~42℃。經試運行一段時間后,確定將溫度定在35~37℃,即可滿足厭氧菌的反應需要。調配池及反應器都裝有在線溫度測定,以更好地控制和調節溫度。
                        1.2.2.2.2 高效厭氧反應器進水pH 值的調節:高效厭氧反應器中產甲烷菌最適宜的生長環境為pH 值6.5~7.8,考慮到運行成本,結合生產廢水的實際pH值,通過往調配池中加堿,使進高效厭氧反應器的廢水pH 值不小于4.0。調配池及反應器都裝有在線pH 值測定,以便更好地進行控制和調節。
                        1.2.2.2.3 高效厭氧反應器中揮發性酸的控制:為防止厭氧菌被酸化,需嚴格控制反應器中的揮發性酸≤3mmol/L,當揮發性酸≥5 mmol/L 時,應停止進水,否則系統面臨酸化,活性污泥中的厭氧菌會老化,整個高效厭氧反應器系統需重新添加活性污泥并進行馴化,會造成嚴重后果。
                        1.2.2.2.4 好氧曝氣池排泥及脫泥:好氧曝氣池污泥濃度正??刂扑綖?000 mg/L,若長時間超過此值而不及時進行污泥排放工作,則會導致二沉池出水帶泥,影響外排污水的質量。該污水生化處理系統設計有壓濾脫泥工序,可將系統產生的污泥壓濾成泥餅(含水約80%)后方便外運。1.2.2.3 經運行,污水生化處理系統的COD 去除率為93%,大于原設計的85%,出水COD 的平均值為208mg/L,pH 值均在6~9 范圍內。
                        1.2.2.4 污水生化處理系統的調試及試運行打通了工藝流程,厭氧污泥馴化基本完成,好氧系統運行穩定;出水排放指標合格。下一步的工作重點就是逐步提高高效厭氧反應器的有機負荷,在保證系統出水滿足排放標準的情況下,達到設計滿負荷,保證企業正常生產工作。

                        2 結論
                        正和集團的丙烯酸及酯生產裝置在日常生產過程中,根據生產過程中產生的廢水情況并結合實踐將以上系統者有機的結合到了一起,更加高效、低成本的處理了生產廢水,從而保證了的生產裝置平穩運行,使丙烯酸及酯裝置真正做到了效益最大化。

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                        丙烯酸及丙烯酸丁酯生產廢水處理的研究
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