低浓度二甲醚生产废水处理与回用技术

Posted 2023-01-15 生产废水

篇首语：著论准过秦，作赋拟子虚。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了低浓度二甲醚生产废水处理与回用技术相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

二甲醚（DME）作为一种化工原料和新兴的清洁燃料，生产企业越来越多，其废水水质因生产工艺不同差异较大，相应的废水处理工艺也有所差别，国内研究文献较少。李尔炀等〔1〕作了采用工程菌处理高纯二甲醚生产废水的研究，用工程菌LEY7 处理二甲醚化工废水，工艺采用二级氧化，进水COD1 000 mg/L，处理后出水COD 在100 mg/L 以下，COD 去除率达到90%以上。肖羽堂等〔2〕采用水解酸化+接触氧化+混凝沉淀+富氧生物活性炭+UV 消毒组合工艺处理二甲醚生产废水，在进水COD 为1 095～1 600 mg/L、pH 为5.0～7.0 的条件下，混凝沉淀单元的出水水质满足绿化用水要求，富氧生物活性炭处理出水水质满足洗车及景观用水等要求，实现了二甲醚生产废水的零排放。薛耿等〔3〕介绍了接触氧化+混凝沉淀+过滤+消毒组合工艺在处理二甲醚生产废水中的应用，进水COD 约805 mg/L，经处理后能够达到国家循环冷却水系统补充水水质标准，可用作循环水系统的补充用水。

张家港化学工业园区某二甲醚生产企业年产二甲醚20万t，日排放生产废水约300 m3，其中含低浓度的甲醇、二甲醚等有机污染物，COD 约300 mg/L，弱碱性，原设计直接排入化工园区综合污水处理厂，支付污水处理费4 元/m3。企业为了节能增效，达到清洁生产目的，拟新建生产废水回用设施，笔者在充分调研了其生产工艺和废水性质后，设计了串级自循环活性污泥法+混凝沉淀+过滤+ClO2消毒的污水处理及回用工艺，经过2 年多的运行，废水经处理后完全回用到循环冷却水补水中，产生较大的经济效益和环境效益。

1 废水水质和回用标准

废水主要来自生产工艺，约300 m3/d，COD 约220～300 mg/L，pH 7～8.5，微量其他污染物。经处理后达到《工业循环冷却水处理设计规范》（GB50050—2007）再生水水质指标，用于循环冷却水补水。经对比分析，主要的污染指标为COD 和浊度，废水可生化性较好，采用好氧生化法处理，但考虑到生产废水中缺少氮和磷等营养物，补充厂区生活污水约20 m3/d。

2 回用工艺设计及说明

该生产废水水质较为清洁，原设计污水排入事故池，再经泵提升排入园区污水管网，事故池较大，具有较大的缓冲调节能力，但含少量浮油，因此预处理设置隔油池，防止石油类对微生物的冲击。因循环冷却水水质对BOD5要求较高，故设计两级串联低污泥负荷好氧生化工艺，微生物处于内源呼吸阶段，保障有机物完全降解。根据废水水质和回用目标，设计工艺路线如图 1 所示。

图 1 生产废水回用工艺流程

因废水为低浓度有机废水，水量较小，故生化单元设计为串级自循环活性污泥法，主要特点：（1）依靠曝气的动力让污泥自身循环，省却了污泥回流泵。（2）两个好氧池串联运行，污泥负荷低，可保证出水水质。（3）因污泥负荷低、沉降性能好，沉淀单元采用斜管填料，提高表面负荷，减少基建投资。（4）事故维修情况下，可切换独立运行，保证不影响生产。（5）共用池壁，节省占地及基建投资。

经过好氧生化处理后，出水COD 低于20 mg/L，但浊度和细菌总数尚不能达到回用要求，故需要物化深度处理。深度处理采用混凝沉淀+过滤+ClO2消毒常规工艺，投资低，运行效果稳定。深度处理出水经化验合格进入循环水池，用于循环冷却水补水。

3 主要构筑物及设备参数

（1）事故池。1 座，钢筋混凝土结构，地下式，有效容积3 000 m3，用于调节生产废水的水质、水量；配置生产废水提升泵2 台，1 用1 备，无堵塞自吸泵，流量15 m3/h，扬程16 m。

（2）隔油沉淀池。1 座，钢结构，地上式，直径3 m，高5 m，填料孔径35 mm。

（3）自循环活性污泥池。2 座，串联，钢筋混凝土结构，地上式，建筑尺寸8 m×7 m×4.5 m（包括沉淀区），有效水深4.2 m，停留时间10 h，沉淀区表面负荷1.5 m3/（m2·h）。

（4）混凝沉淀池。1 座，钢结构，地上式，直径4 m，高5 m，斜管填料孔径50 mm，混凝停留时间0.5 h，斜管沉淀区表面负荷1.2 m3/（m2·h）。配置计量泵2 台，50 L/h。

（5）无阀滤池。1 座，钢结构，地上式，直径2.8 m，高5 m，石英砂滤料，粒径2 mm。

（6）污泥浓缩池。1 座，钢结构，半地上式，直径2.5 m，高7 m，上清液自流入隔油沉淀池。

（7）板框压滤机。1 台，自动拉板，20 m2。配置污泥螺杆泵2 台，1 用1 备，流量4 m3/h，扬程60 m，滤液自流入事故池。

（8）复合ClO2发生器。1 台，100 g/h。配置消毒水泵2 台，1 用1 备，清水离心泵，流量15 m3/h，扬程30 m。

4 运营状况

该工程2009 年9 月建成，10 月份调试成功，至今已稳定运行2 a，各项排水指标达到设计目标，极低的好氧生化出水（日平均COD<15 mg/L）保证了最终系统出水COD<10 mg/L，可完全回用作循环冷却水的补水。2011 年1～10 月平均出水水质见表 1。

5 经济效益分析

该项工程总投资约270 万元，其中土建120 万元，设备及安装投资150 万元。日处理废水约320 t，回用于生产约319 t，吨水直接处理费用（电费、药剂费、人工费、维修费）1.42 元，以年运行350 d 计，年直接运行费用15.90 万元；回用于循环冷却水，节省自来水，按2.5 元/t 计，年节省自来水费27.91 万元；排污费4.0 元/t，年节省排污费44.66 万元，年净收益56.67 万元，静态投资回收期约4.76 a，经济效益显著。每年减少COD 排放约32.48 t，并降低工业园区污水处理厂负荷，环境效益明显。。

6 结论

（1）以串联自循环活性污泥法为核心的生化工艺辅以混凝沉淀+过滤+ClO2消毒工艺处理低浓度二甲醚生产废水，运行稳定，操作维护简单，出水水质优异。完全达到《工业循环冷却水处理设计规范》（GB 50050—2007）再生水水质指标，用于循环冷却水补水，达到了化工废水零排放的目标。

（2）添加少量生活污水改善废水中的氮磷营养比例，有利于提高生化系统稳定性。

（3）低浓度二甲醚废水回用项目在消除污染的同时，出水完全回用于生产，节省了宝贵的清洁水资源，减少了排污费，企业经济效益显著，提升了企业形象，社会环境效益明显。