PTA废水预处理研究

2000年9月　　　　　　JournalofHeilongjiangHydraulicEngineeringCollege　　文章编号:1000-9833(2000)03-0051-03

.27,No.3Vol

Sept.,2000　

PTA废水预处理研究

田　华1,王　颖2

(1.徐州化工学校化工科,江苏徐州　221006;2.黑龙江水利高等专科学校水资源工程系,哈尔滨,150086)

摘　要:阐述了通过添加铁盐去除PTA(聚苯二甲酸)废水中TA(苯二甲酸),降低COD的废水处理新方法,COD去除率25%以

上,通过小试、中试、现场试验后,应用PTA建立了工业化装置。关键词:PTA;废水处理;TA中图分类号:X703　　　文献标识码:A

　　仪化公司PTA废水处理流程为工艺水→酸沉

池→调节池→厌氧→耗氧→出水,其工艺水成份复杂,含大量醋酸、对苯二甲酸、苯甲酸及醋酸甲酯等,工艺水经酸沉池沉降悬浮固体后,进入调节池,调整pH后进入后续生化降解工序,其核心部份是厌氧处理,TA经厌氧处理后,化学结构发生改变,改善了其可生化降解性,为好氧生物处理创造了良好的条件。

烷基苯、TA降解的主要产物有苯甲酸、C8～环烷烃及各种小分子的C9长链饱和烷烃或烯烃、

醇、醛、酯、烷烃等。TA及其厌氧降解的前期中间产物,共同对生物降解过程产生抑制作用〔1〕。控制适当的环境条件和降低TA浓度、加强对微生物的驯化、延长反应时间等,可以提高TA降解程度。

〔2〕

PTA污水处理的传统方法是好氧生物处理,

PTA及EG,该系统的BOD较一般活性污泥法高40倍,大大减少污泥的产生量,所占空间只是原技

术的1󰃗10,PTA分解率超过99%,TOC处理效率超过94%。该公司打算向其它领域进一步推广该新技术。

本研究的目的是尝试通过沉淀池出水中加入铁盐,使其中溶解的TA形成沉淀析出,而达到去除COD目的,减轻后续生物降解负荷,提高出水质量,即:

工艺水→酸沉池→铁盐沉降TA→调节池→厌氧→好氧→出水1　实验1.1　试剂

但停留时间过长,长达15d,将厌氧处理技术运用于

〔3〕

PTA处理成功的例子并不多。国内开展PTA废

水处理的单位主要有抚顺石化研究院,北京环保研究所及中石化公司规划院等。处理技术不断更新,向着更高效、更经济的方向发展。如由抚顺石化院、乌鲁木齐石化总厂共同开发的“两段好氧PTA废水处理”工艺,据称该工艺具独创性,操作简便,不耗碱,耐冲击,启动时间短,可将COD从6000mg󰃗L

〔4〕

以上,直接降到100mg󰃗L以下。最近东丽公司开发的含高浓度PTA及EG的聚酯技术,克服了一般活性污泥技术成本高,占地面积大的缺点,据称该公司使用最新发现的新菌株,可在高温、高pH下分解

　　收稿日期:2000-06-15

　　作者简介:田　华(1966-),女,黑龙江阿城人,讲师;工程师。

聚铁、聚丙烯酰胺均为工业级。

1.2　测试方法

3+2-COD、fe、SO4分别用相应的标准方法测试。

1.3　实验方法

利用铁离子与TA反应析出沉淀,在目前的酸沉池出水中加入铁盐,使铁盐与溶解状态的TA反应,析出细小黄色沉淀,再辅以PAM絮凝剂,使细小沉淀变成大块沉淀,使沉淀快速沉降,整个实验均模拟现场条件,温度控制在60℃左右。

取一定量化工厂PTA酸沉池澄清出水,搅动后加入一定量的铁盐,反应一段时间后,加入3～5mgPAM(水溶夜),自然沉降3h,取上层澄清液,测

3+2-COD、Fe、SO4等。2　结果与讨论2.1　化工厂废水特性

52　　　　　　　　　　　　　黑　龙　江　水　专　学　报　　　　　　　　　　　　第27卷

表2　COD去除率随铁盐用量变化表

铁盐用量󰃗mg・L-COD去除率%

1

化工厂PTA废水化学成分复杂,排放量大,

COD波动大,温度高,由于含有大量苯环类成份,处理较为困难。经过长达7个月的长期跟踪检测,发现具有下列几个特征:

(1)以酸沉池沉降悬浮物后,沉降池出水pH稳定在2～4。

(2)酸沉池出水温度高约50℃～70℃。

(3)PTA废水中苯环类物质对总COD的贡献占50%以上。

(4)通常情况下,TA在水中溶解质较小,几乎不溶。而在PTA废水中含大量TA类物质,资料报道其原因是由于此废水中含大量醋酸钠所致。实验表明,醋酸钠存在下,确能使TA溶解度大幅度增加,见表1。

表1　TA溶解度表

醋酸钠含量%

TA溶解度󰃗g

00.001

0.50.514

10.940

21.49

31.72

10011

20024

30030

40036

2.2.4　铁盐与TA反应时间

必须使铁盐与废水充分混合,混合效果的好坏直接影响COD的去除率。

铁盐与废水混合达30s后,即可加入PAM,进

一步延长反应时间,对COD去除率没有贡献,但反应时间不能少于30s。2.2.5　聚丙烯酰胺用量当铁盐与废水反应一段时间后即可加入PAM,PAM用量既不能太少,也不能太多。用量太少,絮

凝效果不佳,沉降效果不理想;PAM用量太多,由于PAM价格昂贵,因而费用较高。实验时,PAM用量为2～3mg󰃗L即可达到较佳的效果。2.2.6　沉降速度实验

生成的沉淀沉降速度的快慢,决定着工业化实

2.2　实验室PTA废水中TA去除试验2.2.1　pH对TA去除实验的影响

施时效果的好坏,在一个具有刻度的量桶中测定了沉淀沉降速度。在一个具刻度的量桶中,加入一定量的废水,加入铁盐与絮凝剂后,观测沉降到桶底的沉降物体积,见表2。

表2　沉降速度实验表

时间󰃗min沉降率%

270

495

699

9

3099.9

目前的PTA废水中pH在2～4,是醋酸——醋

酸钠缓冲体系,pH相对稳定,分别调整不同的pH值,考察了pH对TA去除效果的影响。

～5之间,对去除试验无影响。pH:2

pH下降酸度增强,去除率下降,当pH<2,无沉淀

pH>5,去除率显著下降,沉淀变黑。

在目前生产装置稳定的情况下,不会对TA去除效果产生不良影响。2.2.2　加药方式的影响

2.2.2.1　铁盐与PAM混合均匀后同时加入,只出现混浊现象,而无沉淀产生。

2.2.2.2　必须先加盐,使其与TA反应出现沉淀后,才能加入PAM絮凝剂。铁盐(PSF)与TA反应迅速,加入铁盐(200mg󰃗L),搅拌均匀,反应3～4分钟后,加入溶解好的PAM絮凝(3～5mg󰃗L),搅拌均匀后,自然沉降,迅速产生大块絮状沉淀,自然沉降3h后,测其COD,可去除COD20%以上。2.2.3　铁盐用量对COD去除率的影响

COD的去除率随铁盐的用量增加而增加,见表2。

　　选择铁盐用量时,不应只考虑到COD去除率,还要考虑到COD去除成本,实验时,通常铁盐用量为200mg󰃗L。

2.3　实验室放大试验

将化工厂现场酸析池同比缩小10倍,即长6在1󰃗3与1󰃗2处隔成反应m,宽0.68m,高0.42m。

池,1󰃗2处与3󰃗4处隔成沉淀池,见图1。水流量30

kg󰃗h,冲击投加PSF12g󰃗h,PAM0109克(配成1∶1000的溶液)于反应池中。连续运行35h,经过3次

重复试验,出水COD均可下降20%,残存铁离子1～4mg󰃗L,且沉淀沉降速度快,出水澄清。2.4　现场试验

试验目的:①找出现场的加药方法;②验证实验室结果。

现场试验时排空2#酸沉池,用离心泵将1#池出水,经管道加药后进入2#池进行沉降。在溢流

3+后,取2#池溢流水测COD、Fe。在离心泵吸入口

加入聚铁,在管道末段加入聚丙烯酰胺絮凝沉淀。泵流量100t󰃗h,聚铁用量按200mg󰃗L浓度加入,

～4mg󰃗PAM使用浓度为3L。

第3期　　　　　　　　　　　　　　田　华等1PTA废水预处理研究

3+3+

取2#池溢流水,测COD、Fe,Fe不超过

2-115mg󰃗L,COD去除率25%,SO480mg󰃗L。

53

出水COD下降,有利于后续生化降解出水COD的

下降及达标。增加絮凝处理工艺后,降低了沉淀池来水COD,使调节池出水COD下降。目前化工厂调节池出水COD,从以前的3800mg󰃗L逐渐下降,且稳定在3000mg󰃗L以下,生化处理出水从1750mg󰃗这与经絮凝处理后L逐渐下降到1000mg󰃗L左右。酸沉池出水COD下降密不可分。3　结　论

2.5　工业化应用

　　(1)通过在酸沉池出水中投加铁盐,可达到去除TA,降低工艺水COD20%以上的目的。

(2)在化工厂现场实施时,试验表明采用管道混

工业化装置与现场试验方案相似,即管道混合加药。将1#、3#酸沉池出水,经离心泵提升,加药后进入2#沉降池沉降沉淀(见图1)。该厂自30%增容以来,工艺水量呈上升趋势,COD总量增加,该装置运行以后,调节池出水COD却呈下降趋势,总排COD也随之降低,逐渐由超标趋于达标。调节池水由酸沉池来水和耗氧池回水(1∶1)组成,调节池参考文献:

〔1〕　郑元景1有机废水厌氧发酵〔1北京能源学会,1985.M〕

合加药方法是可行的。

(3)残存铁离子和硫酸根离子。

絮凝反应后,测其清液中残存铁离子浓度不超过5mg󰃗L,硫酸根约120mg󰃗L左右,不会对下一步生物降解工序产生不良影响。

〔2〕　申立贤,刘　玖1对苯二甲酸厌氧生物降解机理与途径研究〔1环境保护科学技术新进展1中国建筑工业出版社,1993.C〕〔3〕　李　刚,申立贤1对苯二甲酸生产废水处理技术〔.中国沼气,1995.J〕

PretreatmentresearchofPTAeffluent

12

TIANHua,WANGYing

(1.XuzhouChemicalEngineeringCollege,JiangsuProv.,Xuzhou　221006,China;2.HeilongjiangHydraulicEngineeringCollege,Harbin　150086,China)

Abstract:ThispaperpresentstheneweffluenthandlingmethodforreducingCODbyappendingferricsalttogetridofTAinPTAeffluent.ThisresultshowsCODremovablerateismorethan25%.AnindustralizedinstallationwasbuiltbyusingPTAthroughsmall,middle2sizedandon2siteexperiment.Keywords:PTA;effluenthandling;TA