A/ SBR工艺处理煤制乙二醇污水的研究

崔风桐，赵立宁，尹洪肖，齐晓冉，段 利，许丁妍

(1.彩客科技(北京)有限公司，河北 沧州 061600；2.河北丰源环保科技股份有限公司，河北 沧州 061000；3.徐州水处理研究所，江苏 徐州 221007；4.阳煤集团深州化工有限公司，河北 衡水 053800)

A/ SBR工艺处理煤制乙二醇污水的研究

崔风桐1，赵立宁2，尹洪肖3，齐晓冉4，段 利2，许丁妍2

(1.彩客科技(北京)有限公司，河北 沧州 061600；2.河北丰源环保科技股份有限公司，河北 沧州 061000；3.徐州水处理研究所，江苏 徐州 221007；4.阳煤集团深州化工有限公司，河北 衡水 053800)

针对煤制乙二醇产生污水的问题，对比了A/SBR法和A2/O法，结果表明：A/SBR法具有投资省、设备少、占地少、维护运行费用低、出水水质好、耐冲击等优点。本项目采用A/SBR组合工艺，进水COD为1 000mg/L，出水水质COD≤50mg/L，氨氮由110mg/L降至5.0mg/L，达到了GB 18918-2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》中的一级A标准。

煤制乙二醇；A/SBR工艺；污水

doi：10.3969/j.issn.1004-8901.2017.02.012

乙二醇是一种非常重要的石油化工基础有机原料，主要用于生产纤维、防冻液、树脂、涂料等，其下游产品应用更为广泛，是世界上消耗最大的多元醇。本项目主要污水有煤气化污水、酸性气体脱除和乙二醇合成装置排放的污水以及生活污水，其中含有甲醇、乙醇、乙二醇及硝酸钠等物质。

与A2/O法相比，A/SBR法具有投资省、设备少、占地小、后期运行维护成本及运行费用低、出水水质好、耐冲击等优点。A/SBR工艺将进水、曝气、污泥沉淀、排水、排泥等多工序集中于一池完成，对进水有较强的稀释作用，抗冲击能力强，运行稳定[1-3]。其抗冲击性在工厂开、停车期，应对突发情况时尤其显著。

金万泰公司利用原有A2/O工艺设备改造为A/SBR工艺，经改造后外排水中氨氮含量由原来的25mg/L降到15mg/L[4]。

本项目配套污水处理站采用A/SBR组合工艺，出水水质达到了GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》中的一级A标准。

1 工艺设计

1.1 设计规模与设计水质

设计污水处理能力为340m3/h(含乙二醇二期废水)。污水处理站进、出水水质设计值见表1。

表1 污水处理站进、出水水质设计指标

(1)污水处理站进水。煤气化采用航天炉，操作温度较高，大于1 300℃，煤气化废水为洗涤合成气出水，经沉降槽排出。出水COD为200～400mg/L，氨氮为80～250mg/L，温度为60℃左右，流量为100m3/h左右。

(2)净化装置。变换工段锅炉排的废水中，COD为150mg/L左右，含少量磷酸盐。酸脱工段的酸性气体脱除废水中COD为1 500mg/L左右。

(3)乙二醇合成装置出水。精馏塔的喷射泵及其他装置的废水中COD为5 000～25 000mg/L，流量为20m3/h左右。

(4)生活污水及其他混合废水。COD为200～900mg/L，氨氮为200～650mg/L(现场实测)。

综上可知，废水中难降解的有机物少，可生化性高，COD较易处理，氨氮含量相对较高。

1.2 污水处理工艺

A/SBR工艺流程见图1。

图1 A/SBR工艺流程

乙二醇项目全厂污水经管廊或沟槽进入格栅池滤掉大块的漂浮物后，进入调节池进行均质均量，如果pH值过低，需加入碱液进行调节，经提升泵将污水抽到预处理器且加入絮凝剂PAC及PAM。预处理器出水进入A池，靠重力流到SBR池。在生化池中进行曝气、推流、静沉后上清液达到标准，再由滗水器引流到缓冲池内，经提升泵进入生物过滤器中，进入清水池中，最后外排。

在预处理器及SBR池产生的一部分污泥经污泥泵到达污泥浓缩池后，加入絮凝剂经过带式过滤机脱水形成泥饼外运。

2 各操作单元的运行指标及原理

2.1 格栅池

拦截污水中携带的固体悬浮物，并定期打捞。

2.2 调节池

调节水质及水量，配套的加碱设备控制pH值在6～9，碱度为2mg/L左右。生活污水、工业污水以及事故污水在调节池中进行调节，控制污水COD为500～1 000mg/L，氨氮小于250mg/L。调节池容积为1 600m3，连续进出水。

污泥浓缩池有一部分污水可以回流到调节池，污水中带有一部分微生物，在调节池中厌氧菌及兼氧微生物进行酸化作用，可以将污水中大分子污染物降解及水解，形成易生化的小分子化合物，提高污水的可生化性，提高出水水质。

2.3 预处理器

预处理器可以去除污水中的悬浮物，净化水质。污水在进入预处理器前加入PAC、PAM等絮凝剂，使出水悬浮固体SS<20mg/L，定期排底部污泥到污泥浓缩池中。

2.4 A池

SBR池与A池进行回流，对进水进行稀释，降低污水中的有机物浓度，维持微生物生存环境的稳定。A池中控制回流泵的流量，调节水中DO，使其<0.6mg/L，处于缺氧状态。A池中COD<200mg/L，氨氮<50mg/L。

由于SBR池与A池的回流循环作用，使污水不断处于好氧、厌氧、缺氧的循环状态，强化了硝化和反硝化作用，有利于氨氮的去除。

2.5 SBR池

SBR池为污水处理站的核心装置，主要去除水中的COD、氨氮等，保证出水达标。SBR池运行周期为12h，进水推流3h，进水曝气7h，静沉1h，排水1h。控制SBR池内DO为0 ～7mg/L，来水COD值低则降低曝气量，DO可以控制稍低些；来水COD含量高则提高曝气量，DO值相应地增加。纯碱的量不小于2.0mmol/L，若SBR池中氨氮值小于5mg/L(本污水处理站的外排水指标)，可以不用加纯碱，排水前不加纯碱。SBR池中污泥的量要控制在适当范围内，宜为20%～40%，夏季SV30>30%时要排泥，降低污泥浓度；冬季运行时污泥浓度稍高些，SV30>40后再进行排泥。生化处理污水时，污水的温度保持稳定，SBR池污水温度宜为25～40℃。SBR池中污水经生化处理后，在曝气完成时COD<50mg/L，氨氮<5mg/L，则静沉后排水；若水质不合格则继续推流曝气，直到水质合格。

SBR池中将好氧、厌氧、缺氧集中于一体。厌氧、缺氧状态下可将难溶解或难降解的有机物酸化，提高溶解性及可生化性；好氧状态主要分解、消耗有机物，降低COD。

厌氧和好氧的配合能有效降低污水中的氨氮在好氧环境下，好氧型的亚硝酸菌进行硝化反应，将有机氨及无机氨转化为亚硝酸根，亚硝酸根在好氧型硝酸菌的作用下继续氧化生成硝酸根，完成氨氮的硝化反应。在厌氧和缺氧的环境中，硝酸根在异养型反硝化菌的作用下，以无污染的氮气形式释放到空气中，完成了氨氮的反硝化作用[5]。

2.6 缓冲池

SBR池中污水经静沉后，由滗水器将上清液导流到缓冲池中。

2.7 生物过滤器

缓冲池中的水经生物过滤器过滤后，出水中的SS<10mg/L。生物过滤器的主要作用是过滤水中的悬浊物，其罐体中填充石英砂，起过滤作用。当进水压力与出水压力相差0.5 MPa时，打开清洗系统，对滤料进行正洗、反洗。

3 A/SBR工艺运行结果与分析

污水处理站经调试完成后，生化池内活性污泥生长状态稳定，进入试运行阶段。现对SBR池进水及出水进行化验，检测污水中的COD、氨氮的浓度。根据对污水处理站进水及出水主要指标COD、氨氮的监测，分析A/SBR工艺处理煤制乙二醇污水的效果。

3.1 污水中COD的去除

对SBR池进、出水进行连续30d的检测，其COD情况见图2。

图2 污水中COD的去除效果

在污水处理站试运行期间，由于煤制乙二醇项目正处于试车阶段，SBR池进水水质波动较大。第1d与第6d中，进水COD在1 000mg/L内波动，第3.5d中COD由第3d的1 061mg/L上升至1 625mg/L，是进水设计值的1.6倍，出水COD值保持在排放标准内，最高值48.16mg/L，最低值25.21mg/L。在此阶段进水COD高于设计时，仍能保证出水正常，说明系统具有较强的抗冲击能力，运行平稳。第6.5d与第14d中，进水水质COD降低，为设计进水的1/2，SBR处于低负荷运行，在此期间SBR池出水COD为15.53～37.62mg/L。第14.5d中进水COD突然由361mg/L增长到2 167mg/L后，SBR池出水在后面几个周期都保持正常，出水为25mg/L左右。第14d以后，进水COD在1 100mg/L左右浮动，SBR出水正常，在50mg/L以内。

综上可知，在试运行期间，SBR池进水COD平均值为950mg/L，出水为34.33mg/L，COD去除率平均值为95.8%。A/SBR工艺对煤质乙二醇污水有较强的处理能力，进水COD在超出设计值500～2 000mg/L时，对污水均能处理合格，达到排放标准。此工艺对来水有较强的抗冲击能力，适应力强，运行平稳灵活。

3.2 污水中NH3-N的去除

对SBR池进、出水进行连续30d的检测，其NH3-N情况见图3。

图3 污水中NH3-N的去除效果

煤制乙二醇项目中的氨氮含量较低，根据近30d的检测，污水处理站中氨氮的含量在110mg/L左右波动，最高值为171.1mg/L，最低值为54.6mg/L，平均值为112.4mg/L。出水氨氮的平均值为1.24mg/L。在第7～ 11d、第4、16和17d中，出水氨氮与其他时间段相比较高，最高值为4.15mg/L，最低值为1.63mg/L，其他时间经SBR生化池处理后的氨氮含量均<1.0mg/L。SBR池的氨氮平均去除率达到98.9%。

综上可知，A/SBR工艺对煤制乙二醇污水中的氨氮有较强的处理能力，此工艺脱氮效果较为成熟，硝化、反硝化处理氨氮比较彻底。SBR池处理后的污水中氨氮值远远小于GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》中的一级A标准。

4 结语

通过对污水处理站连续30d的检测后，对A/SBR工艺处理煤制乙二醇生产污水的效果总结如下。

(1)污水处理站运行稳定，在全厂调试期间，进水水质有剧烈波动的情况下，生化池保持稳定，活性污泥生长情况良好，具有较强的抗冲击能力，应对突发情况能力强。在本次试运行期，COD在361～2 167mg/L、氨氮在54.6～171.1mg/L时，系统运行平稳，出水水质合格。COD去除率在92%以上，氨氮去除率在96%以上。

(2)出水指标：COD<50mg/L，氨氮远远小于5mg/L。即使没有经过生物过滤器等后续工段，出水已符合GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》中的一级A标准的出水标准。但此设备不能取消，以防止当SBR池沉降效果欠佳时，缓冲池中的水浊度超标，经过生物过滤器后可以避免外排水浊度超标。

(3)A/SBR工艺中SBR池“一池多用”，减少占地面积，运行设备较少，操作简单灵活。对出水水质指标有较强的调整能力，只调整曝气和推流时间即可调节出水指标，不需要增加任何设备。

[1]张亚．A/SBR工艺处理高浓度有机污水研究[J]．资源节约与环保，2015(4)：32.

[2]吴侠．A/SBR短程硝化工艺在含氨污水处理中的应用[J]．小氮肥，2012，40(4)：20-22.

[3] 赵利霞．SBR工艺处理煤制甲醇污水的研究[J]．河南化工，2010，27(6)：42-44.

[4] 袁建松．A/SBR工艺在处理氮肥厂污水中的运行控制[J]．煤炭与化工，2014，37(4)：147-149.

[5] 林丰姝，郑平，陈建松．SBR法的特点及其在生物脱氮中的应用[J]．环境污染与防治，2002，24(2)：98-100.

修改稿日期： 2017-03-15

Study on Treatment of Coal-made Ethylene Glycol Wastewater by A / SBR Process

CUI Feng-tung1，ZHAO Li-ning2，YIN Hong-xiao3，QI Xiao-ran4，DUAN Li2，XU Ding-yan2

(1.TsakerTechnology(Beijing)Co.，Ltd.，CangZhouHebei061600，China；2.HebeiFengyuanEnvironmentalProtectionTechnologyCo.，Ltd.，CangzhouHebei061000，China；3.XuzhouResearchInstituteofWaterTreatment，XuzhouJiangSu221007，China；4.YangmeiGroupShenzhouChemicalCo.，Ltd.，HengshuiHebei053800，China)

Based on the problem of wastewater produced by coal-made ethylene glycol，this essay compares the A/SBR method with A2/O method.The result presents that A/SBR method has the advantages such as low investment，less equipment，less land occupation，low maintenance cost，good water quality and excellent impact resistance and so on.The project adopts A/SBR combination process，with incoming water COD of 1000mg/L，outcoming water COD≤50mg/L，ammonia nitrogen concentration decreasing from 110mg/L to 5.0mg/L，which reaches A level regulated in GB18918-2002 “Urban Sewage Treatment Plant Sewage Discharge Standards”.

Coal glycol；A/SBR process；wastewater

崔风桐(1984年—)，男，河北沧州人，2015年毕业于河北科技大学化学工程专业，硕士，工程师，现主要从事化工工艺生产、管理等工作。

10.3969/j.issn.1004-8901.2017.02.012

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B

1004-8901(2017)02-0042-04