化學與生物工程2005,N。.4Chemistry BioengineeringUASB法處理PTA污水的設計閔志堅華中科技大學環(huán)境科學與工程系,湖北武漢430074)摘要:上流式厭氧污泥床(UASB)處理PTA污水可取得良好的效果,在工藝設計的過程中需要考慮到PTA污水在事故下的收集和污水的水質(zhì)調(diào)節(jié);UASB厭氧系統(tǒng)的設計要注意處理單元的合理劃分、布水系統(tǒng)、三相分離器以及污泥培養(yǎng)四個方面的問題。關鍵詞:UASB;精對苯二甲酸;三相分離器;布水系統(tǒng);顆粒污泥中圖分類號:X783文獻標識碼:A文章編號:1672-5425(2005)04-0047-03精對苯二甲酸(PTA)污水是化工行業(yè)中具有代18500m3·d,污水處理前后水質(zhì)情況如表3:表性的可生物降解廢水,隨著石油化學工業(yè)的日益發(fā)表3污水處理指標展,PTA廢水的處理已引起國內(nèi)外廣泛的重視,并作rab.3Wastewater treatment indexes了大量的研究工作,取得了一定的進展。采用預處指標COD/mg:L1pH溫度/℃Ss/mg:L理一厭氧一好氧技術工藝處理PTA廢水,可取得良進水水質(zhì)7500~83004-545-60好的效果出水水質(zhì)<300<40<150PTA污水特性1.2預處理復雜1.1可生物降解性差由于PTA生產(chǎn)過程均是在高溫高壓的條件下進PTA生產(chǎn)過程[包括對苯二甲酸(TA)生產(chǎn)與精制的行,因此需對PTA污水進行冷卻,以保證進入生物處所有過程排放的廢水除TA為主要有機物外,還有相當理的污水溫度在40℃以下。污水在進入生物處理系濃度的對二甲苯、苯甲酸、甲苯甲酸以及其它有機物,這統(tǒng)之前,應盡可能地將污水中的TA去除,以減輕后續(xù)些有機物均為結(jié)構較為穩(wěn)定的苯系物,較難生物降解生物處理的有機負荷,提高污水的可生化性。1,表2。下藝生產(chǎn)排放水質(zhì)及水量、主要組分見表2污水處理流程PTA污水處理工藝流程如圖1、圖2。表1PTA污水水質(zhì)及水量生化處理Tab. 1Quality and flux of PTA wastewater四合熟水一[冷卻]匣沉母裝置流量/m3·h-1COD/mg·L-1pH值排放形式cTA[故池一[合反應[濃縮池PTA工藝連續(xù)CTA工藝2001~Hpo.[時片過濾圈水處理~120000圖1PTA污水預處理流程框圖其它Fig. 1 The process of Pta wastewater注CTA—對苯二甲酸的工藝半成品預處理出水表2PTA污水主要組分[一區(qū)AH反應器一[疑化涸Tab. 2Main components of PTA wastewater組分苯甲酸對甲苯甲酸間苯二甲酸基本酸Ca'迆]←匚授融觸氧化迴沉池]出水達標排放含量20~3030~4015~304~15<1500匹泥濃縮池帶式濾機與泥外排圖2rTA污水生化處理流程框圖綜合以上排水情況可得PTA污水設計總水量為Fig. 2 The process of PTA wastewater biochemical treatment閔志堅:UASB法處理PTA污水的設計/2005正第4期3主要工藝設計的特點是一根配水管只服務一個配水點,只要保證每根配水管流量相等,即可達到每個配水點流量相等的要3.1預處理求。設計中采用配水井式進水分配系統(tǒng),每個配水井服3.1.1事故池務面積小于50m2,每個配水點服務面積為4m2。由于工藝裝置在事故狀態(tài)時,排出大量TA殘渣及CTA廢水,此廢水濃度高、排放量大,對廢水處理產(chǎn)生很大的沖擊。故設計時考慮設事故池1座,用于··配水并服務面事故廢水并定量送至沉淀池與PTA廢水一同處理事故池尺寸25m×20m×5m,鋼筋混凝土;有效容積V=2300m3;內(nèi)設攪拌器10臺,g1500mm,r=20r·min1,N=0.75kW;事故水泵2臺,Q=三相分離器100m3·h1,P=0.1MPa,N=7.5kW圖3UASB反應器布水分配系統(tǒng)示意圖3.1.2冷卻塔Fig 3 Influent distribution system of UASB reactor冷卻塔采用玻璃鋼冷卻塔,內(nèi)設點滴式填料。冷卻塔處理水量Q=700m3·h,進水溫度t1=65℃3.2.3三相分離器出水溫度t2≤40℃。本設計選用荷蘭 PAQUES公司生產(chǎn)的三相分離3.2UASB厭氧處理器定型產(chǎn)品,其工藝原理圖見圖4。本產(chǎn)品雖然內(nèi)部UASB反應器設計參數(shù):設計水量Q=18500結(jié)構較為簡單,但污泥回流較暢通、泥水分離和氣體的d;進水水質(zhì)COD=5400~6200mg·1-1,pH為分離效果較好。3~4;出水水質(zhì)COD=1560~1780ng·L,pH約出水為6;設計容積負荷為5 kgCOD·m-3:d;反應器氣室污泥濃度為20~30g·L-1。3.2.1UASB反應單元的設計UASB的設計采用容積負荷法計算,計算公式如下:污泥網(wǎng)流縫V=Q·c;/N式中:V一反應器的有效容積,m3;Q設計污水圖4三相分離器原理圖流量,m3·d1;c;一進水有機濃度,mg·L1;N,容incipled diagram of three-phase separator積負荷, kcAl·m-3·d三相分離器定型產(chǎn)品的平面尺寸為LXB=5m經(jīng)計算可得UASB反應器總的有效容積V效×2m,材料及結(jié)構采用拼裝式搪瓷鋼板,可在現(xiàn)場拼22200m3。裝成一個整體的分離器。搪瓷鋼板材料本身具有很強設計采用分系列和分格的設計思想,用以解決在的耐腐蝕能力,較玻璃鋼材料有更好的結(jié)構穩(wěn)定性,且實際工程裝置放大過程中的風險,并增強處理系統(tǒng)的價格較經(jīng)濟;而采用拼裝的形式,可以解決產(chǎn)品體積過適應能力。整個污水處理系統(tǒng)共分為5個系列,每大不易運輸?shù)膯栴}。個系列的幾何尺寸為L×B×H=75m×12m×6m;3.2.4顆粒污泥的形成每個系列又采用分格的方式,分為5個900m3的反應活性污泥的接種和培養(yǎng)決定了UASB反應器的單元,每個反應單元均可以獨立運行,使整個系統(tǒng)運行成功運行,本工程擬采用城市污水處理廠消化污泥和更加靈活、抗沖擊能力更強直接國外采購污泥菌種相結(jié)合的方式培養(yǎng)PTA污水3.2.2布水系統(tǒng)的設計處理的活性污泥。每個系列污泥投加量約為220t在工程設計中,進水系統(tǒng)兼有配水和水力攪拌的(80%含水率),按照此投加量計算池內(nèi)的平均污泥濃功能。為了保證這兩個功能的實現(xiàn),目前運行的進水度為10g·L-1,較高的污泥濃度和較好的污泥活性有方式大致分為間歇式、連續(xù)流、連續(xù)流與間歇回流相結(jié)利于系統(tǒng)的啟動運行。合進水等幾種方式,從布水管的形式又分為一管多孔研究表明,UASB反應器中顆粒污泥的形成一般管一孔和分支狀等。各種布水方式都有各自的優(yōu)缺有三個階段2閔志堅:UASB法處理PTA污水的設計/2005正第4期下,運行時間需30~50d在此階段內(nèi),污泥對被處理慮設事故池用以調(diào)節(jié)穩(wěn)定污水水質(zhì),事故池的容積應水的特性逐漸適應,其活性也相應地不斷提高。按事故時最不利情況考慮(2)第二階段為顆粒污泥形成階段。有機負荷(2)UASB厭氧處理設計應注意以下幾點:般控制在2.0~5.0 kg Col·m3·d,在污泥負荷第一,合理地確定反應單元,防止在工程放大過程為0.2~0.3 kg Cod/kgTs·d時可觀察到顆粒污泥中的風險;第二,在對反應器關鍵設備如三相分離器的的形成,運行時間也需30~50d選型上,國外先進產(chǎn)品較國內(nèi)的產(chǎn)品具有分離效果好(3)第三階段為污泥床形成階段。反應器的有機結(jié)構合理、耐腐蝕能力強的優(yōu)點;第三,布水系統(tǒng)的設負荷將達到設計要求的5.0kgOD·m·d。隨計上要保證進水系統(tǒng)布水均勻,不出現(xiàn)“溝流”和“液著有機負荷的不斷提高,反應器內(nèi)的污泥濃度逐步提泛”確定合理的上升流速;第四,選取活性好的接種污高顆粒污泥床的高度也相應地不斷升高,最后形成有泥,用以形成穩(wěn)定的顆粒污泥床,達到良好的處理定高度的顆粒污泥床。運行時間需要3個月以上效果在穩(wěn)定的顆粒污泥床形成以后,UASB反應器即參考文獻可進入正常運行,并能達到良好的處理效果。1]王凱軍.UASB工藝的理論與工程實踐[M].北京:中國環(huán)境科學出版社,2000:30-48,4結(jié)論[2]賀延齡.廢水的厭氧生物處理[M].北京:中國輕工業(yè)出版社,(1)PTA污水水質(zhì)及水量波動較大,設計中應考1998:123-141Design of UASB Process Treating PTA WastewaterMin Zhi-iian(School of Environmental Science and Engineering, Huazhong University of Science andTechnology, Wuhan 430074, China)Abstract: Upflow anaerobic sludge blanket gains good effect in treating PTA wastewater, we demand toconsider the collection of wastewater under the emergency and adjust the quality. On the other hand, the designof UASB system must consider the separation of UASB system, three-phase separator, influent distribution sys-tem and culture of granular sludge.Keywords: upflow anerobic sludge blanket; pure tare-phelic acid three-phase separator; influent distributionsystem; granular sludg(上接第39頁)[5 Kokalj A. XCrySDen--a new program for displaying crystalline1999,17:176structures and electron densities [J. J Mol Graphics ModellElectronic Structure and Properties of Series Battery Material of LiFePOMin Xin-min, ZHANG Wen-qin, XU De-hua(State Key Laboratory of Advanced Technology for Materials Synthesis and Processing, WuhanUniversity of Technology, Wuhan 430070, China)Abstract: LiMPO,(M-Mn, Fe, Co and Ni) and FePOa are studied by density function and discrete variation(DFT-DVM) method. The correlation among composition, electronic structure, chemical bond and property have been studied. The strengths of ionic and covalent bonds mainly decrease in LiMPO from Mn to niand the variations of density of state(DOS) show that the electronic conductivity should be increased from MnNi. The ionic and covalent bonds of LiFePO, are both weaker than those of FePO,, and the variations ofDOS also show that the electronic conductivity of LiFePO should be larger than that of FePO, Md partial DOsmainly contributes to the lowest conduction band (lCB), Ozp mainly contributes to the highest valence band