固定化活性炭法處理低濃度甲醇廢水案列
1工藝冷凝液和(he)尿(niao)素(su)水解水的水量與水質
中國石油天然氣股份(fen)有(you)限公司大(da)慶(qing)石化分公司化肥廠是一個年產合成氨30萬頓以及尿(niao)素(su)48萬頓(dun)的大型氮肥廠。排放的工藝(yi)冷凝液和尿素水解水僅受輕度污染(ran)，年排放量約為130萬立方米，其水質情況見表1
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2甲醇廢水回用(yong)工藝和特點(dian)
2.1工(gong)藝流程
低濃度(du)甲醇廢水處(chu)理(li)和(he)回用的工(gong)藝流程見圖(tu)1，來(lai)自(zi)生產車間的工藝(yi)冷凝液和尿素水(shui)解水(shui)混合(he)后(hou)，其(qi)水(shui)溫約為(wei)50-60度，為了給后續的(de)單元提供更好的(de)條件，設計采用(yong)換(huan)熱器對混合液進(jin)行冷卻(que)。混合液在曝氣罐中(zhong)增加氧(yang)含(han)量和進(jin)一(yi)步降溫(wen)。
試(shi)驗表明(ming)，工藝冷凝液和尿素水解水混合后，會產生一種黃(huang)色絮(xu)狀(zhuang)物，它(ta)可能會堵塞(sai)活性(xing)炭的孔隙并抑制生物工程菌的分解作用，為(wei)了降(jiang)低該黃(huang)色絮(xu)狀(zhuang)物的影響，在生物活性(xing)炭過濾罐(guan)之前設置盤式過濾機，以(yi)去除(chu)雜質(zhi)和減輕生物炭濾罐(guan)的處理負荷。
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固定化濾(lv)罐中裝有(you)人工固定化生物(wu)活性炭，其(qi)主要作用(yong)：一是(shi)利(li)用(yong)活性炭較大(da)的(de)比(bi)表面積來吸附水中類(lei)似(si)甲醇(chun)的(de)小(xiao)分子(zi)有(you)機污染物(wu);二是(shi)利用(yong)吸附(fu)在活性炭上的高效(xiao)生物(wu)工程菌(jun)對甲醇等有(you)機污(wu)染物(wu)具有(you)的很強的氧化分解能力,有(you)效地降解甲醇(chun)等有(you)機物(wu).
2.2工(gong)藝特點
人工(gong)固(gu)定(ding)化生(sheng)物(wu)活(huo)性炭(tan)去除(chu)甲醇等有機物(wu)的(de)過程包括活(huo)性炭(tan)的(de)吸(xi)附和工(gong)程菌的(de)生(sheng)物(wu)降解兩(liang)方面(mian),活(huo)性炭(tan)的(de)吸附(fu)(fu)作用可以在較(jiao)高的(de)水流速度和(he)較(jiao)短(duan)的(de)接觸時(shi)間內(nei)將低濃度的(de)甲醇吸附(fu)(fu)在其孔隙內(nei);生長(chang)固定在活性炭表面及其(qi)(qi)孔隙內(nei)的的工程菌以甲醇(chun)作為營養源(yuan)并將其(qi)(qi)分解,吸附和生物降解的有機結(jie)合既(ji)延長了(le)活性炭(tan)的壽命,又為工程菌分解甲醇提供了便利(li)的條件.
3主要構筑物.設備(bei)及(ji)工藝參數
(1)換熱(re)器(qi).原有盤管式(shi)換熱(re)器.材質為碳鋼換熱面積
（2）曝氣罐：原(yuan)有有效容積為120 m3，罐內設有曝氣頭，通(tong)入空氣量(liang)75 m3／h
（3）盤式過濾機：以色列(lie)進口(kou)設備，最大處(chu)理能力200 m3／h，過濾等(deng)級55um，出水濁度(du)＜5NTU。在盤式過濾機前(qian)設有(you)中間加壓泵(beng)2臺，流量150 m3／h，揚程80m.
(4)固(gu)定化生(sheng)物活性炭濾(lv)罐:直徑為
4工程運行(xing)效果
整個工程于(yu)2001年(nian)11月開(kai)工，2002年3月(yue)竣(jun)工。在完(wan)成了系統(tong)的(de)(de)運行調試(shi)和工程菌的(de)(de)馴化和固定(ding)化以后，對其(qi)除污(wu)效果(guo)進行了系統(tong)的(de)(de)考察。
4.1生物工程菌(jun)的人工固定化(hua)
將(jiang)試驗研究獲得的(de)假單胞(bao)菌(jun)屬和芽孢桿菌(jun)等優(you)勢菌(jun)屬進行擴大培養，待得到預(yu)期的(de)菌(jun)量后(hou)，向菌(jun)液中投(tou)加甲醇完成菌(jun)液的(de)馴化，將(jiang)馴化好的(de)工(gong)程菌(jun)液加入(ru)清水(shui)稀釋(shi)，由循環泵注入(ru)活性炭(tan)濾罐并(bing)循環，72h后完成活(huo)性(xing)炭的生物人工固(gu)定化(hua)。
4.2系統(tong)對COD的去除效果
工程運行中主要考察(cha)了盤式過(guo)濾機(ji)的進水.出水和(he)固定(ding)化生物(wu)活性(xing)炭濾罐(guan)出水的COD變化，結果(guo)見2圖，在經過了運行初期的適應階段(duan)后，各處理單元的出水COD趨于穩(wen)定(ding)。經盤(pan)式(shi)過濾機和固定(ding)化(hua)濾罐COD由40mg／L左右降至12 mg／以下，去除率在(zai)70%以上，其(qi)出水能夠滿足進入(ru)脫鹽系統的(de)要求。
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4.4系統(tong)對濁(zhuo)度的去除效果
盤式過濾機的進(jin)出水(shui)和固(gu)定化濾罐(guan)出水(shui)的濁(zhuo)度變化見圖(tu)3.從圖3可以看出(chu)，廢水在經(jing)過盤式(shi)過濾機(ji)后，濁(zhuo)度已達到(dao)設計要(yao)求，而固定化(hua)濾罐又將此濁(zhuo)度去除70%以上，這也(ye)進一步(bu)說明(ming)人(ren)工固定化生物活(huo)性炭(tan)既有降解有機物的功能，又有較強的吸附和過濾能力。
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5經濟效益(yi)分析
大慶石(shi)化(hua)公(gong)司化(hua)肥廠(chang)將含低濃度甲醇的工藝冷凝液(ye)和(he)尿素水(shui)解(jie)水(shui)處理(li)后回用(yong)到脫鹽水(shui)系統(tong)。這樣每年可(ke)節(jie)約(yue)原水(shui)130萬頓，目(mu)前(qian)原水(shui)經石灰軟化和澄(cheng)(cheng)清池澄(cheng)(cheng)清后的價格為1.89元(yuan)／m3,該(gai)工程每年可為企業節約原水費245.7萬元.
同時由于工藝冷凝液與尿素水解水中離子含量極低，回用工程可大大延長脫鹽水系統的制水周期并減少再生劑用量。試驗表明，回用工程的投產大幅度提高了陽床 陰(yin)床(chuang)和混床(chuang)的平均制(zhi)水批(pi)量，陽床(chuang)的平均制(zhi)水批(pi)量由原來的11945m3提高(gao)到35000-38000m3,最高時(shi)曾達48000m3,陰床的平均制水(shui)批(pi)量為45000m3,混床達1000000 m3,再生時的平均(jun)酸(suan)耗由(you)原來(lai)的2180kg下降到1467kg,從(cong)減少再生(sheng)次數,減少(shao)再生劑用量,減少樹脂損耗,減少樹脂清洗時的水耗(hao)和降(jiang)低工(gong)人操作勞動強度(du)等角度(du)考慮,該工程的投產可為企業節省費用60余(yu)萬元.
綜合上述(shu)的(de)兩(liang)項費用(yong),該(gai)廢水(shui)回用工(gong)程每年(nian)可為(wei)企業(ye)節省資(zi)金300余萬元.該(gai)工程的總投資為242萬(wan)元,即其投(tou)資回收期1年.
6結語
采用人工(gong)固定化生物活性(xing)炭技(ji)術(shu)(shu)和其它水處理技(ji)術(shu)(shu)相結合,可以有效地去除化肥廠工(gong)藝冷凝液和尿素水解水中的低濃度甲醇(chun).
(1)該系統可將混(hun)合液中甲醇從5.90-6.89mg／L降至(zhi)0.39mg／L以下,去除率在93.6%以上.
(2)該系統可將混合液的COD從40mg／L降至1240mg／L以下,去除(chu)率在70%以上(shang).
(3)處理后的(de)水質能(neng)夠達到脫鹽水系(xi)統的(de)進水要求(qiu)該類廢水的(de)回(hui)用可以給企業帶來顯著的(de)經濟效益.
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