張家港一體化制糖廢水處理設(shè)備實時更新

一、制糖廢水特征

制糖廢水屬于有機廢水，COD、BOD很高，可生化性好，色度高，直接排入河流容易造成水體缺氧和富營養(yǎng)化，影響水體中浮游生物、原生動物的生存，嚴重的會出現(xiàn)藻類大量繁殖瘋長，導(dǎo)致水中好氧生物因缺氧而死亡，最終導(dǎo)致水體惡化。

二、制糖廢水處理技術(shù)

目前制糖廢水的處理技術(shù)主要包括物化法和生化法，由于制糖廢水的可生化性好，國內(nèi)外對此廢水的處理常采用生化法。生化法主要有厭氧處理法、好氧處理法、厭氧—好氧處理法等。

1、物化法

物化法主要用于對廢水進行預(yù)處理，該方法包括:混凝沉淀法、吸附法、離子交換法、萃取法、擴散滲析法、電滲析法等。

2、厭氧生物法

廢水的厭氧處理在有機物含量較高時很適用。由于厭氧處理時，污泥產(chǎn)生量少，對營養(yǎng)元素要求低，同時產(chǎn)生的甲烷可作潛在的能源，可消除氣體排放的污染，投資成本一般較低，運行管理費用也大大低于好氧工藝。在制糖工業(yè)廢水處理中得到了廣泛的應(yīng)用。

上流式厭氧污泥床反應(yīng)器(UASB)是厭氧處理的一個有代表性的形式。在反應(yīng)器中，廢水從底部均勻進入并向上運動，反應(yīng)器下部為濃度較高的污泥床，上部為濃度較低的懸浮污泥床，一般情況下處理甜菜制糖廢水時，容積負荷可達到20.7kgCOD/(m3-d)，COD去除率為82%左右。

UASB工藝也存在以下缺點：三相分離器還沒有一個成熟的設(shè)計方法；顆粒污泥的培養(yǎng)較困難，初次啟動和形成穩(wěn)定顆粒污泥用時較長；大多數(shù)UASB反應(yīng)器需對進水懸浮物濃度進行適當控制，以防止堵塞和短流;耐沖擊負荷能力不強，出水水質(zhì)還達不到傳統(tǒng)二級處理工藝的出水水質(zhì)。

3、好氧生物法

好氧生物法主要有活性污泥法和生物膜法。

序批式活性污泥法，主要構(gòu)筑物是SBR反應(yīng)池，在該池中依次完成進水、反應(yīng)、沉淀、潷水、排泥等過程。該工藝相對于連續(xù)式活性污泥法有處理構(gòu)筑物少、污泥好氧穩(wěn)定、抗沖擊負荷強、氧利用率高、污泥膨脹的概率低、處理效果穩(wěn)定等優(yōu)點。該工藝在實際工程中通常與其他工藝聯(lián)合使用。

循環(huán)式活性污泥系統(tǒng)，該工藝在運行方式上采用循環(huán)進水，反應(yīng)器分為選擇器、缺氧區(qū)和主反應(yīng)區(qū)三個區(qū)。該工藝完善了活性污泥選擇器的設(shè)計，并且設(shè)計和運行方式靈活，既體現(xiàn)了SBR的流程簡單、建筑物少等優(yōu)點，又克服了SBR的一些缺點。

生物膜/活性污泥聯(lián)合工藝，該聯(lián)合工藝是把活性污泥法與生物膜法相結(jié)合的一種污水生物處理技術(shù)。它一方面具有生物膜法負荷高的特點，因而減少了構(gòu)筑物體積，降低了投資;另一方面也具有活性污泥法固液接觸充分的特點，有機污染物去除效率高，出水水質(zhì)穩(wěn)定良好。

4、厭氧—好氧處理工藝

厭氧生物處理法適用于高濃度有機廢水的處理，且具有能耗小、去除負荷高、并可回收沼氣做能源等優(yōu)點，但其出水難以達到排放標準；而好氧生物處理法適用于處理濃度較低的廢水，具有凈化后出水水質(zhì)好等優(yōu)點。

　煤氣化污水處理過程中，通常分為三個級別的處理，分別為：一級處理、二級處理以及深度處理。一級處理主要是指有價物質(zhì)的回收，二級處理主要是生化處理，而深度處理普遍應(yīng)用的方法是臭氧化法和活性炭吸附法。一級處理包括沉淀、過濾、萃取、汽提等單元，以除去部分灰渣、油類等，屬于液態(tài)產(chǎn)品分離工藝類別。一級處理中關(guān)鍵注重有價物質(zhì)的回收，比如用溶劑萃取、汽提、吸附與離子交換等脫酚并實施回收。這不但規(guī)避了資源的流失浪費，并且對廢水處理相當有利。煤氣化廢水經(jīng)過萃取脫酚及蒸汽提脫氨之后，廢水中揮發(fā)酚與揮發(fā)氨分別可以除掉99.1%和98.2%以上，COD也可以除掉90%上下，產(chǎn)品類別分為粗酚、氨氣、硫化氫與二氧化碳。二級處理關(guān)鍵是生化法，通常經(jīng)二級處理之后，廢水能夠貼近排放要求，生化法關(guān)鍵包括有活性污泥法與生物過濾法等。

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　2、設(shè)計規(guī)定

　　以廢水處理能力為100t/h為基準，由于廢水水樣的污染負荷，因此將該水質(zhì)用于下一步的設(shè)計，即廢水中揮發(fā)酚的濃度為3834mg/L，非揮發(fā)性酚為2665mg/L，同樣選擇和鄰苯二酚分別作為揮發(fā)酚和非揮發(fā)酚的代表。酚回收工藝流程由酚萃取裝置，溶劑精餾塔和溶劑汽提塔組成，溶劑精餾塔和溶劑汽提塔構(gòu)成。根據(jù)后續(xù)生物處理裝置的需求，廢水中總酚濃度不應(yīng)超過400mg/L，而且要盡可能低。溶劑汽提塔處理后廢水和溶劑精餾塔塔底粗酚中甲基戊烯酮的含量應(yīng)分別低于5mg/L和0.2%?；厥蘸蟮妮腿┲械姆拥暮勘３衷?00mg/L以內(nèi)。運用AspenPlusTMV7.2優(yōu)化過程的重要參數(shù)。在軟件模擬過程中，各單元設(shè)備模塊的選擇：Sep：萃取塔，RadFrac：溶劑精餾塔和汽提塔，Heater：加熱器和TANK：溶劑儲罐。由于體系的不理想性，選擇UNIFAC模型來預(yù)測模擬中的物理特性。原有酚氨回收技術(shù)采取的是雙塔模式，能耗相對較高，并且回收效率并未達到預(yù)期效果。新流程的改進是把雙塔改成單塔側(cè)線抽出，采取了單塔酸脫氨技術(shù)，即把脫氨前提到萃取前，并落實在一個塔內(nèi)同時脫酸側(cè)線出氨，從而為萃取脫酚營造良好的pH環(huán)境，以利于萃取的進一步實施。第一，單塔工藝能夠有效地完成脫酸脫氨任務(wù)，相較于雙塔工藝更節(jié)能。第二，在塔頂?shù)乃嵝詺庵?，氨含量能夠獲得高效掌控，規(guī)避了塔頂管線發(fā)生碳銨結(jié)晶的情況發(fā)生，同步塔釜液中酸性氣體與氨的含量掌控效果良好，所以提高了氨的回收效率。第三，伴隨著粗氨氣進入到三級分凝體系，一些揮發(fā)酚也會隨著三級分凝液循環(huán)會流入汽提塔內(nèi)。

　　3、操作參數(shù)的確定

　　萃取性能根據(jù)實際的萃取串級實驗數(shù)據(jù)確定，選擇Sep模塊用于萃取塔的模擬以確定萃余液的組成，具體如下：水0.978。甲基戊烯酮，0.021。38mg/L。鄰苯二酚，48mg/L。根據(jù)當前工業(yè)設(shè)備的運行數(shù)據(jù)，結(jié)合設(shè)備制造商提供的數(shù)據(jù)。溶劑精餾塔的操作壓力設(shè)為常壓，每層塔盤的壓力降約為0.7kPa。在相同的設(shè)計規(guī)定前提下，研究了不同操作條件對溶劑精餾塔能量消耗的影響，主要包含塔板數(shù)，進料部位和回流比等參數(shù)。一般來說，塔板數(shù)的增加會導(dǎo)致精餾塔所必須的熱量的降低，但會導(dǎo)致設(shè)備成本的增加。而對于精餾塔，進料的塔板數(shù)是否處于的地方與能量外加量具有直接關(guān)系。塔板數(shù)目和原料進入的塔板數(shù)與塔底再沸器熱負荷的關(guān)系。當塔板數(shù)跨越38塊時，所需熱負荷減小的速率減慢。當進料位置為第5塊塔板時，塔底換熱器需要給予的熱量是最少的。因此，溶劑精餾塔的塔板數(shù)和進料位置分別設(shè)定為38，5。此時，精餾塔實現(xiàn)操作的回流比應(yīng)設(shè)為0.046以符合設(shè)計規(guī)定。溶劑精餾塔的其他基本操作參數(shù)通過模擬確定，為了滿足回收利用的要求，回收溶劑中的濃度降低到設(shè)定濃度。此外，粗酚在甲基戊烯酮中的濃度可以降到0.002左右。相當于，每處理1噸煤化工廢水的粗酚中的溶劑損失量小于0.013kg。將萃余相輸送到溶劑汽提塔以回收溶解在水相中的甲基戊烯酮。在滿足塔底物流溶劑濃度為5mg/L設(shè)計規(guī)定下，伴隨塔的塔板數(shù)增加會幫助必要加熱量的變小。當塔板總數(shù)大于12塊時，熱負荷減少趨勢變得緩慢。進料位置為1時，再沸器需要供給的熱量相比其他達值。因此，溶劑氣提塔的最適宜塔板總數(shù)和進料的塔板數(shù)分別設(shè)定為12，1。溶解在萃余液中的溶劑幾乎可以回收，回收溶劑的質(zhì)量指標也可以滿足回收利用的要求。