固定化活性炭法處理低濃度甲醇廢水案列
1工藝冷凝液和尿素水解水的水量與水質(zhì)
中國石油天然氣股份有限公司大慶石化分公司化肥廠是一個年產(chǎn)合成氨30萬頓以及尿素48萬頓的大型氮肥廠。排放的工藝冷凝液和尿素水解水僅受輕度污染，年排放量約為130萬立方米，其水質(zhì)情況見表1
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2甲醇廢水回用工藝和特點
2.1工藝流程
低濃度甲醇廢水處理和回用的工藝流程見圖1，來自生產(chǎn)車間的工藝冷凝液和尿素水解水混合后，其水溫約為50-60度，為了給后續(xù)的單元提供更好的條件，設(shè)計采用換熱器對混合液進行冷卻；旌弦涸谄貧夤拗性黾友鹾亢瓦M一步降溫。
試驗表明，工藝冷凝液和尿素水解水混合后，會產(chǎn)生一種黃色絮狀物，它可能會堵塞活性炭的孔隙并抑制生物工程菌的分解作用，為了降低該黃色絮狀物的影響，在生物活性炭過濾罐之前設(shè)置盤式過濾機，以去除雜質(zhì)和減輕生物炭濾罐的處理負荷。
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固定化濾罐中裝有人工固定化生物活性炭，其主要作用：一是利用活性炭較大的比表面積來吸附水中類似甲醇的小分子有機污染物;二是利用吸附在活性炭上的高效生物工程菌對甲醇等有機污染物具有的很強的氧化分解能力,有效地降解甲醇等有機物.
2.2工藝特點
人工固定化生物活性炭去除甲醇等有機物的過程包括活性炭的吸附和工程菌的生物降解兩方面,活性炭的吸附作用可以在較高的水流速度和較短的接觸時間內(nèi)將低濃度的甲醇吸附在其孔隙內(nèi);生長固定在活性炭表面及其孔隙內(nèi)的的工程菌以甲醇作為營養(yǎng)源并將其分解,吸附和生物降解的有機結(jié)合既延長了活性炭的壽命,又為工程菌分解甲醇提供了便利的條件.
3主要構(gòu)筑物.設(shè)備及工藝參數(shù)
(1)換熱器.原有盤管式換熱器.材質(zhì)為碳鋼換熱面積
（2）曝氣罐：原有有效容積為120 m3，罐內(nèi)設(shè)有曝氣頭，通入空氣量75 m3／h
（3）盤式過濾機：以色列進口設(shè)備，最大處理能力200 m3／h，過濾等級55um，出水濁度＜5NTU。在盤式過濾機前設(shè)有中間加壓泵2臺，流量150 m3／h，揚程80m.
(4)固定化生物活性炭濾罐:直徑為
4工程運行效果
整個工程于2001年11月開工，2002年3月竣工。在完成了系統(tǒng)的運行調(diào)試和工程菌的馴化和固定化以后，對其除污效果進行了系統(tǒng)的考察。
4.1生物工程菌的人工固定化
將試驗研究獲得的假單胞菌屬和芽孢桿菌等優(yōu)勢菌屬進行擴大培養(yǎng)，待得到預(yù)期的菌量后，向菌液中投加甲醇完成菌液的馴化，將馴化好的工程菌液加入清水稀釋，由循環(huán)泵注入活性炭濾罐并循環(huán)，72h后完成活性炭的生物人工固定化。
4.2系統(tǒng)對COD的去除效果
工程運行中主要考察了盤式過濾機的進水.出水和固定化生物活性炭濾罐出水的COD變化，結(jié)果見2圖，在經(jīng)過了運行初期的適應(yīng)階段后，各處理單元的出水COD趨于穩(wěn)定。經(jīng)盤式過濾機和固定化濾罐COD由40mg／L左右降至12 mg／以下，去除率在70%以上，其出水能夠滿足進入脫鹽系統(tǒng)的要求。
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4.4系統(tǒng)對濁度的去除效果
盤式過濾機的進出水和固定化濾罐出水的濁度變化見圖3.從圖3可以看出，廢水在經(jīng)過盤式過濾機后，濁度已達到設(shè)計要求，而固定化濾罐又將此濁度去除70%以上，這也進一步說明人工固定化生物活性炭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(jīng)濟效益分析
大慶石化公司化肥廠將含低濃度甲醇的工藝冷凝液和尿素水解水處理后回用到脫鹽水系統(tǒng)。這樣每年可節(jié)約原水130萬頓，目前原水經(jīng)石灰軟化和澄清池澄清后的價格為1.89元／m3,該工程每年可為企業(yè)節(jié)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(tǒng)的制水周期并減少再生劑用量。試驗表明，回用工程的投產(chǎn)大幅度提高了陽床 陰床和混床的平均制水批量，陽床的平均制水批量由原來的11945m3提高到35000-38000m3,最高時曾達48000m3,陰床的平均制水批量為45000m3,混床達1000000 m3,再生時的平均酸耗由原來的2180kg下降到1467kg,從減少再生次數(shù),減少再生劑用量,減少樹脂損耗,減少樹脂清洗時的水耗和降低工人操作勞動強度等角度考慮,該工程的投產(chǎn)可為企業(yè)節(jié)省費用60余萬元.
綜合上述的兩項費用,該廢水回用工程每年可為企業(yè)節(jié)省資金300余萬元.該工程的總投資為242萬元,即其投資回收期1年.
6結(jié)語
采用人工固定化生物活性炭技術(shù)和其它水處理技術(shù)相結(jié)合,可以有效地去除化肥廠工藝冷凝液和尿素水解水中的低濃度甲醇.
(1)該系統(tǒng)可將混合液中甲醇從5.90-6.89mg／L降至0.39mg／L以下,去除率在93.6%以上.
(2)該系統(tǒng)可將混合液的COD從40mg／L降至1240mg／L以下,去除率在70%以上.
(3)處理后的水質(zhì)能夠達到脫鹽水系統(tǒng)的進水要求該類廢水的回用可以給企業(yè)帶來顯著的經(jīng)濟效益.
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