南京一体化医院污水处理设备工程设计

南京一体化医院污水处理设备工程设计

环化工序进料DCH溶液中DCH组分有两种同分异构体，其中αα’-DCH占比33%，αβ-DCH占比67%。αα’-DCH在30℃左右反应转化率已达50%，αβ-DCH则在50℃左右的转化率才20%左右，当反应温度达到100℃时，αβ-DCH的反应速度接近αα’-DCH的反应速度。实验证明，当预热温度控制在70℃时，预混合器中的DCH反应率可达50%，副产甘油含量最少，环化塔馏出液中αα’-DCH含量这表明在此温度下αα’-DCH几乎全部在预混合器进行了环化反应。再提高预热温度，αβ-DCH转化率升高，进塔前的混合液中ECH浓度过高从而副反应增多，环化废水COD值升高。结合该公司ECH装置设计预热温度控制范围，通过生产实践摸索，环化工序进料预热温度控制在70～75℃时，副反应相对最少，环化下水COD值较低。

　　2.环化碱倍率

　　环化碱倍率是环化工序进料中n[Ca(OH)2]:。由于环化工序进料DCH溶液为DCH和HCl混合水溶液，中和反应优先于环化反应，要使DCH转化必须保持碱过量。碱倍率不宜过高，根据反应(3)可知碱浓度过高会促进水解反应进行，碱倍率也不能过低，试验证明，如果碱倍率小于1.1，环化塔顶ECH和DCH的馏出物急剧降低，考虑到石灰乳质量的差异，碱倍率一般控制在1.1～1.2之间。实际生产中碱倍率仅作为一个参考值，主要通过调节塔釜PH值来控制残余碱的浓度。结合该公司ECH装置的工艺设计和所用石灰乳质量状况，通过生产实践摸索，塔釜PH值控制在10.5～11.2，环化废水COD值较低。

　　3.环化温度

近年来，随着国家环保投入力度的加大，工业废水排放量呈现出逐年下降趋势。据统计，2017年全国废水排放量约为771亿吨，其中工业废水排放量约为181.6亿吨，占废水排放总量的23.55%O工业废水是指在工业生产过程中产生的废水和废液，种类繁多、成分复杂，且大多工业废水含有毒有害物质。具体来说，工业废水水质具有以下特点:污染物成分复杂，处理难度大。种类众多，处理费用高。排放量大，易造成环境污染。

　　2、厌氧生物技术工艺原理

　　厌氧生物技术，又叫厌氧消化技术，是指在无氧、缺氧或硝态氮参与下，厌氧微生物将工业废水中的有机物转变成无机物，以及少量细胞物质的技术总称。厌氧生物技术处理工业废水的工艺复杂，处理过程中涉及到产氢产乙酸菌、水解产酸菌和产甲烷菌等三大菌群的共同参与。

　　具体来说包括：

　　(1)水解酸化阶段:微生物胞外酶作用下，大分子和不溶性水解成可溶解性小分子有机物，并慢慢渗透到细胞中，最终分解为乙酸、丙酸和丁酸等挥发性有机酸、醇类、醛类等。

　　(2)产氢产乙酸阶段:产氢产乙酸细菌作用下水解酸化阶段所产生的挥发性有机酸和醇类转换成氢气、乙酸、二氧化碳等。

　　(3)产甲烷阶段:在产甲烷细菌作用下，乙酸盐、乙酸以及二氧化碳、氢气等转化成为甲烷。

　　3、厌氧生物技术在工业废水处理中的应用

　　3.1 制革废水

　　皮革生产过程中浸水、脱毛、糅制、染色等工序中会产生大量化工废水，皮革行业废水成分多、浓度高、处理难度大，还具有一定的毒性。处理制革废水常会采用到物化、分质、厌氧或好氧等多种处理方式相组合。如，锯糅废水应先物化处理，将废水中的锯沉淀，然后再将锯糅废水与其他废水一并处理。选择“UASB+SBR"组合工艺，处理制革废水，净化率高达95%以上。

　　3.2 造纸废水

　　我国是造纸大国，每年产生的造纸废水量呈现出大幅度增长态势。造纸废水污染物浓度高、处理难度大，利用“厌氧IC+好氧"工艺处理造纸废水，处的出水水质可稳定达标。

　　3.3 酿酒废水

　　啤酒工业废水处理也大量应用生物工艺处理技术，其中“UASB+好氧"工艺组合处理啤酒工业废水，具有良好处理效果。

　　4、厌氧生物技术处理工业废水影响因素

　　4.1 温度

　　不同温度下厌氧生物对废水处理的效果明显不同，温度会直接影响厌氧生物中的细胞酶的活性。以甲烷菌为例，50℃-60℃是甲烷菌的生存温度范围。采取厌氧生物技术处理工业废水需要保持在一定的温度范围，尤其是适宜特定生物生存的温度范围，可以保证厌氧生物技术在处理工业废水中的效率。通常，高温菌群(45℃-75℃)能源消耗大，低温菌群(20℃-25℃)发酵效率低，选用中温菌群(30℃-40℃)进行发酵可做到能源消耗与发酵效率之间较好的协调。

　　4.2 酸碱度

　　不同微生物最适宜pH值不同，因此，酸碱度也是影响厌氧微生物处理工业废水活性的重要因素之一。以产甲烷菌为例，7-7.2为甲烷菌适宜pH值，而产酸菌的适宜生存pH值为4.5-8之间。鉴于厌氧生物处理工业废水的现实特点，产酸菌、产甲烷菌在相同反应环境，因此，处理器中的厌氧体系pH值应保持在6.8-7.2范围之间。若超出这一pH值范围，会对厌氧消化产气产生不利影响。

　　4.3 有机负荷

　　有机负荷率、污泥负荷率和投配率体现的是反应生物处理系统内食料与微生物量间的平衡关系。有机负荷大小会直接影响到厌氧生物技术处理工业废水的产气量和工作效率。在一定范围内，随着有机负荷的提高，产气量增加，但有机负荷的提高必然会导致进水停留时间的缩短，进而影响系统处理效率。因此应设置合理的有机负荷率，在保证系统处理效率的前提下，尽量提高系统的利用率、降低运行成本。此外，厌氧活性污泥、微量元素和营养物质、有毒物质，混合和搅拌等也会对厌氧生物技术处理工业废水产生一定影响。

南京一体化医院污水处理设备工程设计

目前厌氧微生物技术在工业废水处理中取得了良好效果，除了前述相关工艺外，升流式厌氧污泥床、厌氧滤池等技术也日趋成熟和完善，但仍存在着一定缺陷。下一步，工业废水处理中，应积极推广厌氧生物技术工艺，并辅之以好氧生物处理技术等，尤其是在气候温暖地区，高效厌氧技术成本低、能耗小，有助于提升城市工业废水处理效率，同其他技术结合起来，可构建出稳定高效的综合处理系统。此外，由于厌氧生物技术对环境条件有着较髙要求，单独厌氧生物技术处理工业废水还难以有效推广，应积极与其他工艺技术结合起来应用。

　　环化反应混合液从塔顶进入环化塔后，在塔内由上而下随着反应进行温度逐步升高，αβ-DCH逐步转化由于在温度较高的情况下，ECH在水中的溶解度增大，副反应更易进行，所以必须选择适当的反应温度。本装置精馏工序具备二氯丙醇回收系统，而副反应会造成收率的降低和环化废水COD的升高，所以优先考虑如何减少副反应，即适当降低环化塔温度。生产实践中，降低塔釜温度主要通过调整汽提蒸汽量来实现，而减少蒸汽用量会降低ECH汽提速度造成副反应增加。经过指标调控和实践摸索，该公司ECH装置环化塔釜温控制在94～97℃时，环化废水COD较低。

　　4.蒸汽倍率

　　环化蒸汽倍率是加入环化塔的蒸汽量与进入预混合器DCH溶液加环化碱液量之比。因ECH与水混合可形成沸点为88℃的共沸物，采用蒸汽汽提法将环化塔内的ECH迅速蒸馏出，可减少副反应发生。工序负荷稳定时，ECH汽提出的速度主要取决于通入环化塔的蒸汽量，蒸汽倍率低，即加入环化塔的蒸汽量少，反应生成的ECH不能及时蒸出，副反应增多，环化废水COD值高。反之，当通入的蒸汽量过大又会由于αβ-DCH的馏出量增加，降低粗ECH的浓度，增加了回收DCH和精馏ECH的能耗，同时提高了外排废水量和温度，所以生产实践中必须选择适当的蒸汽倍率。实验证明，在满负荷情况下，蒸汽倍率控制在0.115左右ECH达到最高收率，在低负荷情况下应适当提高蒸汽倍率，缩短ECH在塔内的停留时间，减少副反应发生，提高反应收率，降低环化废水COD值。结合该公司ECH装置设计蒸汽用量、蒸汽质量和塔釜温度调优，蒸汽倍率控制在0.115～0.12较合适。

　　四、工艺优化效果

　　采用优化后的工艺指标操作，二氯丙醇预热温度控制在70～75℃，塔釜环化下水PH值控制在10.5～11.2，环化塔釜温控制在94～97℃，蒸汽倍率控制在0.115～0.12，减少了副反应，环化反应废水COD均值降低300mg/L。装置满负荷生产，环化废水排放按150～170m3/h计算，每小时可减少COD排放量0.3*(150～170)=45～51kg，一年按8000h生产时间计，一年可减少COD排放量(45～51)*8000/1000=360～408t。通过优化环化工艺控制和结合生产实践，降低了环化下水COD值，减少排污量同时提高其可生化性，创造了良好环境效益。