南通一体化污水处理设备安全实惠

南通一体化污水处理设备安全实惠

在对禽畜养殖产业的废水排放污染情况的调查研究中显示，农业污染物的排放量占据总污染排放量的绝大部分。其中COD的排放量已经超过总量的47%，氮排放量占50%，磷排放量占60%，禽畜养殖污染物的排放量则是整个农业污染排放量的86%。可以发现，禽畜养殖业已经使得国内的水资源环境愈加恶劣，并且呈现逐渐蔓延的趋势。农业污染已经成为影响水环境特别是饮用水安全性的重要因素。

传统的禽畜养殖废水处理方案都是以产后治理为主，防治方法包括物理法：沉淀、脱水；化学法：氧化、消毒；生物法：厌氧、好氧；生态法：氧化塘、湿地；资源化利用：堆肥、有机肥等。

针对当前的禽畜养殖废水处理主要存在以下几个问题。

①现有技术无法使得COD的排放指标一次性达到国际标准；

②对于废水中的氮、磷等物质仍然无法兼顾技术与经济两大效益目标；

③现有技术的处理成本和养殖高风险、低利润存在突出矛盾；

④专业管理人员的知识储备不足，素质低，无法确保相关设备的正常运行；

⑤生物有机肥没有得到大范围的推广，导致废水肥料化循环利用率低下。

一、预处理技术

不管用哪种处理技术来消除禽畜养殖废水中的有机质，都要事先做好预处理工作，这样能够从源头上降低污染负荷，避免大体积的固体或杂物进入到后续的处理设备中，容易造成设备的堵塞、破坏等问题。预处理的目的是过滤大体积固体以及易沉降的物质，因此多采取离心、过滤、沉淀等物理分离技术来完成，安装的设施主要有格栅、沉淀池、筛网等。其中很多废水处理区都会大规模使用格栅，它能够有效阻拦污水中的粗大固体，避免堵塞设备入口、管道等通道，保护水泵等设备的安全性。沉淀池则是利用固体的自重来把废水中的物质分离出来，运用也非常广泛。当前，凡是设置了废水处理设施的规模化养殖场基本要建设3个及以上的沉淀池，经过过滤、沉淀、氧化分解等环节将废水中的部分物质进行处理。筛网的功能主要是对固体进行截流，废水能够从筛网的空隙流过，而固体则能够从边缘排出。长简介的筛网包括固定筛、振动筛、转动筛等。除此之外，预处理中还会运用到的物理过滤设备有自动转鼓过滤机、转辊压滤机等。

二、主要处理技术

预处理过程所使用的技术为物理技术，而废水处理中往往较多的运用到生物技术、化学技术、自然处理技术等，是对废水有害物质的充分降解和处理，进一步提升废水清洁的效果。

1、自然处理法

利用水、土壤、生物的相互作用来降解废水中的污染物。该技术的作用机理为过滤—截流—沉淀—物理反应—化学吸附—生物氧化—生物吸收几大环节，涉及的知识包括生态系统的物种共生、物质循环再生等，将废水中的有机质进行转化后形成再生能源以供人们利用。自然处理法具有成本低、工艺简单、动力消耗少等优势，但也容易受到自然条件的约束。常见的处理方法有土壤处理法、人工湿地法。土壤处理是在不同的季节进行污水灌溉，然后利用土壤自身的生态系统来处理污水，达到生物进化的目的，并且可以使水体进行循环利用。

2、厌氧处理技术

禽畜养殖排出的废水中往往含有较高浓度的有机物、磷、氮等元素以及其他有害微生物。对此，厌氧处理技术便是污水处理的一项技术，对于规模化养殖场所排放的高浓度有机污水来说发挥着重要作用。经过厌氧消化工艺，能够在确保经济性的条件下去除污水中的大量可溶性有机物，同时杀死有害微生物。如果工作人员能够结合预处理以及好氧出来了工艺，能够极大地改善污水治理效果，减轻单项处理技术的缺陷。厌氧技术所运用的设备有厌氧滤器、上流式厌氧污泥床等。一般情况下，厌氧处理技术要与沼气发酵技术协同运用，不但可以降解废水中的有害物质，还能回收沼气和有机肥料，为农村提供丰富的能源。

3、好氧处理技术

好氧处理技术一般配合污水灌溉技术使用，能够实现污水的资源化利用，但缺点也比较明显，由于需要先修建好氧塘、养殖塘等设施，因此需要较大的区域面积。为了控制成本，研发了一种新的处理技术，即人工好氧生物处理，能够进一步增强好氧微生物的活性，如活性污泥法等。

三、工程处理实例

就上述工艺来看，可以采取厌氧—好氧联合处理的方式。首先利用格栅去除废水中漂浮的大块纤维物质，减轻后续设备处理的负担，然后经过沉淀出，沉降大部分的粪便等杂质，沉淀之后进入调节池，该池中设有曝气装置，能够充分调节水量，使水质均匀。污水在经过斜栅后自然进入水解酸化池，在无氧条件下，利用兼氧菌算话水解，将废水中难以降解的有机质、表面活性剂等进行酸化分解，形成小分子的有机物，提高废水中的可生化性。

整体的反应原理为：本设备在运行过程中，MTO的反应产品气体在完成反应之后，进入急冷塔强行降温，并在通过旋风气流的作用下和催化剂充分混合后形成烃类化合物。产生的废水由于存在较多的甲醇、二甲醚等有机含氧化合物，因此首先进行汽提塔进行净化，并对含有较多甲醇、二甲醚等有机含氧化合物进行汽化提取，之后再将气体送至反应系统回炼，最终获得甲醇度较高的烃类产品，而产生的废水外排至污水处理装置。

2、废水处理过程的工艺问题

2.1 催化剂的密度

MTO装置中是通过三级旋风分离器来让催化剂进行分离回收的。由于旋风分离器存在一定的不足，例如：风力、风向、旋风效率等问题。这很容易让部分催化剂的细粉不仅分离不，还让催化剂和产品一起进入了冷却塔和水洗塔。催化剂在急冷水和水洗水当中很容易沉积下来，导致了整个设备的换热效率下降，并严重影响装置的正常运行。

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2.2 含氧化合物的含量

从MTO最终的反应物来看，一般都会一定比例未反应的甲醇和二甲醚。这大都是此类化合物在急冷塔和水洗塔当中冷凝下来，和产品最终混合而形成的氧化物杂质。

2.3 油蜡类物质的产生

MTO产品当中油类物质占到整个产品气总量的0.3%～0.5%。这是由于油类物质的凝固点较低，很容易在急冷水和水洗水当中冷凝下来，并且和相应的物体进行缓慢地反应和沉积。

2.4 有机酸类物质的产生

MTO的生产过程，所使用的工艺水含有大量的乙酸，能腐蚀到工艺设备中的碳钢，这会影响到整个装置的正常稳定运行。

3、解决方案

3.1 水中固体颗粒物处理方法

由于制作过程采用的是二、三级旋风分离器的方式进行催化剂的分离，为了保证反应充分以及进行转换方便，可以对催化剂的颗粒进行控制。由于不少催化剂颗粒度分小，仅仅采用旋风分离器的操作，总体分离的效果只能达到60%。而如果对催化剂的颗粒度进行控制，根据旋风分离器最大可接受到大于10μm的颗粒，可以高达89%的分离效率。

3.2 回收低碳烃和低碳含氧有机物的污水处理方法

(1)污水清除甲醇和二甲醚。工艺的过程当中会存在大量的甲醇和二甲醚污水，可以进行进一步地净化和回收处理。这可以通过过滤器的方法来进行，主要操作过程是：污水经过污水泵的加压之后，首先通过过滤器过滤掉未能充分溶解和反应的催化剂，并将污水中存在的杂质进行分离。污水大颗粒的杂质分离之后，将污水导入汽提塔，利用重沸器对污水进行汽化。由于甲醇在加热之后，较容易蒸发，因此采用汽提塔能够有效地将污水中的甲醇进一步分离。

(2)回收低碳烃和低碳含氧有机物。污水处理的过程中，对回收低碳烃和低碳含氧有机物进行回收也是非常重要的操作。由于净化水还含有一定量的低碳烃和低碳含氧有机物(碳原子小于8)。主要方式是汽提塔进行分离低碳烃和低碳含氧有机物的操作，上方的净化水经过处理可进行其他工艺使用。此时净化水得到最大限度地净化和提纯，烃类中含有杂质的成分也有效降低，工艺的结果是能够获得更高纯度的低碳烃和低碳含氧有机物。

3.3 油蜡类物质的处理方法

由于水冷塔进行清除油蜡类物质的功能有限，导致在水冷凝系统中存在的油脂类物质越来越多，不但严重影响到外排的净化水COD，还会影响到水系统当中的换热设备的正常使用。根据查询的各种资料，可以采用以下方式进行油水的分离操作。

工艺原理为：

(1)油水分离工艺。传统的制作工艺是将产品气体经过冷水塔进行降温操作。由于产品气体包含了大量的油类物质，在降温时油类有机物会在冷却塔当中逐渐冷凝起来。经过时间的沉淀有可能对设备产生影响。为了能更好地清理冷凝罐中的油类物质，MTO可以在沉降罐、聚结器当中油水分离设置，可以通过过滤器的方式，将油水分离器改造成立式过滤器，在油水分离器利用重力沉降分离的方式油水分离，重要较重的油脂，通过底部的泵抽出。经过水聚结器预过滤器脱除催化剂的产品去除微量油后进入汽提系统。抽取的油经过过滤器脱除催化剂后进入油聚结器脱水，存储至烯烃罐。

(2)萃取油蜡类物资。急冷塔的有机沉积物日积月累逐渐会堵塞塔盘，导致压降增加，影响设备操作的正确性。因此每次都需要进行MTO装置进行清洗。但每次清洗有可能需要停工，而且需要清洗的费用非常高，因此需要进行一种较为简单的成本进行处理，已解决现有技术当中的问题。根据当前较为流行的操作方法，是在MTO工艺之后的废水装置添加注入萃取剂，通过萃取剂的充分反应，在MTO的反应装置过程中将会产生烯烃混合气、油泥以及蜡状物形成的中间物质等。

3.4 一种用于抑制乙酸溶液中碳钢腐蚀的缓蚀剂及应用

MTO工艺过程当中产生的乙酸对设备的腐蚀性较为严重，含量过高时甚至影响到设备的安全稳定运行。因此通过检测乙酸的含量，在循环水当中添加进入抑制乙酸的缓蚀剂。这种缓蚀剂是由钼酸盐、亚硝酸盐以及含氮有机物等组成。通过缓蚀剂和乙酸的相互作用，可以有效地抑制乙酸溶液的酸性，降低设备被腐蚀的风险和保证设备的稳定。经过反复试验，缓蚀剂的效果使用良好，而且不会对MTO的生产工艺产生不良的影响。

4、MTO工艺废水处理及回用方法

在使用MTO工艺当中，大都采用的是煤和天然气作为甲醇的原料，主要是甲醇生产过程中，由于需要耗费大量的水资源。此种工艺方法制约了我国甲醇制烯烃工业企业的发展。随着我国对MTO技术的不断研究和发展，更好地利用循环水资源和清理废水再利用等方式已经成为国内各大企业的研究重点。

大部分公司采用的废水处理方式有以下的工艺方法：利用加热的方式将废水转化为水蒸汽，并将水蒸汽冷凝之后，经过处理就可以提供给农业产生采用。MTO工艺本身就是一个烯烃和水不断产生的过程，因此在工艺本身的水循环达到一定平衡之后，可以对多余的水进行调碱、曝气、沉淀过滤等方式，进行去除COD的含量，转化成为循环水补水和锅炉补水水质的要求，最终实现废水再利用。