丙酮对粉末活性炭生化工艺的影响研究.pdf

第37卷第4期2023年7月天津化工Tianjin Chemical IndustryVol.37No.4Jul.2023丙酮对粉末活性炭生化工艺的影响研究李青山袁郭刚袁崔浩（天津渤化化工发展有限公司，天津 300450）摘要院 粉末活性炭在生化系统中，主要通过含炭污泥中粉末活性炭与活性污泥中微生物的相互作用，提升对废水中污染物的去除效果。粉末活性炭的工作原理是吸附难降解的 COD，同时为细菌提供生产空间，强化生化系统的 COD 去除率，提高细菌的耐冲击性，间接保证生化系统的安全性和稳定性。关键词院丙酮；活性炭；生化doi:10.3969/j.issn.1008-1267.2023.04.021中图分类号院 TQ424.1文献标志码院 A文章编号院1008-1267(2023)04-0072-03Study on the effect of acetone on the biochemical process ofpowder activated carbonLI Qingshan，GUO Gang，CUI Hao（TianjinBohaiChemicalDevelopmentCo.,Ltd.,Tianjin300450）Abstract院The main function of powdered activated carbon in the biochemical system is to enhance the removaleffect of pollutants in wastewater through the interaction between powdered activated carbon in activated sludge andmicroorganisms in activated sludge.The working principle of powdered activated carbon is to adsorb difficult todegrade COD,while providing production space for bacteria,strengthening the COD removal efficiency of thebiochemical system,and improving the impact resistance of bacteria,Indirectly ensuring the safety and stability ofthe biochemical system.Key words:acetone曰activated carbon曰biochemistry收稿日期：2023-01-10作者简介院李青山（1978-），男，高级工程师。天津渤化化工发展有限公司野两化冶搬迁改造项目主要产品包括 2伊180 万 t/a 甲醇制烯烃尧20 万 t/a 环氧丙烷联产 45 万 t/a 苯乙烯单体尧60万 t/a 离子膜烧碱尧80 万 t/aPVC尧10 万 t/a 聚醚尧3万 t/a 聚合物多元醇尧6 万 t/a 环氧乙烷尧4 万 t/a 表面活性剂和减水剂尧30 万 t/a 聚乙烯尧2伊30 万 t/a 聚丙烯尧10 万 t/a 双氧水袁 其中 20 万 t/a 环氧丙烷联产 45 万 t/a 苯乙烯单体产生废水 40t/d 的生化单元袁采用一级生化和二级粉末活性炭方式处理遥1粉末活性炭生化技术及工艺流程1.1粉末活性炭生化技术粉末活性炭是一种吸附能力较强的吸附剂袁其吸附性能较强的主要原因是整个微孔结构较为发达袁主要由许多石墨型层状结构的微晶不规则集合而成曰由于整个活性炭的颗粒较小袁且具有较多的微孔结构袁使活性炭具有较大的比表面积袁具备有效吸附化学物质的特有优势遥 粉末活性炭的使用袁不仅可有效降低水体中溶解性有机物含量袁还能去除水中异味袁有效提高水的使用质量遥粉末活性炭工艺设计理念为粉末活性炭与生化污泥结合袁为细菌提供生存空间袁同时起到在生化处理过程中吸附难降解有机物的作用曰生化处理单元采用活性炭可增强对有机物的吸附能力遥第 37 卷第 4 期序号污水来源流量/(t/h)COD/(mg/L)TDS/(mg/L)甲醇/(mg/L)丙酮/(mg/L)1湿氧化出水臆45臆80000臆40000臆2臆12酸性废水臆9.19臆80000臆2000臆2臆13MTO汽提水120耀140臆1500臆1800表 1进水水质序号监测项目含量/%监测方法1pH 值69玻璃电极法2TSS/(mg/L)臆5重量法3COD/(mg/L)臆30重铬酸钾法4BOD/(mg/L)臆6稀释与接种法5总铜/(mg/L)臆0.5GB/T 7475-19876总铬/(mg/L)臆0.1高锰酸钾氧化-二苯碳酰二肼分光光度法表 2出水水质要求1.2工艺流程本套装置的工艺流程为院 工艺废水先进入配水井袁经过 pH 值调节袁碳尧磷尧氮等营养药剂的配比后袁分成两个系列分别进入缺氧池袁并对废水进行 ORP 监测遥 在缺氧池停留 2.5h 后袁进入一级好氧池袁因为本系统 COD 较高袁一级好氧池停留时间可达到 185h袁设计 COD 去除率达到 95%以上遥 经生化出水进入脱气池脱除多余气体袁再进入澄清池进行沉淀袁其中清液溢流至后端袁污泥回流至前端袁同时根据污泥龄计算污泥排放量在此处排出系统遥溢流的清液经过接触式臭氧消毒袁 进一步提高COD 的生化性袁进入二级好氧池袁在池内加入大量新鲜活性炭袁用于吸附难降解的 COD袁最终废水经过滤达标排放遥 详细流程图如图 1所示遥图 1装置工艺流程框图2设计水质2.1进水水质正常工况下袁废水来源主要有 3 种袁进水指标数据如表 1 所示遥1冤来自上游工艺装置的酸性废水袁酸含量为8%10%渊主要是甲酸尧乙酸尧丙酸冤袁含有 3%的过氧化物(如 H2O2)遥2冤来自湿式氧化装置处理的废水袁这股废水中含有 MPG尧PO尧ACP尧MPA 等有机物袁具有高盐尧高 COD尧难生物降解等特点遥3冤来自 MTO 装置的汽提废水袁特点是流量大袁COD 和 TDS 含量相对较低袁 直接均质后进入粉末活性炭生化系统遥 进水水质如表 1 所示遥2.2出水水质粉末活性炭生化系统经上述工艺后袁执行天津市标准 DB 12/599-2015 中 A 级标准袁 排放出水水质要求如表 2 所示遥3丙酮影响分析3.1冲击说明系统自 6 月份开车以来袁 生化系统经过2 个月的驯化袁运转正常遥 出水 COD 可达 200mg/L袁因李青山等：丙酮对粉末活性炭生化工艺的影响研究73天津化工2023 年 7 月图 3PACT 分析指标趋势图 2生物镜检图日期9 月 3 日9 月 3 日9 月 4 日9 月 4 日9 月 5 日9 月 5 日9 月 6 日9 月 6 日9 月 7 日采样时间9:0015:009:0021:009:0015:009:0021:009:00COD/（mg/L）5283.54575.05540.03828.04759.54990.53128.03600.02200.0甲醇/（mg/L）575.4575651.3100438.2675524.2675420.1200352.4075170.0000100.000035.0000丙酮/（mg/L）2446.45752760.1725 2130.27002493.72752100.00001918.3000 1688.0000 1100.0000 983.0000含氧化合物/（mg/L）3391.09002575.4825 2681.10003256.27502429.7100上游工艺装置生产波动袁 排放的 MTO 汽提水受到影响袁排放的污水 COD 超过正常控制值的 100倍袁达到 150000mg/L 以上袁废水中含有大量的甲醇尧丙酮尧二甲醚尧丙醛及未确定的氧化物遥超标的废水大量进入生化系统袁导致生化系统内丙酮含量达到 25003000mg/L遥高 COD尧高丙酮污水进入生化系统造成菌胶团快速解体袁细菌大量死亡袁 生化池表面有严重的异味和死泥袁一级出水指标快速增长袁经过判定确认系统受到严重冲击袁生物镜检如图 2 所示遥自 8 月 31 日高 COD尧 高丙酮废水进入生化系统后袁 通过对系统进行调整袁9 月 10 日通过镜检发现菌胶团重新建立袁 且出水发现后生动物袁出水指标持续下降袁重新转入进水状态遥 系统恢复周期为 11d遥3.2调整措施以尽快恢复系统生化能力为主要目的袁采取必要措施并辅助分析手段袁如每 12h 监控各环节COD 的去除情况袁监控丙酮尧甲醇尧甲醚尧丙醛等主要污染物含量和生物活性等指标遥主要采取的措施包括院1冤停止进废水袁改为闷曝曰2冤闷曝一段时间后 DO 开始下降袁加大回流量曰3冤投入营养药剂曰4冤加大粉末活性炭投入量曰5冤加大排泥量遥3.3系统状态分析通过一系列调节袁系统自 8 月 31 日受到冲击后袁 生化系统内丙酮含量持续稳定在 25003000mg/L袁COD 含量在 60007000mg/L袁系统几日的变化趋势见表 3 和图 3 所示遥8 月 31 日开始闷曝系统袁系统 DO 持续走高没有变化袁判断为细菌大量死亡袁造成 DO 用量减少曰8 月 31 日同步投加活性炭进行吸附曰9 月 2 日DO 开始下降袁结束闷曝袁开启系统回流曰9 月 3 日凌晨系统内丙酮有较大的变化趋势曰9 月 4 日丙酮低于 2000m/L 后袁系统开始快速下降曰9 月 7 日丙酮含量恢复到 2000mg/L 以下曰9 月 10 日系统重新开始进水遥表 3生化系统内成分变化趋势表4结论通过对生化系统进行 11d 的观察袁 调整措施总结如下院1冤当丙酮的质量浓度超过 2000mg/L时袁对生化系统有强烈抑制作用曰当丙酮的质量浓度低于 2000mg/L 时袁被抑制的细菌快速恢复活性遥 2冤粉末活性炭可有效吸附丙酮袁降低丙酮质量浓度袁恢复生化能力遥 3冤低质量浓度的丙酮生化较高袁BOD 比 COD 可达 0.3 以上遥74