乙二醇(EG或MEG)是一種重要的有機(jī)化工原料和戰(zhàn)略物資，可用于生產(chǎn)聚酯纖維，并可作為防凍劑、光滑劑、增塑劑、非離子外表活性劑以及炸藥、涂料、油墨等行業(yè)，用處非常普遍。我國(guó)是全球最大的乙二醇生產(chǎn)國(guó)，進(jìn)入21世紀(jì)以來，我國(guó)乙二醇耗費(fèi)量大幅度攀升。從生產(chǎn)乙二醇的原料來辨別，乙二醇的生產(chǎn)可主要分為以乙烯為原料的“石油道路法”和以煤制合成氣為原料的“非石油道路法”。我國(guó)能源構(gòu)造的特性是煤炭資源相對(duì)豐厚，石油、自然氣資源缺乏，以煤為原料制備乙二醇更為契合我國(guó)國(guó)情，也是出于戰(zhàn)略的需求。目前，煤制乙二醇主要技術(shù)道路有3種：

　　(1)合成氣直接合成法;

　　(2)甲醇乙烯環(huán)氧乙烷道路;

　　(3)合成氣經(jīng)草酸酯合成乙二醇。

　　該工藝流程短，本錢低，是目前國(guó)內(nèi)最受關(guān)注的煤制乙二醇技術(shù)，也是目前煤制乙二醇生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)用較廣的工藝。

　　草酸酯法生產(chǎn)乙二醇過程中的工藝廢水除煤氣化過程產(chǎn)生的廢水外，主要來源于變換、凈化及DMO生產(chǎn)中酯化、加氫、精餾工段。煤制乙二醇廢水含鹽量高達(dá)2%~4%，主要污染物為硝酸鹽、亞硝酸鹽、色度深及高COD，關(guān)于該類廢水采用傳統(tǒng)的市政生化工藝存在著費(fèi)用高、效率低的缺陷。

　　本課題以阜陽某一家以草酸酯法生產(chǎn)乙二醇工廠為例，并以其調(diào)理池進(jìn)水為研討對(duì)象，測(cè)試了一種新型高效厭氧脫氮反響器及組合工藝，攻克草酸酯法生產(chǎn)煤制乙二醇污水生化預(yù)處置中的關(guān)鍵工藝和技術(shù)，完成水資源循環(huán)應(yīng)用，推進(jìn)煤化工節(jié)能減排工作，保證煤制乙二醇產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)開展。

　　1、中試資料及辦法

　　1.1 實(shí)驗(yàn)用水(進(jìn)水水質(zhì))

　　實(shí)驗(yàn)用水取自濮陽某乙二醇生產(chǎn)工業(yè)廢水處理站調(diào)理池，詳細(xì)水質(zhì)如表1。

　　1.2 新型高效厭氧脫氮生物反響器(ADN)

　　ADN高效厭氧脫氮反響器由ADN配水池和ADN反響器有兩個(gè)局部組成。ADN反響器結(jié)構(gòu)按功用劃分，由下而上共分為5個(gè)區(qū)：混合區(qū)、脫氮除碳室、除碳轉(zhuǎn)化室、沉淀區(qū)和氣液別離區(qū)。ADN配水池：配水池分為兩格，進(jìn)水與反響器的局部回水在此混合后，經(jīng)外循環(huán)泵保送至ADN反響器內(nèi)(圖1)。ADN厭氧脫氮反響用具有獨(dú)有的脫氮除氮室和除碳轉(zhuǎn)化室，并具有強(qiáng)迫的外循環(huán)和內(nèi)循環(huán)，完成了卻構(gòu)和流程上的創(chuàng)新。

　　1.3 資料及工藝流程

　　實(shí)驗(yàn)污泥取自濮陽某造紙廠中溫厭氧反響器內(nèi)的顆粒污泥，其污泥濃度21.6g/L，經(jīng)沉淀濃縮后污泥濃度為98.1g/L，性狀為黑色。其他實(shí)驗(yàn)資料包括：硝酸鈉、液堿、甲醇、燒杯量筒等耗材。KH2PO4、以及厭氧所需的微量元素。

　　乙二醇廢水經(jīng)提升泵提升至ADN配水罐，經(jīng)過與出水混合加熱后，進(jìn)入ADN反響器，一局部ADN反響器的出水經(jīng)ADN配水池流入改進(jìn)AO的A段，與內(nèi)外回流混合后脫去硝化的氮，進(jìn)入O段，在O段去除絕大局部的剩余有機(jī)物后進(jìn)入序批反響沉淀段，泥水別離后，排出系統(tǒng)，詳細(xì)如圖2所示。

　　1.4 剖析辦法

　　中試中常規(guī)水質(zhì)指標(biāo)的測(cè)試辦法和剖析儀器或設(shè)備見表2

　　1.5 接種、調(diào)試啟動(dòng)階段

　　將上述接種污泥依照10g/L和3g/L的濃度分別投加至ADN反響器和改進(jìn)AO反響器內(nèi)，然后投加甲醇和其他營(yíng)養(yǎng)元素恢復(fù)污泥活性和填料掛膜。24小時(shí)后，調(diào)理池進(jìn)水PH在7左右，并投加碳酸鈉作為緩沖物質(zhì)，然后啟動(dòng)進(jìn)水泵。依照ADN反響器(Nv=2kgCOD/m3·d，Nv=0.1kgNO3-N/m3·d)低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，維持進(jìn)水溫度35℃，脫氮除碳室的上升流速4m/h，改進(jìn)AO反響器正常運(yùn)轉(zhuǎn)。持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)7天出水指標(biāo)穩(wěn)定后，進(jìn)步負(fù)荷至(Nv=4kgCOD/m3·d，Nv=0.2kgNO3-N/m3·d)，如出水指標(biāo)不穩(wěn)定，則繼續(xù)延長(zhǎng)馴化。依次類推，直至進(jìn)步負(fù)荷至(Nv=8kgCOD/m·3d，Nv=0.4kgNO3-N/m·3d)。從實(shí)驗(yàn)開端，經(jīng)過20d左右的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，ADN反響器和改進(jìn)AO反響器各項(xiàng)運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)已根本趨于穩(wěn)定。至此，以為ADN反響器污泥馴化和改進(jìn)AO反響器填料掛膜勝利。然后停止21天的持續(xù)負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)觀測(cè)，以檢驗(yàn)組合工藝對(duì)乙二醇廢水去除的性能。每天對(duì)硝態(tài)氮、COD和電導(dǎo)率、PH值等停止檢測(cè)，本階段實(shí)驗(yàn)合計(jì)歷時(shí)42天。

　　2、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

　　2.1 對(duì)氮的去除結(jié)果

　　從圖3中能夠看出，ADN反響器能經(jīng)過內(nèi)外循環(huán)及高濃度的厭氧顆粒污泥，消弭高濃度硝態(tài)氮對(duì)產(chǎn)甲烷菌和反硝化自身的抑止作用，從而去除簡(jiǎn)直絕大局部的硝態(tài)氮，其對(duì)硝態(tài)氮的均勻去除率到達(dá)93%。闡明ADN反響器關(guān)于乙二醇廢水有著良好的脫氮性能。經(jīng)過改進(jìn)AO工藝的進(jìn)一步去除，其含量能降低到10mg/L左右(圖4)。

　　2.2 對(duì)COD的去除結(jié)果

　　ADN反響器的均勻進(jìn)水CODCr=7527mg/L，均勻出水CODCr=2009mg/L，均勻去除率72%。闡明ADN反響器在反硝化脫氮的同時(shí)，經(jīng)過產(chǎn)甲烷作用去除了4000mg/L左右的COD(圖5)。ADN反響器的出水，進(jìn)入新型改進(jìn)AO工藝，經(jīng)過其內(nèi)附著在固定床平板填料上的大量微生物和懸浮微生物的作用，去除了剩余的有機(jī)物(圖6)。

　　2.3 關(guān)于電導(dǎo)率的影響

　　經(jīng)過圖7能夠看出，乙二醇廢水經(jīng)過ADN反響器后電導(dǎo)率有較大的降落，污水中某些可電離的有機(jī)物被去除、硝酸鹽反硝化去除，乙二醇廢水經(jīng)厭氧處置后呈現(xiàn)電導(dǎo)率降落。

　　另外，經(jīng)過比照ADN反響器進(jìn)出水的均勻pH值，pH值能從均勻5.75升高到8.76。由于ADN反響器有內(nèi)外循環(huán)系統(tǒng)，因而，ADN反響器運(yùn)轉(zhuǎn)中可不用額外補(bǔ)充堿度，即便pH偏低也能夠依托出水回流(pH=8~9)緩沖酸度的沖擊。堅(jiān)持較低的進(jìn)水pH而不增加液堿或者緩沖物質(zhì)，關(guān)于減少系統(tǒng)中的電導(dǎo)率也有積極意義。

　　3、結(jié)語

　　(1)實(shí)驗(yàn)安裝的啟動(dòng)采用低負(fù)荷啟動(dòng)方式，在進(jìn)水Nv=2kgCOD/m3·d，Nv=0.1kgNO3-N/m3·d,35℃的條件下，采取逐漸進(jìn)步進(jìn)水流量的辦法進(jìn)步負(fù)荷。啟動(dòng)完畢時(shí)，維持一定負(fù)荷。ADN反響器對(duì)硝態(tài)氮的均勻總?cè)コ实竭_(dá)93%，CODCr均勻去除率也到達(dá)了72%。闡明ADN反響器關(guān)于乙二醇廢水有著優(yōu)秀的脫氮和除碳性能。

　　(2)反響系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)后，實(shí)驗(yàn)結(jié)果標(biāo)明：ADN反響器處置乙二醇廢水的最佳運(yùn)轉(zhuǎn)條件為HRT=24h，T=35℃；改進(jìn)AO工藝O段的最佳停留時(shí)間為24h。

　　(3)由于反硝化產(chǎn)生堿度和有機(jī)酸的去除，乙二醇廢水進(jìn)入ADN之前無需調(diào)理pH值。

　　(4)ADN+改進(jìn)AO生化組合工藝對(duì)乙二醇廢水顯現(xiàn)出良益處理效果，僅經(jīng)過ADN+改進(jìn)AO工藝就能將COD從8000mg/L降至150mg/L，去除率到達(dá)98%。從而在乙二醇廢水的低本錢生化處置工藝上，有著極大的意義。