洛阳XX化工总厂化纤污水处理装置主要是汇集化纤厂PTA装置的PTA污水及PET、长短丝的生产生活污水，经过预处理、均质调节、生化处理等工序处理后，去除污水中的高浓度有机污染物，使之达到排放标准。装置由洛阳石化工程公司设计，设计处理规模400 m3／h，其中PTA污水160m3／h，其它生产生活污水240m3／h，2000年5月23日装置投用后，运行稳定，一级生化容积负荷以COD计可达1.5kg／(m3d)，二级生化容积负荷可达0.2kg／(m3d)，累计综合合格率96.8％。2001年8月26-28日组织对化纤污水处理装置进行了标定。
化纤污水处理装置的来水包括PTA连续排水、PTA间断排水和生产生活污水，对PTA间断排水先人事故池调节，而后由泵提升到水力旋流沉淀器进行酸沉处理。PTA连续排水进入污水场，调节pH值为3.5—4，直接进水力旋流沉淀器进行TA沉淀分离，经酸沉处理后的PTA污水与生活生产生活污水在调节均质池利用鼓风搅拌使其充分混合，经pH调节(加碱)和投加营养盐(氮、磷)后，进人生化处理装置。生化处理系统为二级好氧处理流程，一级在较高负荷下操作，去除大部分的COD；二级在较低负荷下操作，去除较难降解的COD，使污水达标排放。两极生化各自设立独立的污泥回流系统，保持各自的生物菌群。生化二级沉淀池出水排人监测池，池中设有COD在线仪表，污水合格则排放，不合格则用泵回流到二级曝气池或均质池重新处理。
1 工艺流程
2 装置的标定
2.1 标定条件
①PTA，PET，长短丝装置在设计工况下运行，其排污情况基本符合设计要求；
②钴、锰催化剂回收装置未能正常运行，催化剂残渣打浆水随PTA污水一起排人处理装置；
③PTA装置污水排放按设计流程，即PTA连续排水和间断排水分别排放；
④化纤污水处理装置各项参数基本符合设计要求。
2.2 装置设计工艺参数
设计进水水质水量见表1。
表1 化纤污水处理装置进水水质水量(设计值)
序号
名称
水量/（m3h-1）
ρ（COD）/(mgL-1）
pH值
温度/℃
1
PTA连续排水
120
≤8330
≤4.5
≤50
2
PTA间断排水
40
≤5400
3
生产生活污水
240
≤850
6-9
设计生化运行工艺参数见表2。
表2 生化运行工艺参数(设计值)
容积负荷（以COD计）/(kgm-3d-1)
溶解氧/（mgL-1)
污泥浓度/（mgL-1）
回流比/%
一级生化
1.5
1-2
4000-5000
100-150
二级生化
0.2
2-4
1500-2000
50-100
2.3 装置的标定
2.3.1 进水水质水量状况
标定期间来水水质水量情况见表3。
表3 标定期间来水水质水量
项目
时间
PTA连续排水
PTA间断排水
生产生活污水
水量/（m3d-1）
8-26
2803
1025
1118
8-27
2702
706
1756
8-28
2529
1089
1721
均值
2678
940
1532
pH值
8-26
3.08
4.59
7.22
8-27
3.01
3.95
7.01
8-28
2.87
3.80
7.26
均值
2.99
4.11
7.16
ρ（COD)/（mgL-1）
8-26
3810
6049
492
8-27
4040
4981
2045
8-28
3975
17750
422
均值
3942
9593
986
ρ（TA）/(mgL-1)
8-26
2730
1282
8-27
2886
2042
8-28
2407
319
均值
2674
1334
温度/℃
8-26
59.6
33.4
8-27
59.4
35.0
8-28
71.3
35.1
均值
63.41025
34.5
标定期间PTA装置连续排水水质水量相为稳定，COD均值3942 mg／L低于8330mg／L的设计值；pH值2.87-3.08，平均为2.99，偏低，可能是PTA装置溶剂脱水塔或薄膜蒸发器排水控制不好所致，TA的质量浓度均值为2674mg／L，温度在59.4—71.3 ℃之间波动，平均为63.4℃，高于设计值≤50℃的要求；PTA装置间断排水较差，COD值在4981-17750 mg／L范围波动，均值为9593 mg／L，远超5400mg／L的设计值，TA的质量浓度均值为1334mg／L；生产生活污水水量平均1532m3／d，相对稳定，COD值为422-2045mg／L，波动较大，其中的污染成分联苯、联苯醚是影响生化平稳运行的重要因素。
2.3.2 预处理运行状况
标定期间来水pH值在3.0左右，无须加酸调节，PTA装置排水水量较为稳定，水力旋流沉淀器的进水水量不超过其设计进水水量40m3／h，污水有效停留时间达2h以上，污水中的颗粒状TA在水力旋流及重力作用下得以有效沉降，水力旋流沉淀器对TA的去除率达到70％以上。
对沉淀下来的TA，每天开启软管泵从水力旋流沉淀器中吸出，输送到离心机进行脱水后装袋存放。离心机在1500-1600r／min情况下，滤饼含固量55％以上，呈粉状，滤后液含固量0.095％以下，清澈透明，每天可产TA 6.0 t左右(干基)，酸沉后的PTA污水与生产生活污水在调节均质池充分混合并投加氮、磷营养盐和调整pH值后进行
两级生化处理，预处理运行数据见表4。
表4 预处理运行数据
时间
ρ（TA）/（mgL-1）
沉淀器对TA去除率/%
含固量/%
TA产量/（td-1）
沉淀器进水
沉淀器出水
离心机进料
离心机出料
滤后液
8-26
2730
464
83.0
21.8
60
0.030
12.6
8-27
2886
860
70.2
7.8
54.8
0.087
11.1
8-28
2407
637
75.6
9.2
58.3
0.095
7.44
平均值
2674
654
76.3
12.9
57.7
0.071
10.38
2.3.3 生化运行状况
标定期间来水量较为稳定，PTA污水经预处理和均质调节后消除了污染物峰值，生化进水COD的质量浓度为2393-3170mg／L，平均为2733mg／L高于其设计进水COD的质量浓度为1950mg／L，一级生化对COD去除率为90.0％，一级生化容积负荷为0.99-1.41kg／(m3d)，污泥负荷0.23-0.38kg[COD]／(kg[MLSS]d)，一级生化进水pH值4.1-4.5，生化运行基本保持稳定，回流污泥和曝气池混合液对污水的pH值有较强的缓冲能力；二级生化对COD的去除率64.0％，二级生化的容积负荷为0.137-0.142 kg／(m3d)，污泥负荷为0.035—0.037 kg[COD]／(kg[MLSS]d)；污水的pH值由生化进水时的4.3升高到出水时的8.15，因为随着污水中TA，HAc等酸性物质的降解，污水中的潜在碱度得到释放，使污水pH值生高。
一级生化SV，SVI分别为98.2%，248L/g，二级生化SV，SVI分别为97.5％，250L／g，其沉降比和污泥指数超出一般活性污泥法对沉降比和污泥指数的控制水平(分别控制在30％—70％和100-150L／g的范围)，镜检观察活性污泥絮体较为细碎，说明生化活性污泥絮凝沉降能力差，使一级生化出水有时携带较多的污泥颗粒，使二级生化的污泥浓度增加较快，由于污泥絮凝效果不好使二沉池出水夹带少量污泥颗粒，影响了出水的感官效果。
标定期间生化平均风量为36038m3／h，水量平均为214.6m3／h，处理每立方米污水消耗的风量为168m3。
标定期间一、二级生化的运行数据见表5、表6。
表5 一级系生化运行数据
时间
pH值
ρ（COD）/(mgL-1)
风量/（m3d-1）
ρ（DO）/（mgL-1)
SV/%
SVI/(Lg-1）
ρ（MLSS）/（mgL-1）
容积负荷/（kgm-3d-1)
污泥负荷/（kg[COD]kg-1[MLSS]d-1)
水量/（m3d-1)
进水
出水
进水
出水
8-26
4.5
7.4
2393
277
672755
0.20
98.5
224
4400
0.99
0.23
4946
8-27
4.3
7.3
2637
274
687169
0.29
98
255
3850
1.13
0.29
5164
8-28
4.1
7.6
3170
267
727089
0.20
98
265
3700
1.41
0.38
5339
平均
4.3
7.4
2733
273
695671
0.23
98.2
248
3983
1.18
0.30
5150
表6 二级系生化运行数据
时间
pH值
ρ（COD）/(mgL-1)
风量/（m3d-1）
ρ（DO）/（mgL-1)
SV/%
SVI/(Lg-1）
ρ（MLSS）/（mgL-1）
容积负荷/（kgm-3d-1)
污泥负荷/（kg[COD]kg-1[MLSS]d-1)
水量/（m3d-1)
进水
出水
进水
出水
8-26
4.5
7.4
2393
277
672755
0.20
98.5
224
4400
0.99
0.23
4946
8-27
4.3
7.3
2637
274
687169
0.29
98
255
3850
1.13
0.29
5164
8-28
4.1
7.6
3170
267
727089
0.20
98
265
3700
1.41
0.38
5339
平均
4.3
7.4
2733
273
695671
0.23
98.2
248
3983
1.18
0.30
5150
标定期间，连续对一、二级曝气池溶解氧沿池长的变化及沉淀池出水溶解氧进行了检测，一曝池首端溶解氧较低，平均为2.9 mg／L，到池长的中部充氧能力和曝气池中微生物对氧的利用达到平衡，溶解氧平均为6.5 mg／L，直到池子的末端测出的溶解氧仍基本维持在6.5 mg／L左右，一沉池出水溶解氧平均为0.23 ms／L，比曝气池溶解氧迅速降低，说明I级生化微生物食料丰富，生命活动旺盛，对溶解氧的利用速率高。二曝池首端溶解氧平均为5.2mg／L，到池长的1／4处充氧基本达到平衡，溶解氧平均为6.9mg／L，直到池子末端溶解氧仍基本维持在6.9mg／L左右，二沉池出水溶解氧平均为3.5 mg／L，比之一级生化降低缓慢，说明污水经两级生化处理后，大部分污染物被氧化分解，微生物可以利用的食料较少，其分解代谢作用减弱，对氧的利用速率降低。
3 处理费用核算
标定期间各种费用合计见表7。
表7 化纤污水处理费用统计
名称
费用/元
处理水量/t
吨水费用/（元t-1）
所占比例/%
NaOH
5440
15449
0.35
14.14
聚丙烯酰胺
1716
15449
0.11
尿素
5200
15449
0.34
消泡剂
9975
15449
0.65
新鲜水
185.27
15449
0.012
21.67
电
34035.84
15449
2.203
风
113.96
15449
0.007
人工费用
107.63
15449
0.697
6.80
设备折旧费
56947
15449
3.686
35.94
维修费
8219
15449
0.532
剩余污泥处理费
25000
15449
1.618
21.46
排污费
772.45
15449
0.05
合计
158367.52
10.255
由表7可知，化纤污水每吨的处理费用为10.255元，其中折旧费为3.686元/t，占污水处理总费用的比例最大为35.94％，其次为电耗，占21.48％。
根据标定期间PTA连续排水、PTA间断排水、生产生活污水来水水量及COD的均值核算，进入装置的COD量为61391kg，排出装置的COD量为1519kg，去除的COD量为59872kg，3d的运行费用为158367.52元，可知处理每千克COD的费用为2.65元。
4 结论
①预处理—两段好氧工艺适合用于处理PTA污水为主的化纤污水，经处理后COD可降至100mg／L以下，对COD的综合去除率达到97.5％，可保证排水水质达到石化行业PTA污水排放标准。
②标定期间，预处理旋流沉淀器对TA的去除率达到75.6％，平均每天可回收TA 6.0t左右，一级生化容级负荷可达1.41 kg[COD]／(m3d)，污泥负荷0.23-0.38kg[COD]/kg[MLSS]d)。二级生化容积负荷可达0.142kg[COD]／(m3d)，污泥负荷0.035—0.037kg[COD]/kg[MLSS]d)，基本达到设计水平。
③平均吨污水的处理费用为10.255元，每千克COD的处理费用为2.65元，与国内同其它PTA污水处理工艺相比处于领先水平。