引言
乙二醇（EG 或 MEG）是一種重要的有機化工原料和戰略物資，可用于生產聚酯纖維，并可作為防凍劑、潤滑劑、增塑劑、非離子表面活性劑以及炸藥、涂料、油墨等行業，用途十分廣泛。我國是全球最大的乙二醇消費國，進入 21 世紀以來，我國乙二醇消耗量大幅度攀升。從生產乙二醇的原料來區分，乙二醇的生產可主要分為以乙烯為原料的“石油路線法”和以煤制合成氣為原料的“非石油路線法”[1－3]。我國能源結構的特點是煤炭資源相對豐富，石油、天然氣資源不足，以煤為原料制備乙二醇更為符合我國國情，也是出于戰略的需求。目前，煤制乙二醇主要技術路線有 3 種：（1）合成氣直接合成法[4]；（2）甲醇乙烯環氧乙烷路線[5]；（3）合成氣經草酸酯合成乙二醇[6]。該工藝流程短，成本低，是目前國內最受關注的煤制乙二醇技術，也是目前煤制乙二醇生產企業應用較廣的工藝。
草酸酯法生產乙二醇過程中的工藝廢水除煤氣化過程產生的廢水外，主要來源于變換、凈化及 DMO 生產中酯化、加氫、精餾工段。煤制乙二醇廢水含鹽量高達 2%~4%[7]，主要污染物為硝酸鹽、亞硝酸鹽、色度深及高 COD，對于該類廢水采用傳統的市政生化工藝存在著費用高、效率低的缺點。
本課題以阜陽某一家以草酸酯法生產乙二醇工廠為例，并以其調節池進水為研究對象，測試了一種新型高效厭氧脫氮反應器及組合工藝，攻克草酸酯法生產煤制乙二醇污水生化預處理中的關鍵工藝和技術，實現水資源循環利用，推動煤化工節能減排工作，保障煤制乙二醇產業的可持續發展。
1 中試材料及方法
1.1 試驗用水（進水水質）
試驗用水取自濮陽某乙二醇污水處理站調節池，具體水質
如表 1。

1.2 新型高效厭氧脫氮生物反應器（ADN）
ADN 高效厭氧脫氮反應器由ADN 配水池和 ADN 反應器有兩個部分組成。ADN 反應器構造按功能劃分，由下而上共分為 5個區：混合區、脫氮除碳室、除碳轉化室、沉淀區和氣液分離區。
ADN 配水池：配水池分為兩格，進水與反應器的部分回水在此混合后，經外循環泵輸送至 ADN 反應器內（圖 1）。ADN 厭氧脫氮反應器具有獨有的脫氮除氮室和除碳轉化室，并具有強制的外循環和內循環，實現了結構和流程上的創新。

 1.3 材料及工藝流程
試驗污泥取自濮陽某造紙廠中溫厭氧反應器內的顆粒污泥，其污泥濃度 21.6g/L，經沉淀濃縮后污泥濃度為 98.1  g/L，性狀為黑色。其他試驗材料包括：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。
乙二醇廢水經提升泵提升至 ADN 配水罐，經過與出水混合
加熱后，進入ADN 反應器，一部分 ADN 反應器的出水經 ADN配水池流入改良 AO 的 A 段，與內外回流混合后脫去硝化的氮，進入 O 段，在 O 段去除絕大部分的剩余有機物后進入序批反應沉淀段，泥水分離后，排出系統，具體如圖 2 所示。

 1.4 分析方法
中試中常規水質指標的測試方法和分析儀器或設備見表 2。

1.5 接種、調試啟動階段
將上述接種污泥按照 10g/L 和 3g/L 的濃度分別投加至 ADN反應器和改良AO 反應器內，然后投加甲醇和其他營養元素恢復污泥活性和填料掛膜。24 小時后，調節池進水 PH 在 7 左右，并投加碳酸鈉作為緩沖物質，然后啟動進水泵。按照 ADN 反應器
（Nv=2kgCOD/m3·d，Nv=0.1kgNO3-N/m3·d）低負荷運行，維持進水溫度 35℃，脫氮除碳室的上升流速 4m/h，改良 AO 反應器正常運行。持續運行 7 天出水指標穩定后，提高負荷至（Nv=4kgCOD/m3· d，Nv=0.2kgNO3-N/m3·d），如出水指標不穩定，則繼續延長馴化。依次類推，直至提高負荷至（Nv=8kgCOD/m·3  d，Nv=0.4kgNO3-N/m·3
d）。從試驗開始，經過 20 d 左右的連續運行，ADN 反應器和改良
AO 反應器各項運行參數已基本趨于穩定。至此，認為 ADN 反應器污泥馴化和改良AO 反應器填料掛膜成功。然后進行 21 天的持續負荷運行觀測，以檢驗組合工藝對乙二醇廢水去除的性能。每天對硝態氮、COD 和電導率、PH 值等進行檢測，本階段試驗總計歷時 42 天。
2 實驗結果與討論
2.1 對氮的去除結果

 從圖 3 中可以看出，ADN 反應器能通過內外循環及高濃度的厭氧顆粒污泥，消除高濃度硝態氮對產甲烷菌和反硝化本身的抑制作用，從而去除幾乎絕大部分的硝態氮，其對硝態氮的平均去除率達到 93%。說明 ADN 反應器對于乙二醇廢水有著良好的脫氮性能。經過改良AO 工藝的進一步去除，其含量能降低到
10mg/L 左右（圖 4）。
2.2 對COD 的去除結果
ADN 反應器的平均進水 CODCr=7527mg/L，平均出水 CODCr=
2009mg/L，平均去除率 72%。說明 ADN 反應器在反硝化脫氮的同時，通過產甲烷作用去除了 4000 mg/L 左右的 COD（圖 5）。
ADN 反應器的出水，進入新型改良 AO 工藝，通過其內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，去除了剩余的有機物（圖 6）。

 2.3 對于電導率的影響
通過圖 7 可以看出，乙二醇廢水經過 ADN 反應器后電導率有較大的下降，污水中某些可電離的有機物被去除、硝酸鹽反硝化去除，乙二醇廢水經厭氧處理后出現電導率下降。

另外，通過對比ADN 反應器進出水的平均 pH 值，pH 值能從平均 5.75 升高到 8.76。由于ADN 反應器有內外循環系統，因此，ADN 反應器運行中可不必額外補充堿度，即使 pH 偏低也可
2.3 主要處理單元及設計參數
（1）集水池（改造）。原有一、二級集水池連通，二級集水池結
構尺寸 9.3×3.5×4m 有效容積 70m3 最大小時流量 （280m3/h）下
HRT=15min   可以滿足規范要求（規范要求不小于 5min）。
（2）水力篩（原有）。利用原有 1 臺，不銹鋼，過流能力大于
280m3/h，設在調節池進水處，設置落渣管（PVC）。
（3）調節池（改造）。原 1# 好氧池、2# 好氧池及中間沉淀池改造，1# 好氧池結構尺寸 6.40m×6.20m×5.00m 有效容積 170m3，2#好氧池結構尺寸 7.70m×7.00m×5.00m，有效容積 215m3；中間沉淀池結構尺寸 7.00m×2.70m×5.00m 有效容積 76m3，總有效容積
170+215+76=461m3，HRT=8.5h。
（4）兩相厭氧池（改造）。利用原水解池，環氧煤瀝青涂刷防腐，結構尺寸 9.5×7.5×5.2m，總有效容積約 300m3，升流式雙層污泥床，底部為流動污泥床 0.8m（45m3），上部為固定填料床 2.5m
（140m3），進水流量 Q=54.2m3/h，內循環 Q=50m3/h，上升流速 3-
4m/h，總有機負荷 6.9kg（COD）/m3·d，設計 COD 去除率 40%。
（5）SBR 池（改造）。利用原有灰渣池改造， 結構尺寸
（41.00m ×8.25m ×4.90m）1  座， 均分成 2 池， 單池有效容積
1436m3，總有效容積 2872m3，單組運行周期 T=8h（進水 2h、曝氣
4h、沉淀 1h、潷水 1h），有機負荷 0.43kgCOD/m3·d，周期（批）處理
水量 220m3，排水比 15.3%，總 COD 去除率 91.7%，總需氧量約
1320kg/d，總供空氣量 20640m3/d。
（6）再生水處理系統（改造）。過濾池利用原有的圓形反應池改造，日處理水量 Q=300m3/d 小時處理量Q=50m3/h，濾速 v=8m/h，直徑Φ3.0m，過濾面積 7m2。
（7）生化剩余污泥處理系統（改造）。利用灰渣池附近原有水池改造，濃縮池 1 座，直徑 Φ8.4m 深 6.0m，有效容積 280m3，平均每日產生含水 99.7%污泥量 52m3，濃縮后含水 97.5%，污泥體積 6.5m3。
2.4 設計特點
（1）原設施正好有兩個水解池串聯，很容易改造成兩相厭氧反應器。而且該池液位是原污水處理系統中的最高水位處，出水重力流向 100m 遠的SBR，可利用條件好。
（2）本項目所在地區氣候條件適合于常溫厭氧，即使冬季水溫可能低于 20℃，采用兩相厭氧去除 40%有機物是完全可以實現的。相對于水解酸化，兩相厭氧去除效率優異，進水有機負荷為 6.9kgCODcr/m3·d，去除負荷為 2.8kgCODcr/m3·d，厭氧出水 COD可降低至 960mg/l，有效減輕了好氧負荷。
（3）本項目原水 BOD/COD=0.5，其可生化性好，容易發生厭氧，采用兩相厭氧工藝，將甲烷相出水（pH 略高）回流，可以利用其中的堿度維持所需要的pH，節省運行費用。
3 運行情況
（1）運行效果。本工程取某城市污水處理廠的活性污泥進行馴化，經過 3 個月的調試，系統運行情況穩定，處理出水效果較好。各項出水指標均達到設計的排放標準。
（2）運行費用分析。廢水處理工程的運行成本為 2.02 元/m3，其中：
①電費。工程每天耗電為 850kW·h，電價為 0.65 元（/  kW·h），則電費為 0.43 元/m3。
②藥劑費。PAC 投加量：0.05kg/m3，藥劑單價：2.0 元/kg；污泥脫水PAM 投加量：2kg/d，藥劑單價：30 元/kg，則藥劑費合計為0.14 元/m3。
③污泥處置費用。污泥（含水率為 80%）產量為 3m3/d（含初沉池及生化池污泥），按 280 元/m3 的處置費計算，污泥處置費為840 元/d，折算后的污泥處置費用為 0.65 元/m3。
④人工費。廢水處理站設操作人員 6 名，按工資為 3500 元/月/人，折算后的人工費用為 0.53 元/m3。

結語
（1）采用“預處理＋二項厭氧＋SBR＋砂過濾”工藝處理制麥廢水，盡量利用現有設施，減少投資，穩定達標，系統運行穩定，經濟運行等優點。
（2）工程運行結果表明，該工藝處理制麥廢水的 CODCr 去除
效率為 98%，BOD5 去除效率為 99%，出水水質穩定達標。