含油污水處理工藝初探

黃玉霞

（大慶中藍(lán)石化有限公司，黑龍江 大慶 163713）

1 裝置概況

原污水設(shè)施處理能力200m3/h，原設(shè)計(jì)出水要求達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978-1996）中的二級標(biāo)準(zhǔn)，2000年已進(jìn)行過改造。隨著生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大及廢水排放要求提高，原有的污水處理能力已遠(yuǎn)不能滿足生產(chǎn)需要。為了使整個(gè)公司體系配套完善，在充分發(fā)揮設(shè)備生產(chǎn)能力獲得經(jīng)濟(jì)利益的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)社會利益與經(jīng)濟(jì)利益的和諧統(tǒng)一，決定對原有污水處理場進(jìn)行改造，優(yōu)化其污水處理設(shè)施，提高排放標(biāo)準(zhǔn)，滿足國家的環(huán)保要求，促進(jìn)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展。

2 處理工藝的選擇

2.1 水質(zhì)分析

2.1.1 廢水的來源

石油加工過程中的注水、汽提、冷凝、水洗等均為產(chǎn)生廢水的主要來源，其次廢水還來源于化驗(yàn)室、動力站、空壓站及循環(huán)水場等輔助設(shè)施，以及食堂、辦公室等生活設(shè)施。

該類廢水水質(zhì)除含有油、硫、酚、氰外還含有苯、醇、廢催化劑等，成分復(fù)雜，可生化性較差，是較難處理的工業(yè)廢水。

2.1.2 煉油廢水的危害

煉油廢水屬于高CODCr、高含油、高乳、高氨氮類廢水，不加處理排到江河湖海等水體后，油層覆蓋水面，阻止空氣中的氧向水中的擴(kuò)散，水體中由于溶解氧減少，藻類進(jìn)行的光合作用受到限制，影響水生生物的正常生長，使水生植物有油味或毒性，甚至使水體變臭，破壞水資源的利用價(jià)值，如果牲畜飲了含油廢水，通常會感染致命的食道?。蝗绻煤蛷U水灌溉農(nóng)田，油分及其衍生物將覆蓋土壤和植物的表面，堵塞土壤的孔隙，阻止空氣透入，使果實(shí)有油味，或使農(nóng)作物不能正常進(jìn)行新陳代謝，嚴(yán)重時(shí)會造成農(nóng)作物減產(chǎn)或死亡。另外，由于污油的漂移和擴(kuò)散，會污染海灘和海濱旅游區(qū)，造成極大的環(huán)境危害和社會危害。但更主要的危害是石油中含有致癌烴，被魚、貝類富集并通過食物鏈危害人體健康。因此，對煉油行業(yè)產(chǎn)生的廢水進(jìn)行有效處理是很有必要的。

2.2 處理工藝選擇

煉油廢水物化處理的關(guān)鍵問題之一使廢水中油及硫化物的去除。含硫廢水一般先在車間通過汽提及硫磺回收裝置預(yù)處理后，再排至污水處理場。含油廢水中含有大量的焦油，這些油類物質(zhì)會阻礙可溶性有機(jī)物進(jìn)入微生物細(xì)胞壁內(nèi)，而且能封住菌膠團(tuán)，有時(shí)污泥顆粒會因夾帶油的顆粒而上浮到水面，嚴(yán)重影響生化效果。一般生物處理進(jìn)水要求污水含油量不超過20mg/L。否則，會直接影響到整個(gè)處理系統(tǒng)的效率。

廢水的生化處理是利用微生物的氧化分解作用去除廢水中有機(jī)物的方法。根據(jù)所利用的細(xì)菌對氧的要求不同，可以把生化處理分為好氧處理和厭氧處理兩大類。好氧生物處理需要源源不斷的供給氧氣，處理速度快，污泥負(fù)荷相對低，出水水質(zhì)好。厭氧處理不需要供給氧氣，污泥負(fù)荷相對較高，能處理較難生物降解的物質(zhì)，提高廢水的可生化性，但所需時(shí)間長，出水一般需要后續(xù)處理才能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。

隨著微生物學(xué)、生物化學(xué)等學(xué)科發(fā)展和工程實(shí)踐的積累，通過不斷的開發(fā)，克服了傳統(tǒng)的厭氧部分水力停留時(shí)間長，有機(jī)負(fù)荷低等缺點(diǎn)，使它在理論和實(shí)踐上有了很大進(jìn)步，在處理高濃度有機(jī)廢水方面取得了良好效果。目前常用UASB 是一種應(yīng)用較為廣泛的厭氧反應(yīng)器，其全稱為上流式厭氧污泥床，其對進(jìn)水要求較高，對水力負(fù)荷較敏感，污泥易流失，污泥床內(nèi)通常會有短流現(xiàn)象；UBF 是上流式污泥床（UASB）和厭氧濾池（AF）構(gòu)成的復(fù)合式厭氧反應(yīng)器，它同時(shí)具有AF和UASB的特點(diǎn)，耐沖擊負(fù)荷有所提高，污泥流失相對較少，但是其對結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，對設(shè)備要求高，對操作水平要求高，投資大，運(yùn)行成本高。我公司歷經(jīng)八年研究，結(jié)合多種厭氧反應(yīng)器的理論成果及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，開發(fā)出一種新型超高效厭氧生物反應(yīng)器——脈沖厭氧流化床反應(yīng)器，其操作簡單，投資省、運(yùn)行費(fèi)用低，耐沖擊負(fù)荷強(qiáng)，去除效率高，是一種比傳統(tǒng)厭氧工藝更先進(jìn)更符合國情的新型厭氧處理技術(shù)。

由于本廢水的特點(diǎn)是成分復(fù)雜，含有一些較穩(wěn)定分子結(jié)構(gòu)的污染物，純好氧工藝很難去除這些物質(zhì)，而厭氧處理不但可以去除部分難降解的有機(jī)物，而且可大幅度提高廢水的B/C 比，提高好氧處理的速率。因此，對于本污水處理改造工程，經(jīng)過綜合分析后選用兩級脈沖厭氧流化床反應(yīng)器，本方案只考慮增加厭氧處理單元。

PAFR 反應(yīng)器由脈沖布水系統(tǒng)，污泥反應(yīng)區(qū)等組成。廢水首先進(jìn)入脈沖布水系統(tǒng)，間歇性在短時(shí)間內(nèi)被大量釋放，使水在污泥反應(yīng)區(qū)與顆粒污泥充分混合，污泥中的微生物分解污水中的有機(jī)物，并部分轉(zhuǎn)化為沼氣。

在PAFR 內(nèi)，廢水經(jīng)歷水解酸化階段，水解的產(chǎn)物主要是小分子有機(jī)物，使廢水中溶解性有機(jī)物顯著提高。在酸化這一階段，上述第一階段形成的小分子化合物在發(fā)酵細(xì)菌即酸化菌的細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)化為更簡單的化合物并分泌到細(xì)菌體外，主要包括揮發(fā)性脂肪酸（VFA）、乳醇、醇類等。未被去除的小分子污染物也可以在后續(xù)好氧生物處理過程中被好氧微生物分解代謝。厭氧處理不但去除了難降解的有機(jī)物，而且大幅度降低了污染物濃度，減輕了后續(xù)好氧工藝的負(fù)荷，提高好氧處理的速率。因此，使用厭氧工藝進(jìn)行廢水處理，可以大幅度縮短好氧的停留時(shí)間，節(jié)省大量的基建投資和處理費(fèi)用。

3 運(yùn)行處理效果分析

廢水處理的目的是去除水中的污染物，使廢水得到凈化，廢水中的主要污染物有油、SS、CODCr等。

3.1 油的去除

廢水中油的去除主要靠原有的隔油池、氣浮池及厭氧處理單元的污泥吸附去除。

3.2 CODCr的去除

廢水廠CODCr的去除率，取決于進(jìn)水的可生化性，它與廢水的組成有關(guān)。本方案決定選用PAFR 工藝，先將廢水中難降解的有機(jī)物去除或?qū)⑵滢D(zhuǎn)化為易降解的物質(zhì)，確保PAFR 反應(yīng)器出水CODCr 控制在500mg/L 以下。

在PAFR 反應(yīng)器內(nèi)，廢水經(jīng)歷整個(gè)水解酸化階段。高分子有機(jī)物因相對分子量巨大，不能投過細(xì)胞膜，無法被細(xì)菌直接利用。它們在水解階段先被細(xì)菌胞外酶分解為小分子有機(jī)物，使廢水中溶解性有機(jī)物顯著提高。在酸化這一階段，上述第一階段形成的小分子化合物在發(fā)酵細(xì)菌即酸化菌的細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)化為更簡單的化合物并分泌到細(xì)菌體外，主要包括揮發(fā)性脂肪酸（VFA）、乳醇、醇類等。

結(jié)論

通過調(diào)整污水處理工藝線路，PAFR 工藝提高了污水處理能力和效果。

按照公司目前應(yīng)用情況，PAFR的COD容積負(fù)荷在2～5kg/m3·d 范圍內(nèi)，平均為3kg/m3·d?？扇苄訡OD 去除率通常在30%～55%之間。PAFR 工藝不是單純的去除污染物，還有改善廢水可生化性的功效。高分子有機(jī)物因?yàn)榉肿恿烤薮?，不能透過微生物的細(xì)胞膜，因此不可能為細(xì)菌直接吸收利用。而PAFR將大分子降解為小分子，能大幅度改善廢水的B/C 比。PAFR 反應(yīng)器無運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備，脈沖部分完全自動化運(yùn)作，可以做到無人值守。根據(jù)多個(gè)工程的實(shí)際情況，PAFR 出水不帶有或帶有很少量的泥。另外我們運(yùn)用有效的氣水分離功能，可以確保反應(yīng)器系統(tǒng)內(nèi)的三相得到分離，因此調(diào)試、運(yùn)行方便。

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