MBR 技術(shù)在煉油污水處理中的應(yīng)用

劉 忠 慧

（中國石化海南煉油化工有限公司，海南 洋浦 578101）

中國石化海南煉油化工有限公司是一個(gè)以石油加工為主的石油化工企業(yè)。在原油加工生產(chǎn)過程中，需要一定量的工業(yè)用水，除加工過程中的冷卻水、蒸汽凝結(jié)水可以循環(huán)利用外，其它，如：工藝注水、油品洗滌水、機(jī)泵冷卻水、地面沖洗水、消防用水和生活用水，這些水直接或間接地與油品接觸，造成不同程度的污染，如不經(jīng)過處理而直接排放，必然對(duì)環(huán)境造成污染，所以，各類污水在排放前必須經(jīng)過處理并使其達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)［1］。

1 煉油廢水的產(chǎn)生、特點(diǎn)及主要污染物

煉油廢水主要指原油的直接蒸餾、重質(zhì)油的直接裂化與蒸餾以及某些餾分的精制等過程中產(chǎn)生的生產(chǎn)廢水。煉油廠的污水通常分為含油污水、含硫污水、含鹽污水、生活污水以及其他污水等四大類。其特點(diǎn)是污水排放量大、水質(zhì)復(fù)雜、對(duì)污水處理系統(tǒng)沖擊性強(qiáng)。其主要的污染物還有油脂、酚類、硫化物、氨氮等［2］。

2 MBR 技術(shù)的概述

MBR 又稱膜生物反應(yīng)器（ Membrane Bio-Reactor）,它是膜分離技術(shù)與活性污泥法相結(jié)合的新型污水處理技術(shù)［3］。它可以取代活性污泥法中的二沉池和砂濾等過濾設(shè)施，用微濾膜的高效分離作用將泥水分離，使出水達(dá)到排放或回用標(biāo)準(zhǔn)。隨著科學(xué)和各種分離理論的發(fā)展，膜分離技術(shù)取得了迅猛的發(fā)展。它是保護(hù)水環(huán)境，實(shí)現(xiàn)污水資源化的一項(xiàng)重要技術(shù)。

3 生物膜的類型及在污水處理中應(yīng)用

3.1 膜的分類

根據(jù)膜孔徑由大到小排序的分類見表1。

表1 膜的分類[3]Table 1 Film classification

3.2 生物膜在煉廠污水處理中的應(yīng)用

目前我國煉廠對(duì)于煉油污水一般都進(jìn)行集中處理，流程多是在“老三套”即“隔油-浮選-生化”之后增加適度的深度處理。在預(yù)處理過程中污水中的浮油、乳化油以及相對(duì)密度近于1 的微小懸浮顆粒都已被去除。但廢水中 COD、氨氮、BOD5、殘留懸浮物以及磷含量依然很高。MBR 工藝就是在“老三套”的基礎(chǔ)上，采用“膜生物反應(yīng)器和厭氧-好氧循環(huán)運(yùn)行”（一體式膜生物反應(yīng)器）的處理工藝［4］。

預(yù)處理后通過管道輸送進(jìn)入 MBR 生化系統(tǒng)的進(jìn)水回流區(qū)。進(jìn)水與膜區(qū)返回的活性污泥在進(jìn)水回流區(qū)混合后，經(jīng)過潛水推進(jìn)器推流進(jìn)入缺氧區(qū)。在缺氧區(qū)內(nèi)，大分子量長鏈有機(jī)物分解為易生化降解的小分子有機(jī)物，同時(shí)硝態(tài)氮通過反硝化作用轉(zhuǎn)化成氣態(tài)氮而從水中脫離。缺氧區(qū)的水經(jīng)過推流進(jìn)入到好氧區(qū)，污水在此池內(nèi)進(jìn)行有機(jī)物生化降解，去除水中的 BOD 和 COD，氨氮轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮。好氧區(qū)后面為膜區(qū)，由于膜的高效截留作用，全部細(xì)菌均被截流在膜生物反應(yīng)器中，可以有效截留硝化菌，使硝化反應(yīng)順利進(jìn)行，有效去除氨氮；同時(shí)可以截留難于降解的大分子有機(jī)物，延長其在反應(yīng)器中的停留時(shí)間，使之得到最大限度的降解。經(jīng)生物降解處理后的水在清水泵的抽提作用下通過膜組件，濾過液經(jīng)由膜組件集水管匯集排出供回用。

膜分離過程的驅(qū)動(dòng)力是壓力差，通常應(yīng)用泵作為動(dòng)力，通過泵的加壓，使污水在膜系統(tǒng)外快速循環(huán)，這也防止了膜的污染。故膜系統(tǒng)都有兩個(gè)出口，一是回流液（濃縮液）出口，另一是透析液出口，當(dāng)污水在膜絲外快速循環(huán)時(shí)，流體呈交叉錯(cuò)流狀態(tài)，懸浮固體無法沉積于膜上，可以保證膜系統(tǒng)能夠長期穩(wěn)定運(yùn)行。

4 膜的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)

（1）生物膜能夠高效地進(jìn)行泥水分離，使出水水質(zhì)良好、穩(wěn)定，受進(jìn)水水質(zhì)沖擊小，出水懸浮物和濁度接近于零。

（2）膜的高效截流作用，使微生物完全截流在反應(yīng)器內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了反應(yīng)器水力停留時(shí)間（HRT）和污泥齡（SRT）的完全分離，使運(yùn)行控制更加靈活穩(wěn)定。

（3）膜反應(yīng)器內(nèi)的微生物（活性污泥）濃度高，可達(dá)10 000 mg/L 以上，耐沖擊負(fù)荷。

（4）有利于增殖緩慢的硝化細(xì)菌的截流、生長和繁殖，使得系統(tǒng)硝化效率得以提高。

（5）膜分離使污水中的大分子、難降解成分，在體積有限的生物反應(yīng)器內(nèi)有足夠的停留時(shí)間，有利于專性菌的培養(yǎng)，大大提高了難降解有機(jī)物的降解效率。

（6）系統(tǒng)采用 PLC 控制，可實(shí)現(xiàn)全程自動(dòng)化控制，節(jié)省人力，降低勞動(dòng)負(fù)荷。

5 膜技術(shù)在節(jié)能減排方面的利用

針對(duì)上述的特點(diǎn)我們積極穩(wěn)妥地將膜生物反應(yīng)器技術(shù)應(yīng)用到石化的污水處理與回用中,經(jīng)過膜分離技術(shù)煉油污水處理后出水水質(zhì)可達(dá)一級(jí)A 和回用標(biāo)準(zhǔn)，完全可以用于循環(huán)冷卻水的補(bǔ)充用水、裝置地面沖洗水以及廠區(qū)內(nèi)綠化用水，達(dá)到節(jié)能減排減低成本的目的(表1)。

表2 MBR 出水水質(zhì)Table 2 MBR effluent water quality mg·L-1

6 小 結(jié)

采用膜生物反應(yīng)器技術(shù)處理煉油污水，可以有效地降解水中的有機(jī)污染物和其他營養(yǎng)物質(zhì)，具有抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)、生物處理效率高、占地面積小等特點(diǎn)。其出水可以直接用于循環(huán)冷卻水的補(bǔ)水，污水場(chǎng)內(nèi)設(shè)備的清洗和反洗、藥劑稀釋、廢氣洗滌等，這對(duì)于企業(yè)減少污染物排放，降低水耗，起到了很重要的作用。對(duì)其他具有類似特點(diǎn)的工業(yè)污水處理與回用也具有很好的借鑒意義，值得大力研究與推廣［5］。從某種程度上說，膜生物反應(yīng)器技術(shù)來源于傳統(tǒng)的污水生物處理工藝，但它卻達(dá)到了傳統(tǒng)污水生物處理技術(shù)所難以達(dá)到的高度。因此，我們有理由相信，只要是傳統(tǒng)生物處理技術(shù)可以處理的污水，膜生物反應(yīng)器技術(shù)都可以勝任或完成的更好。當(dāng)然，膜生物反應(yīng)器技術(shù)也不是萬能的，在它的使用過程中，必須有針對(duì)性地與傳統(tǒng)的污水預(yù)處理、和其它處理手段進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合，才能最大程度地發(fā)揮它的效能，實(shí)現(xiàn)膜生物反應(yīng)器技術(shù)的大規(guī)模工程應(yīng)用。

［1］謝振國.劉真讓.含油廢水處理技術(shù)[J].污染防治技術(shù)，1999，12（1）:29-31

［2］王強(qiáng),史瑞聲.污水處理工[M].北京：中國石化出版社, 2011-08.

［3］劉雨.生物膜法污水處理技術(shù)[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2002.

［4］王燕飛.水污染控制技術(shù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002.

［5］王振.膜法水處理在油田和石化行業(yè)中的應(yīng)用[J].安全健康和環(huán)境,12（6）:29-30.