洗罐站污水水質分析及生物毒性評價

(中國石油股份有限公司獨山子石化分公司研究院，新疆 獨山子 833699)

洗罐站污水水質分析及生物毒性評價

呂 慧 何麗麗

(中國石油股份有限公司獨山子石化分公司研究院，新疆 獨山子 833699)

本研究首次對洗罐站污水水質和生物毒性進行了分析和評價。結果表明洗罐站污水污染物組成復雜、濃度高，平均COD在8000mg/L以上?；钚晕勰嘟到鈱嶒灡砻?，37%的COD難被微生物降解。該廢水的BOD5/COD僅為0.06，進一步證明該污水屬于難生物降解污水。GC-MS分析結果顯示，洗罐站污水中含有大量的大分子苯類、多環(huán)芳烴類、有機酸、醇類和烷烴類有機物，這些有機物大多具有生物毒性且分子量大、易被微生物富集，是污水難生物降解的主要原因。該污水的處理應考慮采用預處理技術提高生化降解性能后再進行集中處理。

洗罐站 水質分析 生物毒性

0 前言

洗罐站是石化公司的重要輔助生產裝置，主要負責油品輸送罐車的清洗和檢修工作。洗罐站廢水排放水質水量波動變化較大，主要與洗刷業(yè)務量、洗刷罐車種類和季節(jié)等因素有關。例如清洗軍用航空煤油罐車需采用深度清洗，其廢水產生量是清洗普通罐車的2-3倍。洗罐站廢水污染程度較高，其中主要污染物是石油類、酚、硫化物和洗滌劑等有毒有害物質。若直接排入污水處理廠，會由于其較高的污染負荷對生化處理工藝造成沖擊，使微生物活性下降，污水處理效果降低，甚至導致最終污水廠總排水水質不達標。因此對洗罐站污水水質及微生物毒性進行深入的剖析和評價是十分必要的，對制定相應的應對措施、開發(fā)有效的處理工藝具有指導性意義。本研究以某石化公司洗罐站為調研對象，詳細分析了其污水的污染物濃度和組成，并評價了該洗罐站廢水的微生物毒性。

1 實驗方法

1.1 宏觀水質指標分析

對該洗罐站廢水進行間歇、多次取樣，并對各污染物指標進行測定，測試結果取平均值。COD、揮發(fā)酚、油含量、氨氮采用國標法進行測定；pH采用pH計測試；電導率采用電導儀測試；VOC采用VOC儀測試。

1.2 活性污泥降解實驗

取洗罐站廢水200mL，按照該污水排入到下游污水處理廠所占污水廠處理總水量的體積比進行稀釋。采用污水廠曝氣池內的活性污泥進行接種，接種體積20%，連續(xù)曝氣24小時，測試24小時后廢水COD的濃度變化。

1.3 BOD5/COD實驗

采用BOD儀測試洗罐站廢水的五天生化需氧量，同時測定該水樣的COD濃度。計算洗罐站廢水的BOD5/COD。

1.4 GC-MS污染物微觀組成分析

采用氣相色譜-質譜聯(lián)用方法分離鑒定洗罐站廢水中主要有機污染物組成。首先通過液萃取法對樣品進行前處理，具體步驟為：取500mL樣品于1L分液漏斗中，用0.5mol/L氫氧化鈉調pH值至≥等于12，然后加入30mL二氯甲烷，振蕩15min后靜置30min，將有機相用無水硫酸鈉干燥后收集于三角瓶，水相加入30mL二氯甲烷再次萃取。重復以上步驟共萃取3次完成堿萃；剩余水相用濃硫酸調節(jié)pH值至≤2，萃取過程同上完成酸萃，收集并合并有機相于三角瓶中。用旋轉蒸發(fā)儀濃縮所有有機相至0.5mL轉移至干凈分析小瓶中，進行儀器分析。分析結果選擇Qual Browser系統(tǒng)參照標準譜圖庫中的物質對每個質譜峰進行鑒定，最終確定水樣中的主要污染物組成。

2 結果與討論

2.1 宏觀水質評價

由于污水罐油污嚴重，在清洗過程中加入洗潔精KYDQ-4(一種表面活性劑)，導致洗罐站排水水質較為惡劣，COD含量極高，平均超過8000mg/L。洗罐站污水整體偏酸性，平均pH值約為6.4；油含量較高，平均值約為465.2mg/L；揮發(fā)酚濃度較高約為35mg/L；揮發(fā)性有機物濃度也較高，最大值超過350mg/L；由于受罐車所承裝油品品質影響，氮含量較低，洗罐廢水氨氮濃度不高，基本在30 mg/L以下。

綜合來看，洗罐站廢水屬于典型的高濃度有機廢水，由于存在表面活性劑，廢水乳化嚴重，成乳白色牛奶狀。其中COD、油含量、揮發(fā)酚、VOC濃度較高，氨氮濃度較低，也屬于高碳低氮廢水，治理難度大。

2.2 微生物毒性評價

按照排入到污水廠所占污水廠處理總水量的體積比進行稀釋后的洗罐站廢水COD濃度為321mg/L，經過活性污泥降解24小時后，該廢水剩余COD濃度仍為118mg/L。表明稀釋后的廢水中仍有37%的有機污染物不能被微生物降解。同時通過對廢水BOD5/ COD的測定，進一步明確洗罐站廢水的微生物毒性。

BOD5/COD是判斷污水可生化降解性能的重要指標。BOD5/COD比值的大小反映了污水可生化降解性能的好壞。表1給出了BOD5/COD與生物降解性能的關系[1]。由表可知，可生物降解的BOD5/COD值最小要在0.25以上。本實驗所測洗罐站廢水BOD5/COD僅為0.06，遠遠低于可生物降解指標的最低值。由此可以判斷，洗罐站廢水屬于難生物降解廢水，不可直接采用活性污泥法進行處理，而必須通過其他前處理手段提高其生化性后再進入生化處理單元。

2.3 污染物微觀組成

上述結果表明，洗罐站污水有機污染物含量高且難被微生物降解。采用GC-MS對其污染物有機組成進行檢測，可以從微觀角度判定生物毒性的主要污染成分。GC-MS分析結果表明，見圖1，洗罐站污水中主要包含苯類、烷烴類、環(huán)烷烴類、有機酸類、多環(huán)芳烴類、雜環(huán)化合物類及醇類化合物。其中苯類化合物含量最高，占總量的69.13%；其次為烷烴類化合物，占有機污染物總量的15.68%；環(huán)烷烴化合物含量最低占1.40%。

對各有機污染物化學性質及毒性進行分析發(fā)現，洗罐站廢水中含有大量生物難降解性有機物。主要包括大分子苯類(分子量為120和134)，生物富集性高、不易水解，且含量占苯類含量的52.81%；烷烴類化合物雖生物毒性低但生物降解很慢；多環(huán)芳烴類化合物(14.08%)生物富集性高、生物毒性大，是主要的毒性物質之一[2]；此外污水中還含有大量大分子醇類化合物和大分子有機酸類化合物，分子量在150以上，這些化合物雖生物毒性低但分子量大，微生物富集后需要較長時間水解，仍屬于生物難降解有機物。

Quality Analyzation and Biotoxicity Evaluation of Tank Washing Wastewater

LV Hui, HE Li-li
(The Research Institute of Petrochina Dushanzi Petrochemical Company, Dushanzi 833699, China)

This study first reported the characteristic and biotoxicity of tank washing wastewater. The results showed that tank washing wastewater is complicated and high concentration of pollutant with average COD of over 8000mg/L. The experimental results showed that over 37% COD is difficult to be biodegraded. The value of BOD5/COD is 0.06 further demonstrated that washing tank wastewater is biorefractory. GC-MS results showed that macromoleculr benzene，polycyclic aromatic hydrocarbon, organic acid and alcohol, alkanes were exist in the wastewater. Among them, most organic compounds are with big molecule and easily to be bio-concentrated. It should be considered that improve the biodegradability of the wastewater by pretreatment before discharging into the wastewater treatment plant.

tank washing wastewater; quality analyzation; biotoxicity

TE988

A

10.13726/j.cnki.11-2706/tq.2014.11.059.02

呂慧 (1972－) ，女，江蘇沛縣人，高級工程師，學士，主要從事水處理技術研究工作。