高含硫污水的處理方法

門文霞

摘要：本文通過對(duì)含硫污水處理的生產(chǎn)實(shí)踐和對(duì)新方法的嘗試，總結(jié)了污水處理裝置有效緩解含硫污水沖擊方面的成功經(jīng)驗(yàn)，并提出改進(jìn)和完善的途徑。

關(guān)鍵詞： 硫化物 ；緩釋； 沖擊； 降解 ；高效菌

1 引言

勝利石油化工總廠凈化水車間污水處理裝置，是依據(jù)煉油污水的處理而設(shè)計(jì)，采用物化、生化等工藝，生化系統(tǒng)作為核心處理單元，即隔油、浮選后設(shè)置兩座并聯(lián)前置反硝化A/O合建池，1995年11月投產(chǎn)使用，總處理規(guī)模為260t/h。由于總廠常年加工產(chǎn)自勝利油田的高含硫原油，作為微生物生長抑制劑的污水中含硫化合物，多年來其濃度居高不下，有時(shí)居然高出進(jìn)水指標(biāo)近百倍，污水處理裝置一度承載了不堪之負(fù)，形成的沖擊尤其是對(duì)生化系統(tǒng)是相當(dāng)強(qiáng)烈的。這一問題的存在，也促使技術(shù)人員在現(xiàn)有工藝基礎(chǔ)上不斷優(yōu)化技術(shù)，增強(qiáng)生化抗沖擊能力，諸多做法，從實(shí)踐來看被證明是有效而且切實(shí)可行的。

2 含硫污水來源及特點(diǎn)

污水中硫化物包括溶解性的H2S、HS-、S2-以及存在于懸浮物中的可溶性硫化物、酸可溶性金屬硫化物以及未電離的無機(jī)、有機(jī)類硫化物。含硫化物的水多呈現(xiàn)黑色，且有刺激性的臭味，這主要是由于H2S氣體不斷從水中釋放所致。此污水處理裝置含硫污水主要來自酸水汽提非正常生產(chǎn)排水、含硫污油脫水、凈化后酸水余水、堿渣排放等，主要污染物為硫化物、CODcr、氨氮等。由于上游排污仍然存在不少的隨意性和盲目性，導(dǎo)致高含硫污水排放具有時(shí)間集中、相對(duì)量大的特點(diǎn)，這也使得裝置運(yùn)行處于極度被動(dòng)狀態(tài)，在缺乏預(yù)見性和生產(chǎn)信號(hào)提示的情況下，難以作出應(yīng)急準(zhǔn)備，起初往往是受到?jīng)_擊后方做分析再行應(yīng)對(duì)之策。

3 上游排污控制

按照工業(yè)清潔生產(chǎn)和HSE體系的有關(guān)規(guī)定，上游各排污口做到清污分流，嚴(yán)格執(zhí)行排放高含硫污水的請(qǐng)示匯報(bào)制度，要求將含硫等其它高負(fù)荷污水通過專用管道排入水量相對(duì)較小、水質(zhì)較為單純的生產(chǎn)廢水系統(tǒng)初步稀釋集存，并實(shí)施化驗(yàn)監(jiān)控，及時(shí)把握水質(zhì)變化。

4 長貯緩釋

污水處理裝置隔油浮選工序前后各設(shè)置2座5000m3水罐，在實(shí)際處理量僅為設(shè)計(jì)能力1/2的前提下，將前后各一座調(diào)整為高負(fù)荷污水貯罐。

充分利用5000m3罐的調(diào)節(jié)緩沖作用，經(jīng)泵將匯入生產(chǎn)廢水池的含硫污水提升入前緩沖罐，通過延長高負(fù)荷污水在罐內(nèi)的貯留時(shí)間，根據(jù)其中硫含量變化，確定緩釋流量，少量連續(xù)排放入含油污水系統(tǒng)處理，降低沖擊負(fù)荷。在緩釋過程中，引適量處理后的合格污水進(jìn)行回流稀釋，確保隔油浮選工序硫含量低于60mg/l。

5 氣浮優(yōu)化

浮選段采用傳統(tǒng)的物化法降解硫化物，但在原有工藝技術(shù)的基礎(chǔ)上有所優(yōu)化和側(cè)重。

5.1 釋放器改造

原氣浮池釋放器為四孔或六孔螺紋連接銅制釋放器，在運(yùn)行過程中，存在極易堵塞、結(jié)垢腐蝕嚴(yán)重、維修清理難、釋放效果差、運(yùn)行成本高等缺點(diǎn)。鑒于此，試行改造為不銹鋼法蘭式釋放器，該種釋放器的優(yōu)點(diǎn)是不易堵塞、耐腐蝕、氣泡細(xì)密均勻、運(yùn)行成本低等。在運(yùn)行穩(wěn)定性和充氧效率提升的基礎(chǔ)上，為水中揮發(fā)性好的硫化氫去除和其它低價(jià)硫化物氧化提供了有利條件。其中氧化反應(yīng)過程如下1：

1. 2HS-+2O2→S2O32-+H2O

2. 2S2-+2O2+H2O→S2O32-+2OH-

3. S2O32-+2O2+2OH-→2SO42-+H2O

5.2 增加鐵離子

隨著來水中硫化物波動(dòng)日益劇烈，水質(zhì)乳化程度加深，S2-增加明顯，為更有針對(duì)性地降解污水有毒物質(zhì)，本凈化水場(chǎng)遴選聚合雙酸鋁鐵作為主要的混凝破乳劑，在水質(zhì)凈化過程中具有更強(qiáng)的吸附凝聚能力和更好的凈化效果等優(yōu)點(diǎn)，提供更多的鐵離子以供除硫反應(yīng)所需。鐵鹽經(jīng)過長時(shí)間曝氣后，污水中產(chǎn)生了活性氫氧化鐵，可將硫化物以硫化鐵沉淀的形式除去。

同時(shí)以聚丙烯酰胺作為絮凝劑，將水中含有的油類、懸浮物及反應(yīng)產(chǎn)生的FeS沉淀物粘附在微氣泡上，隨氣泡一起上浮到水面，形成浮渣。

5.3 延長停留時(shí)間

當(dāng)污水中硫含量超過50mg/L時(shí)，采用降低工序處理量，延長氣浮停留時(shí)間的方式，加強(qiáng)物化降解硫化物深度，從而有效控制其濃度，減少對(duì)生化的沖擊。

一般而言，浮選段出水硫含量應(yīng)低于15mg/L，在超出此指標(biāo)的情況下，送入后緩沖罐貯存后再稀釋或緩釋入含油污水系統(tǒng)重新處理。

6 生化除硫

6.1 強(qiáng)化抗硫沖擊能力

生化池在A段（缺氧段）為增加生物降解性能，設(shè)置填料組，有助于脫氮反應(yīng)進(jìn)行，DO（溶解氧）控制在0.5～1mg/L之間，O段（好氧段）控制在2～4mg/L之間。硫化物屬強(qiáng)生物抑制性物質(zhì)，生化系統(tǒng)在受到高濃度沖擊的情況下，污泥會(huì)出現(xiàn)不同程度的中毒、失活現(xiàn)象，喪失生物降解功能，甚至?xí)霈F(xiàn)出水污染物濃度大于進(jìn)水的反常狀況。為培養(yǎng)一定比例的專門用于除硫的微生物和提高整體抗硫沖擊能力，本場(chǎng)以其中一座生化池為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，將硫含量分為40、80、160mg/L三個(gè)數(shù)量級(jí)，保持100t/h的污水處理量，以10日為一個(gè)濃度遞增周期，持續(xù)馴化一個(gè)月。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，初期會(huì)出現(xiàn)深度污泥中毒，表現(xiàn)為菌膠團(tuán)解體、顏色變深、耗氧速度減慢，上清液渾蝕，含有細(xì)碎的污泥顆粒，鏡檢時(shí)原生動(dòng)物少或無，微生物大量死亡，短期內(nèi)沉將比由32%降至6%以下，各種污染物去除率（硫化物除外）大幅降低。至中后期，生化池混合液惡臭令人窒息，沉將比最低降至2%，活菌數(shù)量極少。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，對(duì)該池作悶曝恢復(fù)處理，15日后正常進(jìn)水，并對(duì)強(qiáng)化后的優(yōu)勢(shì)除硫耐硫菌種引流入另一座生化池。實(shí)踐證明，隨后的高含硫污水對(duì)生化沖擊在速度和深度上均受到較大限制，至今未出現(xiàn)明顯的硫化物中毒事故，出水水質(zhì)也有好的改觀。6.2 引入高效菌種

向生化系統(tǒng)內(nèi)投加一定量的高效菌種，增加系統(tǒng)對(duì)硫化物的去除功能。由特定菌株配置而成的OdorCapTMM產(chǎn)品，可以利用氧氣、硝酸鹽或其它替代電子受體來氧化硫化物、硫醇、揮發(fā)性有機(jī)酸以及揮發(fā)性脂肪酸。

起初開始將OdorCapTM按1：200的比例加水鼓風(fēng)活化8小時(shí)，制劑活化后顯微鏡下可以觀察到無數(shù)細(xì)小的、活躍的桿狀菌。投加到生化池好氧段O1，投加量由每天20kg逐漸遞減到5kg，運(yùn)行兩周后，受高硫沖擊發(fā)生功能故障的生化系統(tǒng)完全恢復(fù)正常。

在生化進(jìn)口硫化物含量介于70～130mg/L時(shí)，生化系統(tǒng)功能穩(wěn)定，未形成明顯惡化，污泥的處理效率有一定程度的提高，外排水質(zhì)改善，異味較小，顏色正常。

6.3 流程調(diào)整

在浮選段有效除硫的基礎(chǔ)上，減少了生化進(jìn)水水質(zhì)負(fù)荷。但在含硫污水量大而難以預(yù)處理時(shí)，對(duì)生化形成沖擊是必然的，此時(shí)，流程調(diào)整至為關(guān)鍵。在硫含量低于80mg/L時(shí)，可將后面兩座5000m3水罐及兩座生化池分別作串連使用，加長流程，多存少進(jìn)，增加調(diào)節(jié)容積和停留時(shí)間，加大O段曝氣強(qiáng)度，從而達(dá)到對(duì)污染物質(zhì)的深度降解。在硫含量大于80mg/L時(shí)，為確保生產(chǎn)安全，采取生化池單座運(yùn)行方式，即—座連續(xù)運(yùn)行，不達(dá)標(biāo)出水回流污水系統(tǒng)再處理，另一座停止進(jìn)水悶曝，按比例投加營養(yǎng)藥劑，維持活性備用。

7 結(jié)論與建議

1） 目前煉油高含硫污水對(duì)污水處理場(chǎng)而言，具有處理難度大，成本高，沖擊嚴(yán)重的特點(diǎn)，應(yīng)切實(shí)加強(qiáng)源頭控制，提高酸水汽提處理效率。

2） 生化前的大容積調(diào)解和物化預(yù)處理，對(duì)于降低硫化物對(duì)污泥沖擊具有明顯效果，但局限于處理量保持較低水平。

3） 生化抗硫沖擊能力有很大提高，但持續(xù)高硫污水對(duì)污泥降解效率損害也較明顯，其結(jié)果直接導(dǎo)致排放水達(dá)標(biāo)率下降，為此，引用微生物促生、解毒等技術(shù)，將有利于保持生化運(yùn)行穩(wěn)定。