高效生物強化技術在煉油堿渣廢水處理中的應用
更新時間：2021-03-16 11:00
來源：石化技術
作者: 范金勇
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摘要：本文通過某煉油廠采用預處理和高效生物強化技術來對堿渣廢水進行處理，并結合污水處理廠進行更深入處理，以此達到廢水排放的標準。
廢水中含有多種有害物質，并且毒性高、濃度高、可生化性差、難以降解，對生態平衡造成嚴重的破壞，所以對污水采用高效生物強化技術進行有機處理是十分有必要的，加強對堿渣廢水的處理，保障污水處理廠進行達標排放，實現我國污水處理方面的健康發展。
1 高效生物強化技術原理
高效生物強化技術工藝有快速生物反應器、快速生物過濾器及快速VOC負荷緩沖器。
快速生物反應器為曝氣生物氧化池，是利用其中生長的微生物對傳統活性污泥法難以處理的高濃度毒性廢水進行有效生化降解。因為特殊的微生物生存在含有高濃度毒性的有機化合物的環境中分解與篩選，并在微生物酶的降解作用下進行廢水與廢水生物毒性的有效降解，從而提升可生化性，為后續的廢水處理提供有利條件，氧化池是鋼筋混凝土結構，池內水的溫度保持在15~40℃高，其容積負荷要比傳統活性污泥法高8~10倍及以上。
快速生物過濾器是利于附著在特殊微生物的過濾器對有害物質進行分解，并利用生物過濾系統來進行輔助處理。廢氣會從底部進入，隨后上升對噴淋的快速生物洗滌區域進行一級處理，并將已融入水中未處理的廢氣上升至間歇噴淋的生物過濾器區域，對區域的生物填料和生物膜進行后續處理，將廢氣處理到達標狀態，可直接利用排氣筒將氣體排放到大氣中，前提是根據工廠的實際情況進行排氣筒的綜合設計。
快速VOC負荷緩沖器是從排放的高濃度VOC的源頭中將達到一定濃度的VOC應用到快速生物過濾器的緩沖裝置中，隨后進入到快速生物反應器的填料層，利用快速VOC負荷緩沖器底部的泵進行提升，從而與噴淋到填料層的平衡VOC附著的溶液溶解接觸后，從上部引入到快速生物過濾器中進行過濾處理。
2 廢水處理工藝
2.1 工藝選擇與原理
我國大部分化工廠對堿渣廢水的處理有兩種，分別是焚燒法與濕式氧化法，但具有一定的不足，比如投入量大、操作復雜、環境惡劣等不利因素。某化工廠采用一種新型的LTBR高效生物強化技術，從而對以上的不利因素進行有效處理，在合理節省處理成本的同時，對其污染物質進行有效降解。
LTBR高效生物強化技術是先對污染物質從整體進行分析，并進行模擬試驗的情況下，研究最合理的降解污染物質的特效微生物菌群，并根據微生物的性質，有針對性的對營養液進行研制，保證微生物菌群能在廢水生物處理中充分發揮自身的優勢，進行廢水污染物的有效降解，從而提升了廢水處理系統的處理效率。
圖1 高含鹽廢水高效生物處理工藝
2.2 處理工藝流程
對含有高鹽堿的廢水進行存儲設施均質，采用硫酸進行pH的調節，用泵提升至LTBR高效生物強化反應器中進行生物反應。該技術對溫度、DO、TDS、pH等都具有嚴格的要求，廢水要在高效生物菌種中進行生化反應。反應器的泥水混合液溢流到沉淀池中進行泥水分離，上清液也完成后續污水處理系統接受水平，再進入低含鹽處理系統處理，并將污泥回流排出系統。LTBR反應器利用高耐鹽的耐鹽菌種，需嚴格控制鹽含量，過高會影響到菌種生長與處理效率。在低鹽處理中要適當補充一定量的低鹽稀釋水，嚴格控制生化池中的含鹽量。LTBR反應器需采用專門的BMM營養液，確保菌種的高效性。在產生泡沫較多時，可以加入消泡劑進行泡沫解決，以免影響到充氧效果和污泥流失，該項處理技術，需要根據季節的變換進行溫度的管控處理，比如冬季還可以采用換熱器來進行池內溫度進行調節控制。
LTBS生物強化反應器的作用是強化處理，主要運用在生物處理單元中。如果系統出現污泥膨脹、效率變低，這時采用生物反應器就能保持高效、穩定運行，并且提升系統的抗沖擊性。在運行中能引進系統未知高濃廢水，利用LTBS生物強化反應器在現場進行實驗，確定LTBR對未知廢水處理的實操性與運行參數，保證未知高濃廢水不會對LTBR系統造成影響。[1]
3 高效生物強化技術的應用
3.1 某煉油廠的廢水水質及廢水排放量
高效生物強化技術處理是某煉油廠排放的柴油堿渣廢水與汽油堿渣廢水。柴油堿渣廢水的排放量為13.7~15.4m3/d；汽油堿渣廢水細致進行區分，還能分為催化汽油堿渣廢水與氣體分離堿渣廢水，它們的排放量為15.4m3/d。根據相對分析，柴油堿渣廢水排放量逐漸減少，所以試驗中對柴油堿渣廢水與汽油堿渣廢水進行區分處理存儲，設計的處理方式為17m3/d。
3.2 某煉油廠處理工藝
將兩種堿渣進行區分儲存后，并加入酸混合進行區別的預處理設施進行處理。柴油堿渣廢水加酸可以進行預處理后脫除環烷酸，汽油堿渣廢水加酸進行預處理后脫除酚，環烷酸與酚進行脫除后可以進入相應的儲罐中進行存儲。隨后將廢水處理進入快速生物反應器中進行處理，在預處理出水進入快速生物反應器前加入低濃度廢水對預處理后的高濃度廢水進行稀釋，從而滿足處理的要求。高濃度與低濃度廢水的比例處于1:9。在快速生物反應器中加入酸堿來調節反應器中的微生物生長的pH，還需加入保證特殊菌種得以存在的營養液與氧氣，在進行快速生物反應器中進行處理，將會對廢水的有機物進行生物降解，降解產生的污泥會進入沉淀池進行沉淀，上清液會先進入集水池，隨后進入普通污水處理廠進行處理，將污水處理到達標標準，就能進行正常排放。處理中需要向快速生物反應器中間斷添加營養液，投量結果都將由快速生物反應器的分析結果來確定。
3.3 各主要處理單元的設計參數
3.3.1 預處理系統
柴油堿渣及汽油堿渣預處理裝置材質軍為普通碳鋼，內村防腐膠板，有效的容積為3.5m3，預處理的pH調節控制在在3~5之間[2]。
3.3.2 快速生物反應器系統
快速生物反應器為鋼筋混凝土結構，池內的溫度要控制在15~35℃， pH處在6~9之間，MLSS的質量濃度控制在4500mg/L，COD容積負荷在1.43kgCOD/(m3·d)，氣水體積比為288:1，DO的質量濃度要控制在2~3mg/L，污泥回流比300%。
3.3.3 沉淀池
沉淀池的材質為普通碳鋼，內涂環氧煤瀝青防腐層，停留時間為6.23h。
3.3.4 快速生物過濾器系統
快速生物過濾器材質為304不銹鋼，池水中的溫度在20~30°，pH控制在6~8，污泥的質量濃度在4800mg/L。
3.3.5 快速VOC負荷緩沖器系統
快速VOC負荷緩沖器材質為304不銹鋼，處理的氣體量為4Nm3/h，pH控制在10~12。
3.4 處理效果
以某煉油廠堿渣廢水處理工藝進行分析，從中分析高效生物強化技術在處理煉廠堿渣廢水時運行狀態良好，可將傳統微生物生化法難以處理的高濃度、高毒性、難降解的堿渣，以比較經濟的處理成本，轉化為低濃度、低毒性、易于生化的一般廢水，在污水處理后的主要污染物濃度明顯降低，COD可以低于1000mg/L，快速生物過濾器系統對廢水中硫化氫的去除率高達95%左右。[3]
4 結束語
對兩種水質進行試驗分析，并將快速生物反應器、快速生物過濾器、快速VOC負荷緩沖器三種工藝對水質的處理效果。通過高效生化強化技術來對廢水進行處理，能有效去除廢水中的大部分有機物，將高濃度、高毒性、難降解的堿渣轉發為低濃度、低毒性、可降解易于生化的一般廢水，從而達到很好的預處理效果。
參考文獻
[1] 吳濤 , 頡慧娣 , 高敏 . 高效生物強化技術在煉油堿渣廢水處理中的應用 [J]. 化工設計通訊 , 2018(5).
[2] 楊海燕 , 朱萬學 , 巴愛葉 . 石油化工企業堿渣廢水治理技術探析 [J]. 全面腐蝕控制 , 2017, 31(12).
[3] 郝玉翠 , 王曉龍 . 生物強化技術處理堿渣廢水工程實例 [J]. 石油化工安全環保技術 , 2017(4).
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