试论“MBBR+臭氧生物活性炭”技术在石油化工废水中的应用

2013-05-12孔德英白新安

中国新技术新产品 2013年7期

孔德英白新安

（深圳市深水海纳水务有限公司，广东深圳 518000）

石油化工工业是以石油和天然气为原料，通过各种不同工艺途径制成所需的油品，化工产品和生活用品，其废水主要特点：(1)水量波动大、水质波动频繁、污染物成分非常复杂，其中含有大量的油、硫化物、挥发酚等有毒有害物质，CODcr、BOD5和TDS的值也较高；(2)新建装置及现有装置产生的污水主要特点为含油，COD较高，污水中含挥发性有机溶媒，如DMF等；石油萘装置产生的污水含有萘；(3)废水中含有烯烃类物质，容易聚合，可能形成难处理的低聚物，对于生化处理工艺，这些低聚物降解性很差；(4)氨氮和硫化物含量较高。

1 石油化工废水中主要污染物及一般处理方法

1.1 石油类

除油是污水处理的必要工艺之一。污油分为可浮油、乳化油和溶解油，可浮油可以采用重力分离的方法去除，既采用简单的隔油池去除，出水中油的质量浓度在100mg/L左右。乳化油和溶解油在动力学上具有一定的稳定性，较难处理，需要采用物化法去除，气浮法是去除乳化油最有效的处理工艺，经气浮后的污水中油的质量浓度小于30 mg/L，可以满足生物的要求，对微生物不再有毒害作用。

1.2 硫化物

硫化物的去除方法包括生物法和物化法。当原水中硫化物含量较高时，常采用物化法处理水中的硫化物。物化法除硫包括：沉淀法、氧化法、曝气法等。石化废水通常采用曝气法去除。

1.3 有机物及氨氮

污水的二级生物处理是整个污水处理的核心，生物处理有许多方式，大多为活性污泥法和生物膜法两大方法或两种方法的结合，石化废水污染物浓度高，活性污泥法更为适用，也更为成熟。石化废水通常采用传统A／O 工艺处理有机物及氨氮，该工艺运行简便操作灵活、能耗低，构筑物少，对氨氮的去除非常有效。

表1 进水水质

2 进水水质及回用水质

2.1 进水水质

石油化工废水进水水质指标如下（见表 1）。

2.2 回用水水质

废水经过处理回用循环水补充水，其水质需达《炼化企业污水回用管理导则》中表2“工业初级再生水水质控制指标”要求的循环水回用补充水水质指标，具体指标如下。

图1 回用循环水补充水水质指标

3 工艺流程

3.1 生化处理段工艺流程方框图（见图1）

工艺流程说明：废水经过预处理后，重力流入到水解酸化池里，并且与混凝沉淀池的回流污泥一起进入水解酸化池，为水解酸化池提供了足够的微生物。在水解酸化池的厌氧的环境下，厌氧和兼性微生物将污水中不易降解的大分子有机物降解成微生物易吸收的小分子有机物，而且可以降解有毒物质。经过水解酸化池后，废水的可生化性具有一定的提高，通过控制ORP（氧化还原电位）在-350mV来控制氧化反应的彻底性，并且此池设置了甲烷在线检测仪表及硫化氢在线检测仪表，此任何仪表浓度达到一定数值时则自动报警，来确定此池的安全性。

表2 回用循环水补充水水质指标

污水经过水解酸化池后，与来自活性污泥好氧池的内回流污泥一起进入到缺氧池。在缺氧的条件下，回流污泥中的NO3--N与水解酸化池的有机物发生反硝化反应，NO3--N被还原成N2而被去除。活性污泥好氧池的污泥回流，保证了缺氧池和好氧池中有足够数量的微生物并使缺氧池得到好氧池中硝化产生的硝酸盐。水解酸化池内的污水和混合液的直接进入，又为缺氧池反硝化提供了足够的碳源，使反硝化能够在缺氧池中进行。反硝化后的出水可在好氧池中进行BOD的进一步降解和硝化作用。

在此池设置了甲烷在线检测仪表及硫化氢在线检测仪表，此任何仪表浓度达到一定数值时则自动报警，来确定此池的安全性。

缺氧池的出水直接进入生物膜处理工艺和活性污泥处理工艺，在好氧的条件下，利用高浓度的生物菌群降解COD，同时生物膜处理工艺中的载体上具有丰富的生物菌群，增加了对难降解有机物的降解性能，在加上载体上的生物膜污泥龄长，非常适宜于硝化菌的生长，硝化菌浓度高，硝化效果好，能把大量的氨氮硝化成硝态氮。在两级好氧池的作用下，大量的有机物和氨氮被微生物氧化、降解，确保出水达标。

3.2 深化处理段工艺流程方框图（见图2）

表3 处理单元设计处理效率一览表

回用水处理系统主工艺采用臭氧生物活性炭（O3-BAC）。

生化处理段出水进入臭氧接触池，在臭氧的强氧化作用下，去除COD、BOD，然后进入生物活性炭滤罐，在生物活性炭的吸附及生物作用下进一步去除污水中的COD、BOD等污染物，达到回用水水质标准。

4 处理单元设计处理效率

生化处理系统及回用水处理系统各处理单元如表3所示。

结语

“MBBR+臭氧生物活性炭”技术的特点：（1）MBBR 工艺是将生物膜法与活性污泥法有机结合，提升反应池的处理能力和处理效果，并增强系统抗冲击能力。微生物附着生长于填料表面，形成一定厚度的微生物膜层。污染物通过吸附和扩散作用进入生物膜内，被微生物降解。附着生长的微生物可以达到很高的生物量，因此反应池内生物浓度是普通活性污泥工艺的2～4倍，可达8～12g/L，降解效率也因此成倍提高。（2）臭氧生物活性炭（O3-BAC）将活性炭物理吸附、臭氧化学氧化、生物氧化降解及臭氧灭菌消毒四种技术合为一体的工艺。利用臭氧预氧化作用初步分解水中有机物及其他还原性物质，以降低生物活性炭的负荷，同时臭氧可以使水中难降解的有机物断链、开环，使它们能被生物降解，同时使活性炭充分发挥吸附作用，从而达到水质深度净化目的。