石化污水系统改造项目试验研究

张花 彭芸 喻敏霞

摘要：为了满足《石油炼制工业污染物排放标准 GB31570-2015》的要求，实现污水达标外排，减少污水对环境造成的污染，某石化企业需对污水处理系统进行改造，在现有流程后增设深度处理单元，实现总氮的达标排放，并起到COD达标的把关作用。本试验采用了高效生物膜脱氮、臭氧催化氧化组合工艺处理某石化污水处理场的出水，着重从工程项目概述、试验方案以及试验结果等方面进行概述。为后期污水处理系统提标改造工程提供相关指导建议。

关键词：含油污水；污水提标改造；高效生物膜脱氮；臭氧催化氧化

中图分类号：X703 文献标识码：B 文章编号：2095-672X（2016）05-0059-03

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2016.05.014

Experimental study on reformation project of petrochemical wastewater system

Zhang Hua 1，PengYun 1，Yu Minxia 2

（1.Zhuzhou Institute of environmental protection，Hunan 412007；

2.Changsha Environmental Protection College，Hunan 410004）

Abstract：In order to meet the requirements of （the petroleum refining industry standards for the discharge of pollutants GB31570-2015）， make sewage efflux meet the standard and reduce the environmental pollution caused by the sewage， need of the sewage treatment system of certain petrochemical enterprises is needed to be improved. Meanwhile， depth processing unit is needed to be added after the existing process so as to achieve the discharging standard of total nitrogen and the COD. This experiment adopts efficient biofilm removal nitrogen process and ozone-oxidation combined process to treat effluent of a petrochemical wastewater treatment， this paper will focus on the project overview， test scheme and the results of experiments， and provide guidance and advice to the improvement project of the sewage treatment system.

Keywords： Oily sewage；Sewage extraction；High efficiency biological membrane；Ozone catalytic oxidation

1 项目概述

目前含油系列污水处理系统采用粉末活性炭/湿式氧化再生处理工艺，运行状态良好，水质满足现有排放标准，运行较为稳定。但设计时未考虑总氮排放限值，工艺流程无脱总氮功能。WAR系统开工、硝酸清洗等直接增加污水中硝态氮，由于无反硝化工艺，导致污水中总氮超标。目前含油系列总排口总氮平均41.7mg/L，最大102mg/L。不能满足《石油炼制工业污染物排放标准》（GB31570-2015）的要求（总氮特别排放限值30mg/L）。

为了贯彻“可持续发展”战略和“清洁生产”政策，实现含油污水达标外排，减少污水对环境造成的污染，拟对含油污水处理系统进行提标改造，在现有流程后增设深度处理单元，实现总氮的达标排放，并起到COD达标的把关作用。

2 项目试验方案

本试验采用高效生物膜脱氮、臭氧催化氧化组合工艺处理武汉石化含油污水处理系统澄清池出水。石化含油污水处理系统澄清池出水由提升泵提升到高效生物膜脱氮系统，进行生物脱氮反应。高效生物膜脱氮系统共3个反应器串联，前两级为兼氧反应器、第三级为好氧反应器。第一、二级反应器中在反硝化菌的作用下，将污水中的硝态氮转化为氮气。在第三级反应器中发生好氧生化反应，兼氧反应器未消耗的碳源在工程菌的作用下被氧化、分解，转化为CO2和H2O。三个反应器冲洗气由底部的穿孔管进入。曝气、冲洗所需压缩空气由污水处理场压缩风供给。加药罐中按要求配制的碳源（乙酸钠）由加药计量泵送入兼氧反应器。

3 项目运行试验结果分析

3.1 总氮低负荷阶段连续运行处理效果

总氮低负荷阶段，高效生物膜脱氮系统独立运行。系统进水流量控制在540L/h，反应温度为20～30℃，按C/N=3投加碳源（乙酸钠），兼氧反应器内DO为0.5mg/L，氧化还原电位（ORP）为-110mv到-160mv。总氮低负荷阶段连续运行进、出口总氮、COD、pH变化趋势见图1。

低负荷阶段进水总氮多在10～40mg/L之间，均值为29.24mg/L。经高效生物膜脱氮系统处理后，出水总氮降至20mg/L以下，达到设计出水要求。出水总氮均值为6.42mg/L，总氮平均去除率78%。

兼氧反应器出水总氮均值9.76mg/L，大部分氮化合物在前两级兼氧反应器中得到去除。好氧反应器出水总氮较兼氧反应器出水总氮略低，均值6.42mg/L，表明第三级好氧反应器可进一步去除氮化合物。这是因为在第三级反应器中发生了好氧反硝化反应。

进水COD均值68.4mg/L，三级好氧反应器出水COD均值61.25mg/L。第三级好氧反应器中，通过微生物的代谢作用，降解了兼氧反应器未消耗的碳源及进水带入的部分有机污染物，但出水COD不能达到设计要求。仅靠生物法不能实现含油污水处理系统的COD达标排放，必须增加高级氧化处理单元。

图1反应了连续运行过程各级反应器的pH变化情况。进水pH均值8.26，兼氧出水pH上升至9.10，这是由于反硝化过程产碱所致。第三级好氧反应器内，微生物降解有机物的过程中会消耗碱度，故第三级出水pH均值又降至8.59。从图1可以看出，高效生物膜脱氮系统出水pH能够满足6～9的排放标准。

3.2 去除单位COD臭氧耗量考察

臭氧催化氧化池独立运行、高效生物膜脱氮+臭氧催化氧化组合运行两个阶段，臭氧催化氧化池进、出水COD均值及臭氧投加量，由此计算出去除单位COD的臭氧耗量。

可以看出，臭氧催化氧化池独立运行，臭氧催化氧化池进水为澄清池出水时，去除每千克COD消耗臭氧1.37～1.65kg。高效生物膜脱氮+臭氧催化氧化组合运行，臭氧催化氧化池进水为高效生物膜脱氮系统出水时，去除每千克COD消耗臭氧2.5kg。这是因为高效生物膜脱氮系统的好氧反应器内，通过工程菌的代谢作用将部分有机物分解、氧化。高效生物膜脱氮系统出水的COD中，难降解有机污染物比例增加，故臭氧催化氧化池需要耗费更多的臭氧。

4 结论

（1）采用高效生物膜脱氮、臭氧催化氧化组合工艺，可将澄清池出水总氮从60～100mg/L降至20mg/L以下，COD从50～80mg/L降至40mg/L以下，达到设计出水要求。总氮、COD进水均值分别为63.07mg/L、62.47mg/L，出水均值分别为出水总氮均值为6.25mg/L、32.88mg/L，平均去除率分别为90%、47.4%，出水水质优于国家标准。

（2）采用高效生物膜脱氮、臭氧催化氧化技术进行石化含油污水的深度处理，出水水质能够达到设计要求，能够满足《石油炼制工业污染物排放标准》（GB31570-2015）。

（3）臭氧催化氧化工艺处理澄清池出水时，去除每kgCOD消耗臭氧1.37～1.65kg；处理高效生物膜脱氮系统出水时，去除每千克COD消耗臭氧2.5kg。

参考文献

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