MBR工艺处理石油炼化废水试验探究

张梅 王艳（山东柏森化工技术检测有限责任公司，山东 东营257400）

0 引言

现代石油越来越重视环保，对石油废水处理的要求也越来越高，在石油炼化的过程中会产生大量的废水，这种废水的石油烃类，无机盐含量都非常高，可生化性差，处理工艺不好的话就会污染环境。石油石化对原油炼化后会产生污染物浓度高，降解生化弱、成分含量复杂，污水量起伏不定的工业废水。石油炼化废水处理工艺中的MBR工艺是一种将膜过滤分离技术应用在传统活性污水处理上的一种高效污水处理最新工艺[1]。MBR 工艺膜组件可以过滤掉反应池中的高分子有机物和具有活性的污油泥，不仅增加了活性污油泥的浓度，并去掉了传统工艺中的第二次沉降池的流程，增加MBR 工艺提高了污水处理效率使用管理简单易行。石油炼化后的工业废水有大量的有机污染物，这些污染物会对MBR 工艺设备中的生物膜造成不可逆转的破坏[2]，重金属元素会造成生物膜孔隙的堵塞，并且苯基物，氯离子、无机盐等对生物降解菌也有一定的破坏，石油炼化废水中也有大量的氰化物。所以对于污水处理厂来说，污水处理工艺技术方案的合理性直接决定处理后水的去向，所以现代的石油炼化污水处理首先要经过预处理，将大量的有机污染物去除后在进行MBR工艺污水处理[3]。

炼化污水处理厂将原来用于含盐污水处理的设备进行石油炼化原油废水处理，含盐污水处理设备的处理工艺为通过两个气浮机连续加活性污泥处理方式，虽然这种工艺可以处理水中悬浮物值以及含油量大的废水，但是石油炼化废水中的活性生化性能很低，废水中含盐量高，过滤后的水中悬浮物值也降不下来，所以最终导致在氧化沟中处理后的水质的始终不达标。面对这种情况，本文对污水处理工艺进行改进并进行试验，试验中将石油炼化废水分离成原油废水与污油泥废水并将其分别单独进行处理，单独的废液运用气浮机连续处理以及投放混凝剂使其中的胶体与悬浮物迅速脱稳，在通过MBR 工艺处理分离最终验证废水是否能达到投放标准。

1 试验材料与方法

1.1 废水水质、水量

炼化污水处理厂将两项单独处理的石油炼化废水储存在储水罐内，将污油泥处理后废水集中到集水池内，每天总处理废水量为5m3，废水对应水质参数详见表1。

表1 两项单独处理的废水水质参数

1.2 试验工艺流程及装置

两项单独的废水包括石油炼化废水、污油泥处理后废水以体积1：5的比例同时进入到气浮机中，气浮机连续处理大量的渣子，然后进一步投放混凝剂使其中的胶体与悬浮物迅速脱稳，脱稳后再进行水解酸化，让废水中的高分子物质经过处理后完全碳化，最后在通过MBR工艺处理进行分离排除，每一步工艺滤除的杂质都将进入到脱水处理装置中形成污油泥以待进一步处理。两项单独的废水处理工艺流程见图1。

整个工艺流程中的气浮机设备中的气浮池尺寸为高1.8m,底面为直径2m的圆柱形储液罐，气浮剂为高效聚合氧化铝、聚丙烯酰胺等。混凝脱稳设备重点沉淀罐为体积3m3的复合材料罐，脱稳后的渣子从底部的排出口排除。水解酸化装置的水解罐体采用复合填料方式，罐体积为2.5m3填料装置体积为0.4m3,工艺处理时间设定为11小时。MBR设备的储液装置尺寸为长3.2m，宽1m，高2.5m，储液装置里面共设置两片生物过滤膜，单片额定膜通量为每小时5.5L/m2，工艺处理时间设定为38小时。

图1 两项废水单独处理工艺流程

1.3 分析项目及方法

试验测试的废水参数、检测方法以及主要应用的仪器。化学需氧量主要采用重铬酸钾法和碱性高锰酸钾法进行测定的，测定过程中使用化学需氧量快速消释仪。用分光光度计采用红外分光光度法测量石油类烃类含量，用导电仪测量电导率等[4]。

重铬酸钾法和碱性高锰酸钾法测定废水中的化学需氧量两种方法在测定废水时有一定的可行性，准确度较高，但含氯的废水，碱性高锰酸钾法的测定结果与真值间偏差更小[5]。

2 实验结果及分析

2.1“气浮+混凝”工艺除油效果

两项单独的废水中石油烃类化合物的含量都不能达到后续生化的条件，所以对去除石油烃类物质的工艺，石油炼化污水处理厂选择油水两相分离、气浮除渣、除气等工艺来降低废水中石油烃类化合物的含量。一般两项单独的废水石油烃类化合物约为310mg/L，出水时约为50mg/L，去除有效率达到了85%。此次试验中采用的气浮机连续处理以及混凝脱稳的工艺去除效果更好，两项单独的废水石油烃类化合物约为500mg/L，处理后经测量为5mg/L，去除率达到了98.8%，满足了后续的生化处理标准。此次试验的高去除率的原因是试验工艺只采取了一级气浮机连续处理，这样大大降低了油水混合的几率时间。在凝聚脱稳时，较大的污油泥残渣颗粒也将水中的油类吸附[6]。

2.2“气浮+混凝"工艺COD去除效果

石油工业炼化污油泥的脱水系统的效果不高导致污油泥处理后废水的悬浮物值非常高，此次试验的悬浮物值达到了35g/L，这也给后续的化学需氧量的去除带来一定的负担，大大增加了石油烃类含量。传统工艺中去除化学含氧量的效率为80%左右，此次试验中采用的气浮机连续处理以及混凝脱稳的工艺因为去除了所有的浮渣及油类，化学含氧量的去除效果非常的好，去除效率达到了95.3%，大大降低了生化进水，为后续处理减轻了负担。

2.3“气浮+混凝"工艺对重金属的去除效果

石油工业炼化废水在经过除油后，出水里面仍然存在大量的重金属元素，必须要经过处理才能满足出水的标准，否则大量的重金属元素会造成生物膜孔隙的堵塞。此次试验中采用的气浮机连续处理以及混凝脱稳的工艺在混凝脱稳时，采用羟基技术进行络合反应，从而将多种重金属还原吸附，从而保证出水质量，经测量对重金属的去除率达到了98%。

2.4 MBR工艺出水效果

石油炼化废水经过“气浮+混凝”工艺的预处理后，进入了MBR工艺处理过程。预处理后的废水经过MBR设备中的推进装置与MBR 生物膜区的活性污油泥充分同化而后的混合液体在进入到相应的生化设备进行降解，最后在经过MBR生物膜的截阻，最后进一步去除预处理出水中剩余的污染物质。

3 结语

现代石油越来越重视环保，对石油废水处理的要求也越来越高，在石油炼化的过程中会产生大量的废水，这种废水的石油烃类，无机盐含量都非常高，可生化性差，处理工艺不好的话就会污染环境[7]。本文试验中采用的气浮机连续处理以及混凝脱稳的工艺并结合MBR工艺，该工艺对石油烃类化合物、化学含氧量以及重金属去除效果好，去除率都接近100%，并且出水均达到了排放标准。