高效生物強化技術在煉油堿渣廢水處理中的應用
更新時(shi)間(jian)：2021-03-16 11:00
來(lai)源：石(shi)化技術
作者(zhe): 范金勇
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摘(zhai)要：本文(wen)通過(guo)某煉油廠(chang)采用預(yu)處理和高效生(sheng)物強化技(ji)術來對堿渣廢水(shui)進行處理，并結合污水(shui)處理廠(chang)進行更深(shen)入處理，以(yi)此達到廢水(shui)排放的標準。
廢水中(zhong)含有(you)多(duo)種有(you)害物質，并且毒性高、濃(nong)度高、可生(sheng)化性差、難以降解，對(dui)(dui)生(sheng)態平衡造成嚴重的(de)破(po)壞，所以對(dui)(dui)污(wu)水采(cai)用高效生(sheng)物強化技術進行有(you)機處理(li)是(shi)十分有(you)必(bi)要的(de)，加強對(dui)(dui)堿(jian)渣(zha)廢水的(de)處理(li)，保障污(wu)水處理(li)廠(chang)進行達標排放，實現我(wo)國污(wu)水處理(li)方面(mian)的(de)健康發展。
1 高(gao)效(xiao)生物強化技術原理
高效生物強化(hua)技術(shu)工藝有快(kuai)速(su)(su)生物反應(ying)器(qi)(qi)、快(kuai)速(su)(su)生物過濾器(qi)(qi)及快(kuai)速(su)(su)VOC負荷緩沖器(qi)(qi)。
快速生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)反(fan)應器為曝氣生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)氧化(hua)池，是利(li)用其中生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)長的(de)(de)微(wei)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)對傳統(tong)(tong)活性(xing)污泥法(fa)難以處(chu)理的(de)(de)高(gao)濃度毒(du)性(xing)廢(fei)水(shui)進(jin)行有效生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)化(hua)降解(jie)。因為特(te)殊的(de)(de)微(wei)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)存在含(han)有高(gao)濃度毒(du)性(xing)的(de)(de)有機化(hua)合物(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)環境中分解(jie)與(yu)(yu)篩選，并在微(wei)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)酶的(de)(de)降解(jie)作用下進(jin)行廢(fei)水(shui)與(yu)(yu)廢(fei)水(shui)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)毒(du)性(xing)的(de)(de)有效降解(jie)，從(cong)而提升(sheng)可生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)化(hua)性(xing)，為后續的(de)(de)廢(fei)水(shui)處(chu)理提供有利(li)條件，氧化(hua)池是鋼筋混凝土結構，池內水(shui)的(de)(de)溫度保持在15~40℃高(gao)，其容積負荷(he)要比(bi)傳統(tong)(tong)活性(xing)污泥法(fa)高(gao)8~10倍及以上。
快速生物(wu)過濾器(qi)(qi)是利(li)于附著在(zai)特殊微生物(wu)的過濾器(qi)(qi)對(dui)有害物(wu)質(zhi)進(jin)(jin)行(xing)(xing)分解(jie)，并利(li)用生物(wu)過濾系統來進(jin)(jin)行(xing)(xing)輔助處(chu)理(li)(li)。廢氣(qi)會(hui)從底部(bu)進(jin)(jin)入，隨后(hou)上升對(dui)噴(pen)淋的快速生物(wu)洗滌區(qu)域(yu)進(jin)(jin)行(xing)(xing)一級處(chu)理(li)(li)，并將(jiang)已(yi)融(rong)入水(shui)中(zhong)未(wei)處(chu)理(li)(li)的廢氣(qi)上升至間(jian)歇噴(pen)淋的生物(wu)過濾器(qi)(qi)區(qu)域(yu)，對(dui)區(qu)域(yu)的生物(wu)填(tian)料和生物(wu)膜進(jin)(jin)行(xing)(xing)后(hou)續處(chu)理(li)(li)，將(jiang)廢氣(qi)處(chu)理(li)(li)到達(da)標狀態，可直接利(li)用排(pai)(pai)氣(qi)筒將(jiang)氣(qi)體排(pai)(pai)放到大氣(qi)中(zhong)，前提是根據工廠的實際情況進(jin)(jin)行(xing)(xing)排(pai)(pai)氣(qi)筒的綜合設計。
快(kuai)(kuai)速VOC負(fu)荷(he)緩沖器(qi)是從排放的(de)(de)(de)高濃度(du)VOC的(de)(de)(de)源頭中將達到(dao)(dao)(dao)一定濃度(du)的(de)(de)(de)VOC應(ying)用(yong)到(dao)(dao)(dao)快(kuai)(kuai)速生(sheng)物(wu)過(guo)濾器(qi)的(de)(de)(de)緩沖裝(zhuang)置中，隨后(hou)進入到(dao)(dao)(dao)快(kuai)(kuai)速生(sheng)物(wu)反應(ying)器(qi)的(de)(de)(de)填料層(ceng)，利用(yong)快(kuai)(kuai)速VOC負(fu)荷(he)緩沖器(qi)底(di)部(bu)的(de)(de)(de)泵進行提升(sheng)，從而(er)與噴淋到(dao)(dao)(dao)填料層(ceng)的(de)(de)(de)平(ping)衡VOC附著的(de)(de)(de)溶(rong)液溶(rong)解接觸后(hou)，從上部(bu)引(yin)入到(dao)(dao)(dao)快(kuai)(kuai)速生(sheng)物(wu)過(guo)濾器(qi)中進行過(guo)濾處理。
2 廢水處理工藝
2.1 工藝選擇與原理
我國大部分(fen)化(hua)工(gong)廠對(dui)堿(jian)渣廢(fei)水(shui)的(de)(de)(de)處(chu)理(li)有(you)(you)(you)兩種(zhong)，分(fen)別是(shi)焚燒(shao)法與濕式氧化(hua)法，但具(ju)有(you)(you)(you)一定的(de)(de)(de)不(bu)足，比如投(tou)入量大、操作(zuo)復(fu)雜、環境惡劣(lie)等不(bu)利因素(su)。某(mou)化(hua)工(gong)廠采(cai)用一種(zhong)新型(xing)的(de)(de)(de)LTBR高效(xiao)生物強(qiang)化(hua)技(ji)術，從而對(dui)以(yi)上(shang)的(de)(de)(de)不(bu)利因素(su)進行有(you)(you)(you)效(xiao)處(chu)理(li)，在合理(li)節(jie)省處(chu)理(li)成本(ben)的(de)(de)(de)同時，對(dui)其污染物質進行有(you)(you)(you)效(xiao)降解。
LTBR高(gao)效(xiao)生(sheng)(sheng)物(wu)強化(hua)技術是先對污染(ran)物(wu)質(zhi)從整體進行(xing)分析，并(bing)進行(xing)模擬試(shi)驗的情況下，研究最合(he)理(li)的降(jiang)解污染(ran)物(wu)質(zhi)的特效(xiao)微(wei)(wei)(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)菌群，并(bing)根據(ju)微(wei)(wei)(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)的性質(zhi)，有針對性的對營養液進行(xing)研制，保證微(wei)(wei)(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)菌群能在廢水生(sheng)(sheng)物(wu)處理(li)中充分發揮自身的優勢，進行(xing)廢水污染(ran)物(wu)的有效(xiao)降(jiang)解，從而提(ti)升了廢水處理(li)系統的處理(li)效(xiao)率。
圖1 高含鹽廢水高效生物處理工藝
2.2 處(chu)理工藝流程
對含(han)(han)有(you)(you)高(gao)鹽(yan)(yan)堿的(de)廢(fei)水進(jin)(jin)(jin)行(xing)(xing)存儲設施均質，采(cai)用硫酸(suan)進(jin)(jin)(jin)行(xing)(xing)pH的(de)調節，用泵提升至(zhi)LTBR高(gao)效生(sheng)(sheng)物強(qiang)化(hua)反應(ying)器(qi)(qi)中(zhong)進(jin)(jin)(jin)行(xing)(xing)生(sheng)(sheng)物反應(ying)。該技術對溫度、DO、TDS、pH等都具(ju)有(you)(you)嚴格(ge)的(de)要(yao)(yao)求，廢(fei)水要(yao)(yao)在高(gao)效生(sheng)(sheng)物菌(jun)種(zhong)中(zhong)進(jin)(jin)(jin)行(xing)(xing)生(sheng)(sheng)化(hua)反應(ying)。反應(ying)器(qi)(qi)的(de)泥水混合(he)液(ye)溢流到沉淀池中(zhong)進(jin)(jin)(jin)行(xing)(xing)泥水分離，上清液(ye)也完成后續(xu)污水處理(li)系統接受水平(ping)，再(zai)進(jin)(jin)(jin)入(ru)低含(han)(han)鹽(yan)(yan)處理(li)系統處理(li)，并(bing)將污泥回流排出系統。LTBR反應(ying)器(qi)(qi)利用高(gao)耐鹽(yan)(yan)的(de)耐鹽(yan)(yan)菌(jun)種(zhong)，需嚴格(ge)控(kong)制鹽(yan)(yan)含(han)(han)量，過高(gao)會影(ying)響到菌(jun)種(zhong)生(sheng)(sheng)長(chang)與處理(li)效率。在低鹽(yan)(yan)處理(li)中(zhong)要(yao)(yao)適當補(bu)充一定(ding)量的(de)低鹽(yan)(yan)稀釋水，嚴格(ge)控(kong)制生(sheng)(sheng)化(hua)池中(zhong)的(de)含(han)(han)鹽(yan)(yan)量。LTBR反應(ying)器(qi)(qi)需采(cai)用專門的(de)BMM營養液(ye)，確保菌(jun)種(zhong)的(de)高(gao)效性。在產生(sheng)(sheng)泡沫較多(duo)時，可以加入(ru)消泡劑進(jin)(jin)(jin)行(xing)(xing)泡沫解決，以免影(ying)響到充氧(yang)效果和污泥流失，該項處理(li)技術，需要(yao)(yao)根據(ju)季節的(de)變換進(jin)(jin)(jin)行(xing)(xing)溫度的(de)管控(kong)處理(li)，比如(ru)冬季還可以采(cai)用換熱器(qi)(qi)來進(jin)(jin)(jin)行(xing)(xing)池內溫度進(jin)(jin)(jin)行(xing)(xing)調節控(kong)制。
LTBS生(sheng)(sheng)物強化反應器的作用(yong)是強化處理(li)，主要運用(yong)在生(sheng)(sheng)物處理(li)單(dan)元中。如(ru)果系(xi)(xi)統出現污泥膨脹、效率變(bian)低，這時(shi)采用(yong)生(sheng)(sheng)物反應器就能保(bao)持高效、穩定(ding)運行(xing)，并且提升系(xi)(xi)統的抗沖擊性。在運行(xing)中能引進系(xi)(xi)統未知高濃廢(fei)水，利用(yong)LTBS生(sheng)(sheng)物強化反應器在現場進行(xing)實驗，確定(ding)LTBR對(dui)未知廢(fei)水處理(li)的實操性與運行(xing)參(can)數，保(bao)證未知高濃廢(fei)水不(bu)會對(dui)LTBR系(xi)(xi)統造(zao)成影(ying)響。[1]
3 高效生物強化技術的(de)應(ying)用(yong)
3.1 某煉油廠(chang)的廢水(shui)(shui)水(shui)(shui)質及廢水(shui)(shui)排放(fang)量
高效生物強化技術處(chu)(chu)理(li)是某煉(lian)油(you)廠排(pai)放的(de)柴油(you)堿(jian)渣(zha)(zha)廢(fei)水(shui)與汽油(you)堿(jian)渣(zha)(zha)廢(fei)水(shui)。柴油(you)堿(jian)渣(zha)(zha)廢(fei)水(shui)的(de)排(pai)放量(liang)為(wei)13.7~15.4m3/d；汽油(you)堿(jian)渣(zha)(zha)廢(fei)水(shui)細致進行(xing)區分(fen)(fen)，還能分(fen)(fen)為(wei)催化汽油(you)堿(jian)渣(zha)(zha)廢(fei)水(shui)與氣體分(fen)(fen)離堿(jian)渣(zha)(zha)廢(fei)水(shui)，它(ta)們的(de)排(pai)放量(liang)為(wei)15.4m3/d。根據相對分(fen)(fen)析(xi)，柴油(you)堿(jian)渣(zha)(zha)廢(fei)水(shui)排(pai)放量(liang)逐(zhu)漸減少(shao)，所以試(shi)驗中對柴油(you)堿(jian)渣(zha)(zha)廢(fei)水(shui)與汽油(you)堿(jian)渣(zha)(zha)廢(fei)水(shui)進行(xing)區分(fen)(fen)處(chu)(chu)理(li)存儲，設計(ji)的(de)處(chu)(chu)理(li)方式(shi)為(wei)17m3/d。
3.2 某煉油廠處理(li)工(gong)藝(yi)
將(jiang)兩種堿(jian)渣(zha)進(jin)(jin)(jin)(jin)行(xing)(xing)(xing)區分儲存后(hou)(hou)，并加(jia)(jia)入(ru)(ru)酸混合進(jin)(jin)(jin)(jin)行(xing)(xing)(xing)區別的(de)預處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)設施進(jin)(jin)(jin)(jin)行(xing)(xing)(xing)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)。柴油堿(jian)渣(zha)廢水(shui)加(jia)(jia)酸可以進(jin)(jin)(jin)(jin)行(xing)(xing)(xing)預處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)后(hou)(hou)脫除環烷(wan)酸，汽油堿(jian)渣(zha)廢水(shui)加(jia)(jia)酸進(jin)(jin)(jin)(jin)行(xing)(xing)(xing)預處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)后(hou)(hou)脫除酚，環烷(wan)酸與酚進(jin)(jin)(jin)(jin)行(xing)(xing)(xing)脫除后(hou)(hou)可以進(jin)(jin)(jin)(jin)入(ru)(ru)相應的(de)儲罐中(zhong)(zhong)進(jin)(jin)(jin)(jin)行(xing)(xing)(xing)存儲。隨后(hou)(hou)將(jiang)廢水(shui)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)進(jin)(jin)(jin)(jin)入(ru)(ru)快(kuai)(kuai)速生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)反應器(qi)(qi)中(zhong)(zhong)進(jin)(jin)(jin)(jin)行(xing)(xing)(xing)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)，在(zai)預處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)出水(shui)進(jin)(jin)(jin)(jin)入(ru)(ru)快(kuai)(kuai)速生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)反應器(qi)(qi)前加(jia)(jia)入(ru)(ru)低濃(nong)(nong)度廢水(shui)對(dui)預處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)后(hou)(hou)的(de)高濃(nong)(nong)度廢水(shui)進(jin)(jin)(jin)(jin)行(xing)(xing)(xing)稀釋，從而滿足(zu)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)的(de)要求。高濃(nong)(nong)度與低濃(nong)(nong)度廢水(shui)的(de)比(bi)例處(chu)(chu)(chu)于1:9。在(zai)快(kuai)(kuai)速生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)反應器(qi)(qi)中(zhong)(zhong)加(jia)(jia)入(ru)(ru)酸堿(jian)來調(diao)節反應器(qi)(qi)中(zhong)(zhong)的(de)微生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)長的(de)pH，還(huan)需加(jia)(jia)入(ru)(ru)保證特殊菌種得以存在(zai)的(de)營養液與氧氣，在(zai)進(jin)(jin)(jin)(jin)行(xing)(xing)(xing)快(kuai)(kuai)速生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)反應器(qi)(qi)中(zhong)(zhong)進(jin)(jin)(jin)(jin)行(xing)(xing)(xing)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)，將(jiang)會(hui)對(dui)廢水(shui)的(de)有機物(wu)(wu)進(jin)(jin)(jin)(jin)行(xing)(xing)(xing)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)降(jiang)解(jie)(jie)，降(jiang)解(jie)(jie)產生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)的(de)污(wu)泥會(hui)進(jin)(jin)(jin)(jin)入(ru)(ru)沉(chen)淀(dian)池進(jin)(jin)(jin)(jin)行(xing)(xing)(xing)沉(chen)淀(dian)，上清液會(hui)先(xian)進(jin)(jin)(jin)(jin)入(ru)(ru)集水(shui)池，隨后(hou)(hou)進(jin)(jin)(jin)(jin)入(ru)(ru)普通污(wu)水(shui)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)廠進(jin)(jin)(jin)(jin)行(xing)(xing)(xing)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)，將(jiang)污(wu)水(shui)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)到達標(biao)標(biao)準，就能(neng)進(jin)(jin)(jin)(jin)行(xing)(xing)(xing)正(zheng)常排(pai)放。處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)中(zhong)(zhong)需要向快(kuai)(kuai)速生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)反應器(qi)(qi)中(zhong)(zhong)間斷添加(jia)(jia)營養液，投(tou)量結果(guo)都將(jiang)由快(kuai)(kuai)速生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)反應器(qi)(qi)的(de)分析結果(guo)來確定(ding)。
3.3 各主要處理(li)單元的設計(ji)參(can)數
3.3.1 預(yu)處理系(xi)統(tong)
柴油堿渣(zha)及汽(qi)油堿渣(zha)預(yu)處(chu)理(li)(li)裝置材(cai)質軍(jun)為普通碳鋼(gang)，內(nei)村防(fang)腐膠板，有效(xiao)的(de)容積為3.5m3，預(yu)處(chu)理(li)(li)的(de)pH調節(jie)控(kong)制在(zai)(zai)在(zai)(zai)3~5之間[2]。
3.3.2 快(kuai)速生物反應器(qi)系統
快速生物反應(ying)器為鋼(gang)筋混(hun)凝土結構，池內(nei)的(de)溫度要控制(zhi)在15~35℃， pH處在6~9之間，MLSS的(de)質(zhi)量(liang)(liang)濃度控制(zhi)在4500mg/L，COD容積負荷在1.43kgCOD/(m3·d)，氣水體(ti)積比為288:1，DO的(de)質(zhi)量(liang)(liang)濃度要控制(zhi)在2~3mg/L，污泥回流(liu)比300%。
3.3.3 沉淀(dian)池
沉淀池的(de)材質(zhi)為普通(tong)碳(tan)鋼(gang)，內涂環氧煤瀝青防腐層，停留時(shi)間為6.23h。
3.3.4 快速生物過濾器(qi)系統
快速生物過濾器材(cai)質為304不銹鋼，池水中的溫度(du)在(zai)20~30°，pH控制在(zai)6~8，污泥(ni)的質量濃度(du)在(zai)4800mg/L。
3.3.5 快速VOC負荷緩沖器系統
快(kuai)速VOC負荷緩沖器材(cai)質為304不銹鋼，處理的氣(qi)體量為4Nm3/h，pH控制在(zai)10~12。
3.4 處理效果(guo)
以(yi)某煉(lian)油廠堿(jian)(jian)渣廢水(shui)(shui)處理(li)工藝(yi)進行分析，從中(zhong)分析高效(xiao)生物(wu)(wu)強化(hua)技術在處理(li)煉(lian)廠堿(jian)(jian)渣廢水(shui)(shui)時運行狀態良好，可將傳統微生物(wu)(wu)生化(hua)法難以(yi)處理(li)的高濃(nong)度(du)、高毒(du)性(xing)、難降(jiang)解的堿(jian)(jian)渣，以(yi)比(bi)較經(jing)濟(ji)的處理(li)成本(ben)，轉化(hua)為(wei)低濃(nong)度(du)、低毒(du)性(xing)、易(yi)于(yu)生化(hua)的一般廢水(shui)(shui)，在污(wu)水(shui)(shui)處理(li)后的主要污(wu)染物(wu)(wu)濃(nong)度(du)明顯降(jiang)低，COD可以(yi)低于(yu)1000mg/L，快速生物(wu)(wu)過濾器系統對廢水(shui)(shui)中(zhong)硫化(hua)氫的去除率高達95%左右。[3]
4 結(jie)束語
對兩種水(shui)(shui)質(zhi)(zhi)進(jin)行試驗分析，并將(jiang)快速生物反應器(qi)(qi)(qi)、快速生物過濾(lv)器(qi)(qi)(qi)、快速VOC負荷緩(huan)沖器(qi)(qi)(qi)三(san)種工藝對水(shui)(shui)質(zhi)(zhi)的(de)處理效(xiao)果(guo)(guo)。通過高效(xiao)生化(hua)強化(hua)技術來對廢(fei)(fei)水(shui)(shui)進(jin)行處理，能有(you)效(xiao)去除廢(fei)(fei)水(shui)(shui)中的(de)大部(bu)分有(you)機物，將(jiang)高濃(nong)(nong)度、高毒性、難降解(jie)的(de)堿渣轉(zhuan)發為(wei)低濃(nong)(nong)度、低毒性、可降解(jie)易于生化(hua)的(de)一般(ban)廢(fei)(fei)水(shui)(shui)，從而達到很好的(de)預處理效(xiao)果(guo)(guo)。
參考文獻
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