生物增效技术在炼化废水处理中的应用

发表时间:2020/8/7   来源:《科学与技术》2020年8期   作者:武艺1 姚万贺2 刘建秋3
[导读] 在我国快速发展过程中,经济在快速发展,
        摘要:在我国快速发展过程中,经济在快速发展,社会在不断进步,炼化企业在我国得到了良好的发展,为解决高盐废水处理因水质和水量波动导致外排不稳定的问题,国内某炼化企业采用不改变原有生化系统工艺流程和设施的生物增效技术对其进行处理。结果表明,增效后BAF出水COD降低21.9%,氨氮降低77.2%,总氮去除率提高了44.6%;生化单元出水COD稳定在50~60mg/L,氨氮为1mg/L左右,生物增效效果显著。该技术的实施有利于降低深度处理单元处理压力,实现降本增效,为含盐废水处理的稳定运行提供了有力保障。
        关键词:生物增效;炼化废水;生物菌剂;高盐废水
        引言
        传统的活性污泥法是在当今最为广泛采用的污水生化处理技术之一,是通过接种其它污水系统的活性污泥之后进行驯化、繁殖,使之适应新种类的污水,培养适合该类污水的优势菌群,达到长周期净化该污水的目的。但是,由于菌种的单一,当期面对复杂来源和种类的有机污染源时,其对某些有毒有害、高分子、多环芳烃类、酚类等有机物的降解速率与降解率就大受影响。
        1存在问题
        随着我国资源消耗情况的加重,目前油田的开采已经进入中后期,为进一步满足工业用油需求,需要进行进一步的开采,部分油田已经进入二次开采和三次开采阶段。在这种情况下,石油开采废水中的水质更加复杂,由于成分较多,在废水处理过程中难度进一步加大。在开采过程中,目前对稠油的开采力度不断增加,但稠油的处理难度较大,由于水分含量较少,加上粘稠物质的影响,重力分离方式的适用性大大降低。在实际生产中,这种情况的处理效率更低,并且还存在设备占地面积较大,能源消耗量较大的问题。
        2生物增效技术在炼化废水处理中的应用
        2.1生物增效方案
        国内生物菌剂生产厂家通过取样发现,生化池进水中含有56种有机污染物,主要为烷烃类(23.3%)、芳香烃类(49.6%)、多环(15.2%)和杂环芳烃类(9.7%)污染物。另外,生化O池的污泥色泽黯淡且松散,SV30高达87%~93%,污泥沉降性差;O池硝化体系破坏严重。统计最近2个月的外排出水水质:pH7.0~8.3,COD51~70mg/L,氨氮28~56mg/L,TN158~252mg/L。针对废水可生化性差,系统出水COD、氨氮和总氮超标以及生化污泥活性差的问题,可以从生物增效技术作用原理的如下2个方面入手:(1)高效降解菌的直接作用。投加高效菌株快速繁殖形成优势菌群,包括强化烷烃和芳香烃生物降解的高效COD菌剂和氨氮降解菌剂。(2)提高污泥体系的协同作用(包含共代谢作用)。投加增效剂,增强原有污泥系统中菌胶团活性和分解能力,促进微生物快速繁殖,与生物菌剂共同改善和维持良好的微生物种群系统平衡,促使不能直接降解污染物发生共代谢现象。在确保污水处理厂正常生产的前提下,企业和菌剂生产厂家决定首先在O池1#廊道和BAF池1#廊道进行部分生物增效试验,待确认现场中试增效效果后再进行生化系统的整体生物增效试验。菌剂厂家根据实验室评价结果制定的现场实施方案如下:(1)部分生物增效试用方案。在O池的1#廊道以及BAF池的1#廊道中投加药剂,具体投加方案见表1。其中,氨氮降解菌剂投加位点为O池1#廊道的中后段;O池的2#廊道和BAF池的2#廊道作为空白对照组。分别对试验前后A池进水、O池(1#、2#廊道)出水、BAF池(1#、2#廊道)出水水质进行监测,以考察生物增效效果。监测期为2018年7月8日至2018年8月10日,药剂投加从7月18日开始,加药周期为15d。(2)整体生物增效试用方案。在部分试验方案取得效果的前提下,于2018年10月20日至2018年11月4日对O池和BAF单元进行整体生物增效试验。

整体生物增效方案与部分生物增效方案基本保持一致,由于部分增效试验表明,氨氮降解菌起效时间快,故将O池氨氮降解菌的投加时间由15d调整为10d。取样监测点为旋流沉砂池的进水口(BAF单元出水),主要监测COD、氨氮和总氮3个水质指标,并对旋流沉沙池出水COD进行定期监测。
        2.2保证废水处理效果
        将膜分离技术,应用在石油炼化废水净化再生处理之中,实际上能够在保证水质达标的同时,为后续的工作创作更加便利条件。在进水过程中,采用膜分离技术,如果轻油、酚、硫等物质的含量,发生突变等现象,或者pH值发生不规则的变化,就会影响浮现的效果。只有保证预期处理的效果,才可以保证其达到最终的标准,促进系统正常运行,避免其中活性污泥系统,遭到破坏。同时,在系统选中加入重油、乳化油前,需要重视防范工作,避免油将活性污泥颗粒包裹住,从而确保生长繁殖、新陈代谢等活动,可以继续正常活动。另外,在膜分离系统运行的过程中,工作人员需要对水质的变化,进行严格的监控,以此确保系统可以继续正常运行。在膜分离技术运行的过程中,需要对废水中COD、磷酸根、挥发酚、油、氨氮等,进行详细的分析、总结,并且每2小时,对pH值进行一次分析、目测等。通过这样的方式,能够在第一时间,发现膜分离技术在运行中,所存在的问题,便于及时进行解决、处理,最终保证石油炼化废水净化再生处理的效果。结合分析、经验能够发现,如果由于操作等因素,影响废水的处理效果,那么就应该从操作的角度,对处理过程进行调整。但在调整以后,若水质继续发生恶化的现象,就需要更换设备,避免影响膜分离系统。在经过详细的检测且合格以后,再继续进行废水处理。
        2.3生物膜法
        十八世纪第一个生物膜法处理设备(生物滤池)问世,在污水处理工艺中得到广泛应用。生物滤池的生物量高、运行费用低,但其负荷较低,卫生条件差,处理构筑物易堵塞。二十世纪德国建造了塔式生物滤池,水力负荷和有机负荷分别提高了2~10倍和2~3倍。随着化工领域流化床技术首次应用于污水生物处理中,生物流化床技术应运而生,它具有容积负荷大、处理效能高、抗冲击能力强、低投资、占地少的特点,但是运行不稳定,操作难度大。80年代末,出现以小粒径颗粒填料(如石英砂、陶粒及合成塑料等)作为过滤主体的池型反应器(曝气生物滤池工艺),可以同步发挥生物氧化和物理截留及吸附作用,节省了后续二沉池,具有处理效率高、出水水质好和负荷高等优点。
        结语
        (1)整体生物增效试验结果表明,相比于生物强化前,生物强化后BAF出水COD降低21.9%,氨氮降低77.2%,总氮去除率提高44.6%,生化污泥沉降性能得到明显改善,BAF单元出水COD稳定在50~60mg/L,氨氮为1mg/L左右,总氮为70~80mg/L,整体生物增效效果明显。(2)生物增效技术的实施有利于降低深度处理单元处理压力,可为污水处理厂的长期稳定达标排放提供保障,实现降本增效。(3)生物增效试验总氮未达标,今后可以考虑通过在A池增加总氮降解菌剂、提高硝化液回流比和调整A池C/N比等工艺运行参数等来实现总氮达标。建议污水处理厂可常备生物增效产品进行间歇投加,作为应对水质冲击对污水处理系统产生不利影响的应急手段之一。
        参考文献
        [1]王宪.油田三次采油驱油技术应用[J].化学工程与装备,2019(5):84-85.
        [2]张梅.污水深度处理在石化企业中的应用[J].石油化工技术与经济,2017,33(2):38-42.
        [3]王刚.炼化污水提标工艺的比选与应用[J].化工环保,2019,39(3):354-359.
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