LTBR生物處理工藝處理甲乙酮廢水的中試*

金 松

LTBR生物處理工藝處理甲乙酮廢水的中試*

金 松

（中國石油撫順石化公司石油二廠，遼寧撫順113006）

在高濃度甲乙酮廢水的生物處理試驗(yàn)過程中，采用LTBR生物處理工藝，使用特效微生物和營養(yǎng)基質(zhì)，可以在高COD的不利條件下正常進(jìn)行有機(jī)物降解，探索出了使用生物方法處理甲乙酮廢水的合理工藝，為處理甲乙酮廢水的工程應(yīng)用開辟了新思路。

LTBR生物處理工藝；特效微生物；甲乙酮廢水；高COD

隨著國家和地方政府對環(huán)保要求的日益提高以及污染物跨地區(qū)轉(zhuǎn)移的嚴(yán)格控制，如何經(jīng)濟(jì)有效的完成各種石油化工廢水的無害化處理成為各煉化企業(yè)亟待解決的環(huán)保問題之一。在石油煉制和加工過程中會產(chǎn)生高濃度、難處理的化工廢水，常規(guī)的水處理工藝難以達(dá)到水質(zhì)排放標(biāo)準(zhǔn)。目前國內(nèi)針對這種高濃度、難降解的廢水多采用焚燒、稀釋處理、催化氧化法來進(jìn)行處理[1]。但這些方法不同程度存在著設(shè)備投資較高、處理過程需要消耗大量能耗、運(yùn)行管理比較復(fù)雜、會產(chǎn)生大氣污染、運(yùn)行費(fèi)用較高等缺點(diǎn)。為突破石油化工廢水處理的瓶頸，需要引進(jìn)新技術(shù)、新工藝來滿足高濃度石油化工廢水的處理。

中國石油撫順石化公司石油二廠現(xiàn)原油加工能力為600萬t/a，在成品油的加工精制以及化工產(chǎn)品的煉制過程中產(chǎn)生大量高濃度的廢水，甲乙酮廢水就是其中的一種高濃度有機(jī)廢水，公司多年來也一直在尋求合理、經(jīng)濟(jì)有效的技術(shù)解決甲乙酮廢水無害化處理的問題。

LTBR生物處理技術(shù)是在對高濃度有機(jī)廢水中的污染物成分進(jìn)行全面分析基礎(chǔ)上，通過篩選、馴化、誘變等技術(shù)得到適合降解特定污染物的特效微生物菌團(tuán)，并根據(jù)微生物的共性和特性配制適合其生長繁殖的營養(yǎng)基質(zhì)，確保其在廢水生物處理過程中的長期優(yōu)勢地位，實(shí)現(xiàn)對廢水中特定污染物的充分生物降解，從而極大提高廢水中污染物的可生物降解比率和廢水處理系統(tǒng)的處理效率[2]。LTBR生物處理技術(shù)與普通的生化處理技術(shù)不同，它可以以高于傳統(tǒng)活性污泥法10倍以上的容積負(fù)荷，將傳統(tǒng)生物法難以處理的高濃度、高鹽、有毒廢水，比較經(jīng)濟(jì)的處理成低濃度、易生化廢水，大大降低高濃度有機(jī)廢水的處理成本[3-4]。

撫順石化公司與天津萊特化工有限公司采用LTBR生物處理工藝，對處理甲乙酮廢水進(jìn)行了中試試驗(yàn)，取得了理想效果。

1 試驗(yàn)工藝流程及分析方法

1.1 試驗(yàn)裝置工藝流程

本試驗(yàn)裝置的工藝流程如圖1所示。

圖1 試驗(yàn)裝置工藝流程Fig.1 Test device process flow diagram

首先對甲乙酮廢水進(jìn)行pH調(diào)節(jié)，然后進(jìn)入LTBR生物強(qiáng)化反應(yīng)器，廢水中的大部分有機(jī)物在反應(yīng)器內(nèi)被特效微生物降解。為了保持反應(yīng)器內(nèi)微生物長效的高處理能力和高活性，利用鼓風(fēng)機(jī)持續(xù)向反應(yīng)器內(nèi)供氧，利用營養(yǎng)液計(jì)量泵定期向反應(yīng)器內(nèi)投加專用的營養(yǎng)液LTMM。反應(yīng)器內(nèi)曝氣液自流進(jìn)入沉淀池，在沉淀池內(nèi)，良好的微生物絮凝體在重力條件下，通過自然沉降實(shí)現(xiàn)固液分離，清水即為排放水，直接排入廠區(qū)污水收集管道。

1.2 試驗(yàn)設(shè)備、儀器及藥劑

試驗(yàn)裝置設(shè)備及材料見表1。

表1 試驗(yàn)裝置設(shè)備及材料Table 1 Equipments and materials for test

1.3 試驗(yàn)出水水質(zhì)

試驗(yàn)設(shè)計(jì)出水水質(zhì)指標(biāo)見表2。

表2 設(shè)計(jì)出水水質(zhì)Table 2 Outlet water quality of design

1.4 分析方法

試驗(yàn)主要分析項(xiàng)目及分析方法見表3。

表3 分析項(xiàng)目及方法Table 3 Major analysis items and methods for test

2 啟動與運(yùn)行

2.1 微生物激活階段

本階段從2010年6月25日至6月27日。首先在LTBR生物強(qiáng)化反應(yīng)器中加經(jīng)調(diào)節(jié)后的甲乙酮廢水（COD為2 000 mg/L左右），加入高效菌種和專用營養(yǎng)基，調(diào)節(jié)pH值至中性，充分悶曝。連續(xù)曝氣30 h后，曝氣液中的溶解氧迅速下降后又逐步升高,說明微生物已經(jīng)被激活。

2.2 微生物調(diào)整階段

本階段從2010年6月27日至7月8日。先采取間歇進(jìn)水方式，使微生物對該廢水有一定的適應(yīng)性，然后開始連續(xù)進(jìn)水,并逐級增加進(jìn)水量，使處理負(fù)荷維持在較高水平上。在逐漸適應(yīng)該種廢水后，微生物活性非常好，污泥增長較快，而且絮體大，絮凝較快。出水更加清澈透亮，處理效果良好。這一時(shí)期平均進(jìn)水COD為5 265 mg/L，平均出水COD為252.9 mg/L，COD去除效率達(dá)到95.19%。

2.3 微生物穩(wěn)定運(yùn)行階段

本階段從2010年7月9日至8月7日。通過進(jìn)一步調(diào)整優(yōu)化操作，LTBR生化處理系統(tǒng)逐漸轉(zhuǎn)入正常，污泥穩(wěn)定增長，活性污泥絮體明顯增大，沉降性能良好。由此判斷試驗(yàn)裝置已經(jīng)可以轉(zhuǎn)入正常運(yùn)行。

2.4 微生物正常運(yùn)行階段

試驗(yàn)裝置正常運(yùn)行后，可以在此基礎(chǔ)上進(jìn)行各類影響因素試驗(yàn)研究。從2010年8月8日至9月5日，在保持處理負(fù)荷的前提下，提高進(jìn)水COD濃度，進(jìn)行了濃度沖擊標(biāo)定。標(biāo)定結(jié)果顯示試驗(yàn)完全達(dá)到和超過了設(shè)計(jì)要求。

3 結(jié)果與分析

3.1 穩(wěn)定運(yùn)行階段處理效果分析

裝置的平均進(jìn)水COD為5 398 mg/L、平均出水COD為93.2 mg/L，遠(yuǎn)低于試驗(yàn)要求的500 mg/L，COD平均去除效率為98.27%，試驗(yàn)裝置對COD的處理效果如圖2所示。可見，LTBR生物處理工藝處理效率較高，處理效果穩(wěn)定，達(dá)到了試驗(yàn)預(yù)期的目標(biāo)。

圖2 穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)進(jìn)出水COD及處理效果Fig.2 COD of outlet and inlet water and treatment results during the stable operation of test device

由于要保證微生物活性，需向系統(tǒng)中投加營養(yǎng)基質(zhì)，造成出水氨氮升高，但都＜10 mg/L，滿足試驗(yàn)要求。

3.2 濃度沖擊處理效果分析

濃度沖擊運(yùn)行標(biāo)定期間，進(jìn)水COD平均為8 441 mg/L，出水COD平均為110.9 mg/L，COD去除率98.67%，取得了良好的處理效果，證明在甲乙酮廢水COD濃度較高的狀態(tài)下，LTBR生物處理工藝仍能正常運(yùn)行并超過預(yù)期的處理效果。試驗(yàn)裝置對COD的處理效果如圖3所示。

圖3 濃度沖擊運(yùn)行時(shí)對COD的處理效果Fig.3 Treatment result of COD in the different concentration range of testing device

3.3 運(yùn)行后的pH分析

整個(gè)中試過程中，出水pH均在6～9之間，符合廢水預(yù)處理后進(jìn)入污水處理廠的標(biāo)準(zhǔn)。

3.4 合理運(yùn)行參數(shù)

試驗(yàn)裝置的合理運(yùn)行參數(shù)見表4。

表4 合理運(yùn)行參數(shù)Table 4 Reasonable running parameters of the test device

4 結(jié)論

（1）工藝技術(shù)先進(jìn)。通過處理高濃度甲乙酮廢水的中試試驗(yàn)可以看出，LTBR生物處理工藝對廢水中COD的去除率達(dá)到了98%以上。相對于其他常規(guī)工藝，該技術(shù)體現(xiàn)出了較好的處理效果。所以，試驗(yàn)的結(jié)果證實(shí)了該技術(shù)的先進(jìn)性。

（2）運(yùn)行穩(wěn)定，抗沖擊能力強(qiáng)。系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性強(qiáng)，對COD的適應(yīng)范圍廣，可以適應(yīng)化工水質(zhì)多變的要求，具備較強(qiáng)的抗沖擊能力。

（3）管理方便，操作安全。該系統(tǒng)工藝流程短，僅經(jīng)過pH調(diào)節(jié)和一級生物強(qiáng)化處理即可滿足處理要求，運(yùn)行管理簡單方便。工程實(shí)施后的運(yùn)行完全在常溫常壓下進(jìn)行，避免了高溫、高壓等安全隱患。

（4）成本低投資小。

LTBR技術(shù)與常規(guī)的催化氧化、焚燒處理等技術(shù)相比，大大縮短了處理工藝流程，降低了工程投資，而且運(yùn)行成本主要是設(shè)備電耗和營養(yǎng)基質(zhì)費(fèi)用，運(yùn)行費(fèi)用較低，有較大推廣價(jià)值。此外，該技術(shù)在常溫、常壓條件下實(shí)施，避免了焚燒法、催化氧化法等存在的潛在的危險(xiǎn)因素，不但在投資和運(yùn)行費(fèi)用上具有絕對優(yōu)勢，而且是真正意義上的環(huán)保處理技術(shù)，沒有轉(zhuǎn)移污染物，不會帶來二次污染，對主要污染物的去除效率較高，所以該技術(shù)可以在高濃度甲乙酮廢水處理方面進(jìn)行推廣應(yīng)用。

[1]孝宇.宋乾武，李秀金.化學(xué)混凝與曝氣生物慮池組合工藝用于再生水處理中試研究[J].環(huán)境科學(xué)研究，2005，18（6）：64-67.

[2]齊軍，顧溫國.水中難降解有機(jī)物氧化處理技術(shù)的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢[J].環(huán)境保護(hù)，2000，3：17-19.

[3]張新惠，郝日詩，王軍，等.萊特生物強(qiáng)化技術(shù)處理高濃度有機(jī)廢水的中試[J].油氣田環(huán)境保護(hù)，2010，1：37-40.

[4]肖從峰，朱國賓，吳建華，等.生物強(qiáng)化技術(shù)處理乙烯堿渣的實(shí)驗(yàn)研究[J].石油化工安全技術(shù)，2009，25（2）：43-46.

Pilot-scale Test of LTBR Biological Treatment Process of Wastewater From Methyl-ethyl Ketone Unit

JIN Song
（CNPC FuShun Petrochemical Company No.2 Refinery，Liaoning Fushun 113006，China）

In biological treatment test of high concentration waste water from methyl-ethyl ketone unit，by using special efficiency microorganism and nutrition base material，LTBR biological treatment process was used to degrade organic compounds under the poor condition of high COD，which discovered reasonable process of biological method to treat wastewater from methyl-ethyl ketone unit and developed a new idea for project application of treating methyl-ethyl ketone wastewater.

LTBR biological treatment process；Special efficiency microorganism；Methyl ethyl ketone wastewater；High COD

X703

A

1671-0460（2010）05-0567-03

2010-09-12

金 松（1970-），男，遼寧撫順人，工程師，1992年畢業(yè)于撫順石化公司職工大學(xué)，從事環(huán)保管理工作。E-mail：jinsong225032@sohu.com。