含油污水處理工藝初探

黃玉霞

（大慶中藍石化有限公司，黑龍江 大慶 163713）

1 裝置概況

原污水設施處理能力200m3/h，原設計出水要求達到《污水綜合排放標準》（GB8978-1996）中的二級標準，2000年已進行過改造。隨著生產規模不斷擴大及廢水排放要求提高，原有的污水處理能力已遠不能滿足生產需要。為了使整個公司體系配套完善，在充分發揮設備生產能力獲得經濟利益的同時，實現社會利益與經濟利益的和諧統一，決定對原有污水處理場進行改造，優化其污水處理設施，提高排放標準，滿足國家的環保要求，促進生產的可持續發展。

2 處理工藝的選擇

2.1 水質分析

2.1.1 廢水的來源

石油加工過程中的注水、汽提、冷凝、水洗等均為產生廢水的主要來源，其次廢水還來源于化驗室、動力站、空壓站及循環水場等輔助設施，以及食堂、辦公室等生活設施。

該類廢水水質除含有油、硫、酚、氰外還含有苯、醇、廢催化劑等，成分復雜，可生化性較差，是較難處理的工業廢水。

2.1.2 煉油廢水的危害

煉油廢水屬于高CODCr、高含油、高乳、高氨氮類廢水，不加處理排到江河湖海等水體后，油層覆蓋水面，阻止空氣中的氧向水中的擴散，水體中由于溶解氧減少，藻類進行的光合作用受到限制，影響水生生物的正常生長，使水生植物有油味或毒性，甚至使水體變臭，破壞水資源的利用價值，如果牲畜飲了含油廢水，通常會感染致命的食道病；如果用含油廢水灌溉農田，油分及其衍生物將覆蓋土壤和植物的表面，堵塞土壤的孔隙，阻止空氣透入，使果實有油味，或使農作物不能正常進行新陳代謝，嚴重時會造成農作物減產或死亡。另外，由于污油的漂移和擴散，會污染海灘和海濱旅游區，造成極大的環境危害和社會危害。但更主要的危害是石油中含有致癌烴，被魚、貝類富集并通過食物鏈危害人體健康。因此，對煉油行業產生的廢水進行有效處理是很有必要的。

2.2 處理工藝選擇

煉油廢水物化處理的關鍵問題之一使廢水中油及硫化物的去除。含硫廢水一般先在車間通過汽提及硫磺回收裝置預處理后，再排至污水處理場。含油廢水中含有大量的焦油，這些油類物質會阻礙可溶性有機物進入微生物細胞壁內，而且能封住菌膠團，有時污泥顆粒會因夾帶油的顆粒而上浮到水面，嚴重影響生化效果。一般生物處理進水要求污水含油量不超過20mg/L。否則，會直接影響到整個處理系統的效率。

廢水的生化處理是利用微生物的氧化分解作用去除廢水中有機物的方法。根據所利用的細菌對氧的要求不同，可以把生化處理分為好氧處理和厭氧處理兩大類。好氧生物處理需要源源不斷的供給氧氣，處理速度快，污泥負荷相對低，出水水質好。厭氧處理不需要供給氧氣，污泥負荷相對較高，能處理較難生物降解的物質，提高廢水的可生化性，但所需時間長，出水一般需要后續處理才能達到排放標準。

隨著微生物學、生物化學等學科發展和工程實踐的積累，通過不斷的開發，克服了傳統的厭氧部分水力停留時間長，有機負荷低等缺點，使它在理論和實踐上有了很大進步，在處理高濃度有機廢水方面取得了良好效果。目前常用UASB 是一種應用較為廣泛的厭氧反應器，其全稱為上流式厭氧污泥床，其對進水要求較高，對水力負荷較敏感，污泥易流失，污泥床內通常會有短流現象；UBF 是上流式污泥床（UASB）和厭氧濾池（AF）構成的復合式厭氧反應器，它同時具有AF和UASB的特點，耐沖擊負荷有所提高，污泥流失相對較少，但是其對結構非常復雜，對設備要求高，對操作水平要求高，投資大，運行成本高。我公司歷經八年研究，結合多種厭氧反應器的理論成果及實踐經驗，開發出一種新型超高效厭氧生物反應器——脈沖厭氧流化床反應器，其操作簡單，投資省、運行費用低，耐沖擊負荷強，去除效率高，是一種比傳統厭氧工藝更先進更符合國情的新型厭氧處理技術。

由于本廢水的特點是成分復雜，含有一些較穩定分子結構的污染物，純好氧工藝很難去除這些物質，而厭氧處理不但可以去除部分難降解的有機物，而且可大幅度提高廢水的B/C 比，提高好氧處理的速率。因此，對于本污水處理改造工程，經過綜合分析后選用兩級脈沖厭氧流化床反應器，本方案只考慮增加厭氧處理單元。

PAFR 反應器由脈沖布水系統，污泥反應區等組成。廢水首先進入脈沖布水系統，間歇性在短時間內被大量釋放，使水在污泥反應區與顆粒污泥充分混合，污泥中的微生物分解污水中的有機物，并部分轉化為沼氣。

在PAFR 內，廢水經歷水解酸化階段，水解的產物主要是小分子有機物，使廢水中溶解性有機物顯著提高。在酸化這一階段，上述第一階段形成的小分子化合物在發酵細菌即酸化菌的細胞內轉化為更簡單的化合物并分泌到細菌體外，主要包括揮發性脂肪酸（VFA）、乳醇、醇類等。未被去除的小分子污染物也可以在后續好氧生物處理過程中被好氧微生物分解代謝。厭氧處理不但去除了難降解的有機物，而且大幅度降低了污染物濃度，減輕了后續好氧工藝的負荷，提高好氧處理的速率。因此，使用厭氧工藝進行廢水處理，可以大幅度縮短好氧的停留時間，節省大量的基建投資和處理費用。

3 運行處理效果分析

廢水處理的目的是去除水中的污染物，使廢水得到凈化，廢水中的主要污染物有油、SS、CODCr等。

3.1 油的去除

廢水中油的去除主要靠原有的隔油池、氣浮池及厭氧處理單元的污泥吸附去除。

3.2 CODCr的去除

廢水廠CODCr的去除率，取決于進水的可生化性，它與廢水的組成有關。本方案決定選用PAFR 工藝，先將廢水中難降解的有機物去除或將其轉化為易降解的物質，確保PAFR 反應器出水CODCr 控制在500mg/L 以下。

在PAFR 反應器內，廢水經歷整個水解酸化階段。高分子有機物因相對分子量巨大，不能投過細胞膜，無法被細菌直接利用。它們在水解階段先被細菌胞外酶分解為小分子有機物，使廢水中溶解性有機物顯著提高。在酸化這一階段，上述第一階段形成的小分子化合物在發酵細菌即酸化菌的細胞內轉化為更簡單的化合物并分泌到細菌體外，主要包括揮發性脂肪酸（VFA）、乳醇、醇類等。

結論

通過調整污水處理工藝線路，PAFR 工藝提高了污水處理能力和效果。

按照公司目前應用情況，PAFR的COD容積負荷在2～5kg/m3·d 范圍內，平均為3kg/m3·d。可溶性COD 去除率通常在30%～55%之間。PAFR 工藝不是單純的去除污染物，還有改善廢水可生化性的功效。高分子有機物因為分子量巨大，不能透過微生物的細胞膜，因此不可能為細菌直接吸收利用。而PAFR將大分子降解為小分子，能大幅度改善廢水的B/C 比。PAFR 反應器無運轉設備，脈沖部分完全自動化運作，可以做到無人值守。根據多個工程的實際情況，PAFR 出水不帶有或帶有很少量的泥。另外我們運用有效的氣水分離功能，可以確保反應器系統內的三相得到分離，因此調試、運行方便。

[1] 陳復.水處理技術及藥劑大全[M].中國石化出版社，2002.06.

[2] 趙衛國.污水處理工程項目建設與新技術應用[M].光明日報出版社，2002.08.

[3] 徐軍祥等.生物強化技術處理難降解有機污染物的研究進展[J].化工環保，2007.04.

[4] 喬映賓等.生產清潔燃料，保護和改善環境[J].石油煉制與化工，2000，31(4):36～39.