試論“MBBR+臭氧生物活性炭”技術在石油化工廢水中的應用

孔德英 白新安

（深圳市深水海納水務有限公司，廣東 深圳 518000）

石油化工工業是以石油和天然氣為原料，通過各種不同工藝途徑制成所需的油品，化工產品和生活用品，其廢水主要特點：(1)水量波動大、水質波動頻繁、污染物成分非常復雜，其中含有大量的油、硫化物、揮發酚等有毒有害物質，CODcr、BOD5和TDS的值也較高；(2)新建裝置及現有裝置產生的污水主要特點為含油，COD較高，污水中含揮發性有機溶媒，如DMF等；石油萘裝置產生的污水含有萘；(3)廢水中含有烯烴類物質，容易聚合，可能形成難處理的低聚物，對于生化處理工藝，這些低聚物降解性很差；(4)氨氮和硫化物含量較高。

1 石油化工廢水中主要污染物及一般處理方法

1.1 石油類

除油是污水處理的必要工藝之一。污油分為可浮油、乳化油和溶解油，可浮油可以采用重力分離的方法去除，既采用簡單的隔油池去除，出水中油的質量濃度在100mg/L左右。乳化油和溶解油在動力學上具有一定的穩定性，較難處理，需要采用物化法去除，氣浮法是去除乳化油最有效的處理工藝，經氣浮后的污水中油的質量濃度小于30 mg/L，可以滿足生物的要求，對微生物不再有毒害作用。

1.2 硫化物

硫化物的去除方法包括生物法和物化法。當原水中硫化物含量較高時，常采用物化法處理水中的硫化物。物化法除硫包括：沉淀法、氧化法、曝氣法等。石化廢水通常采用曝氣法去除。

1.3 有機物及氨氮

污水的二級生物處理是整個污水處理的核心，生物處理有許多方式，大多為活性污泥法和生物膜法兩大方法或兩種方法的結合，石化廢水污染物濃度高，活性污泥法更為適用，也更為成熟。石化廢水通常采用傳統A／O 工藝處理有機物及氨氮，該工藝運行簡便操作靈活、能耗低，構筑物少，對氨氮的去除非常有效。

表1 進水水質

2 進水水質及回用水質

2.1 進水水質

石油化工廢水進水水質指標如下（見表 1）。

2.2 回用水水質

廢水經過處理回用循環水補充水，其水質需達《煉化企業污水回用管理導則》中表2“工業初級再生水水質控制指標”要求的循環水回用補充水水質指標，具體指標如下。

圖1 回用循環水補充水水質指標

3 工藝流程

3.1 生化處理段工藝流程方框圖（見圖1）

工藝流程說明：廢水經過預處理后，重力流入到水解酸化池里，并且與混凝沉淀池的回流污泥一起進入水解酸化池，為水解酸化池提供了足夠的微生物。在水解酸化池的厭氧的環境下，厭氧和兼性微生物將污水中不易降解的大分子有機物降解成微生物易吸收的小分子有機物，而且可以降解有毒物質。經過水解酸化池后，廢水的可生化性具有一定的提高，通過控制ORP（氧化還原電位）在-350mV來控制氧化反應的徹底性，并且此池設置了甲烷在線檢測儀表及硫化氫在線檢測儀表，此任何儀表濃度達到一定數值時則自動報警，來確定此池的安全性。

表2 回用循環水補充水水質指標

污水經過水解酸化池后，與來自活性污泥好氧池的內回流污泥一起進入到缺氧池。在缺氧的條件下，回流污泥中的NO3--N與水解酸化池的有機物發生反硝化反應，NO3--N被還原成N2而被去除。活性污泥好氧池的污泥回流，保證了缺氧池和好氧池中有足夠數量的微生物 并使缺氧池得到好氧池中硝化產生的硝酸鹽。水解酸化池內的污水和混合液的直接進入，又為缺氧池反硝化提供了足夠的碳源，使反硝化能夠在缺氧池中進行。反硝化后的出水可在好氧池中進行BOD的進一步降解和硝化作用。

在此池設置了甲烷在線檢測儀表及硫化氫在線檢測儀表，此任何儀表濃度達到一定數值時則自動報警，來確定此池的安全性。

缺氧池的出水直接進入生物膜處理工藝和活性污泥處理工藝，在好氧的條件下，利用高濃度的生物菌群降解COD，同時生物膜處理工藝中的載體上具有豐富的生物菌群，增加了對難降解有機物的降解性能，在加上載體上的生物膜污泥齡長，非常適宜于硝化菌的生長，硝化菌濃度高，硝化效果好，能把大量的氨氮硝化成硝態氮。在兩級好氧池的作用下，大量的有機物和氨氮被微生物氧化、降解，確保出水達標。

3.2 深化處理段工藝流程方框圖（見圖2）

表3 處理單元設計處理效率一覽表

回用水處理系統主工藝采用臭氧生物活性炭（O3-BAC）。

生化處理段出水進入臭氧接觸池，在臭氧的強氧化作用下，去除COD、BOD，然后進入生物活性炭濾罐，在生物活性炭的吸附及生物作用下進一步去除污水中的COD、BOD等污染物，達到回用水水質標準。

4 處理單元設計處理效率

生化處理系統及回用水處理系統各處理單元如表3所示。

結語

“MBBR+臭氧生物活性炭”技術的特點：（1）MBBR 工藝是將生物膜法與活性污泥法有機結合，提升反應池的處理能力和處理效果，并增強系統抗沖擊能力。微生物附著生長于填料表面，形成一定厚度的微生物膜層。污染物通過吸附和擴散作用進入生物膜內，被微生物降解。附著生長的微生物可以達到很高的生物量，因此反應池內生物濃度是普通活性污泥工藝的2～4倍，可達8～12g/L，降解效率也因此成倍提高。（2）臭氧生物活性炭（O3-BAC）將活性炭物理吸附、臭氧化學氧化、生物氧化降解及臭氧滅菌消毒四種技術合為一體的工藝。利用臭氧預氧化作用初步分解水中有機物及其他還原性物質，以降低生物活性炭的負荷，同時臭氧可以使水中難降解的有機物斷鏈、開環，使它們能被生物降解，同時使活性炭充分發揮吸附作用，從而達到水質深度凈化目的。

圖2

[1]王良均，吳孟周.石油化工廢水處理設計手冊[M].北京:中國石化出版社，1996.

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