試論“MBBR+臭氧生物活性炭”技術(shù)在石油化工廢水中的應(yīng)用

孔德英 白新安

（深圳市深水海納水務(wù)有限公司，廣東 深圳 518000）

石油化工工業(yè)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(chǎn)品和生活用品，其廢水主要特點(diǎn)：(1)水量波動(dòng)大、水質(zhì)波動(dòng)頻繁、污染物成分非常復(fù)雜，其中含有大量的油、硫化物、揮發(fā)酚等有毒有害物質(zhì)，CODcr、BOD5和TDS的值也較高；(2)新建裝置及現(xiàn)有裝置產(chǎn)生的污水主要特點(diǎn)為含油，COD較高，污水中含揮發(fā)性有機(jī)溶媒，如DMF等；石油萘裝置產(chǎn)生的污水含有萘；(3)廢水中含有烯烴類物質(zhì)，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(zhì)量濃度在100mg/L左右。乳化油和溶解油在動(dòng)力學(xué)上具有一定的穩(wěn)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(jīng)氣浮后的污水中油的質(zhì)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(dāng)原水中硫化物含量較高時(shí)，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(jī)物及氨氮

污水的二級(jí)生物處理是整個(gè)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(jié)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(tǒng)A／O 工藝處理有機(jī)物及氨氮，該工藝運(yùn)行簡便操作靈活、能耗低，構(gòu)筑物少，對氨氮的去除非常有效。

表1 進(jìn)水水質(zhì)

2 進(jìn)水水質(zhì)及回用水質(zhì)

2.1 進(jìn)水水質(zhì)

石油化工廢水進(jìn)水水質(zhì)指標(biāo)如下（見表 1）。

2.2 回用水水質(zhì)

廢水經(jīng)過處理回用循環(huán)水補(bǔ)充水，其水質(zhì)需達(dá)《煉化企業(yè)污水回用管理導(dǎo)則》中表2“工業(yè)初級(jí)再生水水質(zhì)控制指標(biāo)”要求的循環(huán)水回用補(bǔ)充水水質(zhì)指標(biāo)，具體指標(biāo)如下。

圖1 回用循環(huán)水補(bǔ)充水水質(zhì)指標(biāo)

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(jīng)過預(yù)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(jìn)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(huán)境下，厭氧和兼性微生物將污水中不易降解的大分子有機(jī)物降解成微生物易吸收的小分子有機(jī)物，而且可以降解有毒物質(zhì)。經(jīng)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(yīng)的徹底性，并且此池設(shè)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(dá)到一定數(shù)值時(shí)則自動(dòng)報(bào)警，來確定此池的安全性。

表2 回用循環(huán)水補(bǔ)充水水質(zhì)指標(biāo)

污水經(jīng)過水解酸化池后，與來自活性污泥好氧池的內(nèi)回流污泥一起進(jìn)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(jī)物發(fā)生反硝化反應(yīng)，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(shù)量的微生物 并使缺氧池得到好氧池中硝化產(chǎn)生的硝酸鹽。水解酸化池內(nèi)的污水和混合液的直接進(jìn)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(jìn)行。反硝化后的出水可在好氧池中進(jìn)行BOD的進(jìn)一步降解和硝化作用。

在此池設(shè)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(dá)到一定數(shù)值時(shí)則自動(dòng)報(bào)警，來確定此池的安全性。

缺氧池的出水直接進(jìn)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(shí)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(jī)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(tài)氮。在兩級(jí)好氧池的作用下，大量的有機(jī)物和氨氮被微生物氧化、降解，確保出水達(dá)標(biāo)。

3.2 深化處理段工藝流程方框圖（見圖2）

表3 處理單元設(shè)計(jì)處理效率一覽表

回用水處理系統(tǒng)主工藝采用臭氧生物活性炭（O3-BAC）。

生化處理段出水進(jìn)入臭氧接觸池，在臭氧的強(qiáng)氧化作用下，去除COD、BOD，然后進(jìn)入生物活性炭濾罐，在生物活性炭的吸附及生物作用下進(jìn)一步去除污水中的COD、BOD等污染物，達(dá)到回用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

4 處理單元設(shè)計(jì)處理效率

生化處理系統(tǒng)及回用水處理系統(tǒng)各處理單元如表3所示。

結(jié)語

“MBBR+臭氧生物活性炭”技術(shù)的特點(diǎn)：（1）MBBR 工藝是將生物膜法與活性污泥法有機(jī)結(jié)合，提升反應(yīng)池的處理能力和處理效果，并增強(qiáng)系統(tǒng)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(kuò)散作用進(jìn)入生物膜內(nèi)，被微生物降解。附著生長的微生物可以達(dá)到很高的生物量，因此反應(yīng)池內(nèi)生物濃度是普通活性污泥工藝的2～4倍，可達(dá)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(xué)氧化、生物氧化降解及臭氧滅菌消毒四種技術(shù)合為一體的工藝。利用臭氧預(yù)氧化作用初步分解水中有機(jī)物及其他還原性物質(zhì)，以降低生物活性炭的負(fù)荷，同時(shí)臭氧可以使水中難降解的有機(jī)物斷鏈、開環(huán)，使它們能被生物降解，同時(shí)使活性炭充分發(fā)揮吸附作用，從而達(dá)到水質(zhì)深度凈化目的。

圖2

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

[2]馮敏.現(xiàn)化水處理技術(shù)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2006.

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[4]肖錦.城市污水處理及回用技術(shù)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2002.

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