石化污水系統改造項目試驗研究

張花 彭蕓 喻敏霞

摘要：為了滿足《石油煉制工業污染物排放標準 GB31570-2015》的要求，實現污水達標外排，減少污水對環境造成的污染，某石化企業需對污水處理系統進行改造，在現有流程后增設深度處理單元，實現總氮的達標排放，并起到COD達標的把關作用。本試驗采用了高效生物膜脫氮、臭氧催化氧化組合工藝處理某石化污水處理場的出水，著重從工程項目概述、試驗方案以及試驗結果等方面進行概述。為后期污水處理系統提標改造工程提供相關指導建議。

關鍵詞：含油污水；污水提標改造；高效生物膜脫氮；臭氧催化氧化

中圖分類號：X703 文獻標識碼：B 文章編號：2095-672X（2016）05-0059-03

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2016.05.014

Experimental study on reformation project of petrochemical wastewater system

Zhang Hua 1，PengYun 1，Yu Minxia 2

（1.Zhuzhou Institute of environmental protection，Hunan 412007；

2.Changsha Environmental Protection College，Hunan 410004）

Abstract：In order to meet the requirements of （the petroleum refining industry standards for the discharge of pollutants GB31570-2015）， make sewage efflux meet the standard and reduce the environmental pollution caused by the sewage， need of the sewage treatment system of certain petrochemical enterprises is needed to be improved. Meanwhile， depth processing unit is needed to be added after the existing process so as to achieve the discharging standard of total nitrogen and the COD. This experiment adopts efficient biofilm removal nitrogen process and ozone-oxidation combined process to treat effluent of a petrochemical wastewater treatment， this paper will focus on the project overview， test scheme and the results of experiments， and provide guidance and advice to the improvement project of the sewage treatment system.

Keywords： Oily sewage；Sewage extraction；High efficiency biological membrane；Ozone catalytic oxidation

1 項目概述

目前含油系列污水處理系統采用粉末活性炭/濕式氧化再生處理工藝，運行狀態良好，水質滿足現有排放標準，運行較為穩定。但設計時未考慮總氮排放限值，工藝流程無脫總氮功能。WAR系統開工、硝酸清洗等直接增加污水中硝態氮，由于無反硝化工藝，導致污水中總氮超標。目前含油系列總排口總氮平均41.7mg/L，最大102mg/L。不能滿足《石油煉制工業污染物排放標準》（GB31570-2015）的要求（總氮特別排放限值30mg/L）。

為了貫徹“可持續發展”戰略和“清潔生產”政策，實現含油污水達標外排，減少污水對環境造成的污染，擬對含油污水處理系統進行提標改造，在現有流程后增設深度處理單元，實現總氮的達標排放，并起到COD達標的把關作用。

2 項目試驗方案

本試驗采用高效生物膜脫氮、臭氧催化氧化組合工藝處理武漢石化含油污水處理系統澄清池出水。石化含油污水處理系統澄清池出水由提升泵提升到高效生物膜脫氮系統，進行生物脫氮反應。高效生物膜脫氮系統共3個反應器串聯，前兩級為兼氧反應器、第三級為好氧反應器。第一、二級反應器中在反硝化菌的作用下，將污水中的硝態氮轉化為氮氣。在第三級反應器中發生好氧生化反應，兼氧反應器未消耗的碳源在工程菌的作用下被氧化、分解，轉化為CO2和H2O。三個反應器沖洗氣由底部的穿孔管進入。曝氣、沖洗所需壓縮空氣由污水處理場壓縮風供給。加藥罐中按要求配制的碳源（乙酸鈉）由加藥計量泵送入兼氧反應器。

3 項目運行試驗結果分析

3.1 總氮低負荷階段連續運行處理效果

總氮低負荷階段，高效生物膜脫氮系統獨立運行。系統進水流量控制在540L/h，反應溫度為20～30℃，按C/N=3投加碳源（乙酸鈉），兼氧反應器內DO為0.5mg/L，氧化還原電位（ORP）為-110mv到-160mv。總氮低負荷階段連續運行進、出口總氮、COD、pH變化趨勢見圖1。

低負荷階段進水總氮多在10～40mg/L之間，均值為29.24mg/L。經高效生物膜脫氮系統處理后，出水總氮降至20mg/L以下，達到設計出水要求。出水總氮均值為6.42mg/L，總氮平均去除率78%。

兼氧反應器出水總氮均值9.76mg/L，大部分氮化合物在前兩級兼氧反應器中得到去除。好氧反應器出水總氮較兼氧反應器出水總氮略低，均值6.42mg/L，表明第三級好氧反應器可進一步去除氮化合物。這是因為在第三級反應器中發生了好氧反硝化反應。

進水COD均值68.4mg/L，三級好氧反應器出水COD均值61.25mg/L。第三級好氧反應器中，通過微生物的代謝作用，降解了兼氧反應器未消耗的碳源及進水帶入的部分有機污染物，但出水COD不能達到設計要求。僅靠生物法不能實現含油污水處理系統的COD達標排放，必須增加高級氧化處理單元。

圖1反應了連續運行過程各級反應器的pH變化情況。進水pH均值8.26，兼氧出水pH上升至9.10，這是由于反硝化過程產堿所致。第三級好氧反應器內，微生物降解有機物的過程中會消耗堿度，故第三級出水pH均值又降至8.59。從圖1可以看出，高效生物膜脫氮系統出水pH能夠滿足6～9的排放標準。

3.2 去除單位COD臭氧耗量考察

臭氧催化氧化池獨立運行、高效生物膜脫氮+臭氧催化氧化組合運行兩個階段，臭氧催化氧化池進、出水COD均值及臭氧投加量，由此計算出去除單位COD的臭氧耗量。

可以看出，臭氧催化氧化池獨立運行，臭氧催化氧化池進水為澄清池出水時，去除每千克COD消耗臭氧1.37～1.65kg。高效生物膜脫氮+臭氧催化氧化組合運行，臭氧催化氧化池進水為高效生物膜脫氮系統出水時，去除每千克COD消耗臭氧2.5kg。這是因為高效生物膜脫氮系統的好氧反應器內，通過工程菌的代謝作用將部分有機物分解、氧化。高效生物膜脫氮系統出水的COD中，難降解有機污染物比例增加，故臭氧催化氧化池需要耗費更多的臭氧。

4 結論

（1）采用高效生物膜脫氮、臭氧催化氧化組合工藝，可將澄清池出水總氮從60～100mg/L降至20mg/L以下，COD從50～80mg/L降至40mg/L以下，達到設計出水要求。總氮、COD進水均值分別為63.07mg/L、62.47mg/L，出水均值分別為出水總氮均值為6.25mg/L、32.88mg/L，平均去除率分別為90%、47.4%，出水水質優于國家標準。

（2）采用高效生物膜脫氮、臭氧催化氧化技術進行石化含油污水的深度處理，出水水質能夠達到設計要求，能夠滿足《石油煉制工業污染物排放標準》（GB31570-2015）。

（3）臭氧催化氧化工藝處理澄清池出水時，去除每kgCOD消耗臭氧1.37～1.65kg；處理高效生物膜脫氮系統出水時，去除每千克COD消耗臭氧2.5kg。

參考文獻

[1]崔有為，王淑瑩，朱巖，李桂星，甘湘慶，彭永臻.海水代用及其含鹽污水的生物處理[J].工業水處理，2005，10：6-10.

[2]王素芳.高含鹽采油污水處理與回用技術研究[D].天津大學，2011.

[3]薛建良.基于石化企業低溫熱回收優化的含鹽濃水濃縮關鍵技術研究[D].中國石油大學（華東），2013.