活性炭在煉油污水處理中的應(yīng)用

蔣霜霜（中國石油化工股份有限公司洛陽分公司，河南 洛陽 471012）

活性炭在煉油污水處理中的應(yīng)用

蔣霜霜（中國石油化工股份有限公司洛陽分公司，河南 洛陽 471012）

文中結(jié)合某石化廠煉油污水處理流程及活性炭的特性和工作機(jī)理，介紹了活性炭在煉油污水處理中的應(yīng)用，并針對應(yīng)用中的問題提出了對策分析。

煉油污水；活性炭；吸附；應(yīng)用

煉油污水的處理方法很多，主要有重力沉降法、過濾法、浮選法、絮凝法、生化法、膜分離法、吸附法等[1]。這里介紹的是活性炭在煉油污水處理中的應(yīng)用，活性炭不僅吸附能力強(qiáng)，還具有強(qiáng)化生物處理及助凝的作用，被廣泛應(yīng)用于煉油污水處理中。

1 煉油污水處理流程

某石化廠煉油污水裝置設(shè)計(jì)處理能力700t/h，正常情況下裝置來水量在320t/h左右，污水處理率100%。上游來水經(jīng)格柵、均質(zhì)罐、斜板隔油（CPI）回收可浮油，再經(jīng)渦凹?xì)飧。–AF）、斜板加壓氣浮（ADAF）去除乳化油，后經(jīng)一、二級生化、膜過濾設(shè)施、污水提標(biāo)以及活性炭吸附后，除去污水中的污染物質(zhì)，達(dá)到回用或排放標(biāo)準(zhǔn)。

2 活性炭的特性及工作機(jī)理

活性炭是一種具有高度發(fā)達(dá)孔隙結(jié)構(gòu)，物理化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的優(yōu)良吸附劑。它是利用富含碳的有機(jī)材料，如木炭、優(yōu)質(zhì)煤、果殼等，在高溫和一定壓力下經(jīng)催化活化而制成的。在制造過程中，其揮發(fā)性有機(jī)物被去除，晶格間生成空隙，形成復(fù)雜的孔隙結(jié)構(gòu)和巨大的表面積。活性炭的極大吸附能力即在于它巨大的吸附面積。活性炭的工作機(jī)理，主要是利用它吸附能力強(qiáng)的特性。活性炭一般分為粉末狀和顆粒狀兩種。粉末狀活性炭吸附能力強(qiáng)，制備容易，價(jià)格較低，但再生非常困難；顆粒狀活性炭相對于粉末狀活性炭，它的價(jià)格較貴，但可再生后重復(fù)使用，并且使用時(shí)的勞動(dòng)條件較好，操作管理方便。

3 活性炭在煉油污水處理中的應(yīng)用

3.1 粉末活性炭強(qiáng)化活性污泥工藝

粉末活性炭強(qiáng)化活性污泥工藝是一種粉末活性炭（PAC）與生物處理聯(lián)合使用的廢水處理方[2]。煉油污水裝置采用該工藝，在二級生化來水不好或污泥性能差時(shí)，將粉末活性炭投加到二級生化曝氣池中，平均半月投加1次。2017年8月7日，總進(jìn)來水中COD為2162mg/L，大大超過設(shè)計(jì)指標(biāo)1200mg/L，故對二級生化曝氣池進(jìn)行一次粉末活性炭投加。8月7日二級生化出水COD為79.4mg/L，COD去除率為49%，投加粉末活性炭之后，8月8日出水COD降至44.9mg/L，COD去除率增加為69%，出水水質(zhì)得到明顯改善。在投加粉末活性炭之后，曝氣池內(nèi)溶解氧由1.89mg/L增加為2.13 mg/L，且混合液污泥濃度由1377 mg/L增加為3958 mg/L，污泥指數(shù)由232 mL/g減小為111 mL/g，表明污泥量增加，且污泥沉降性能得到明顯改善。實(shí)踐證明：粉末活性炭強(qiáng)化活性污泥工藝促使系統(tǒng)處理效果的改善，不僅來源于活性炭對于難降解有機(jī)物及有毒物質(zhì)的吸附作用，還在于粉末活性炭在系統(tǒng)中提高生物量、提高微生物代謝活性及提高污泥沉降性能的作用。

3.2 粉末活性炭強(qiáng)化絮凝沉降工藝

煉油污水提標(biāo)裝置采用高效沉淀池+曝氣生物濾池組合工藝。高效沉淀池由混凝、絮凝和沉淀澄清三個(gè)單元組合而成，主要去除污水中的有機(jī)物、膠體、懸浮物。其中絮凝池投加粉末活性炭可以強(qiáng)化絮凝沉降，水體中膠狀物質(zhì)含量減少，投加活性炭后水體相當(dāng)部分有機(jī)物得到去除，表面粘度下降。由于活性炭比重大，并具有良好吸附性能，吸附在絮狀物上，增加絮狀物的比重，使水中相當(dāng)部分有機(jī)物得到去除，具有良好的助凝性能。所以絮凝池中投加粉末活性炭除有良好的去除有機(jī)污染能力，同時(shí)還具有良好的助凝作用，使出水水質(zhì)得到大幅度提高。

3.3 顆粒活性炭在煉油污水深度處理中的應(yīng)用

為了實(shí)現(xiàn)煉油污水處理后回用，煉油污水在經(jīng)污水提標(biāo)裝置后進(jìn)入活性炭塔，利用活性炭吸附對煉油污水進(jìn)行深度處理，可以進(jìn)一步去除污水中微量的COD、BOD、SS、高濃度營養(yǎng)物質(zhì)（氮、磷等）及鹽類。2017年8月煉油污水經(jīng)活性炭塔處理后COD及氨氮平均去除率分別為36.1%及33.7%。實(shí)踐證明：經(jīng)過活性炭塔吸附處理后，污水中COD及氨氮得到進(jìn)一步去除，出水水質(zhì)達(dá)到排放及回用要求。

4 活性炭在煉油污水處理應(yīng)用中的問題及對策分析

在粉末活性炭應(yīng)用于強(qiáng)化活性污泥工藝及強(qiáng)化絮凝沉降工藝中，均有剩余污泥排出，此剩余污泥中的粉末活性炭仍存在著較大的再生潛力。目前，排出的剩余污泥經(jīng)二相離心機(jī)脫水減容，進(jìn)入污泥干化裝置后進(jìn)入電站焚燒處理，剩余污泥中的粉末活性炭無法得到有效利用，造成極大浪費(fèi)。若將此部分粉末活性炭進(jìn)行再生并回用于系統(tǒng)中，可大大減少運(yùn)行成本。

在顆粒活性炭應(yīng)用于煉油污水深度處理中，活性炭存在著吸附易飽和、再生成本高的問題。在日常操作中，可以通過控制活性炭塔進(jìn)水水質(zhì)、水量，及控制活性炭塔反洗頻率、方法等來減少活性炭用量，延長活性炭使用壽命。有研究表明，在活性炭上固定微生物，形成生物活性炭，可以提高活性炭吸附容量，延長活性炭的使用壽命，且增強(qiáng)對水中有機(jī)物的降解能力[3]。生物活性炭技術(shù)不但能大大延長活性炭的使用壽命，同時(shí)還可去除活性炭和微生物單獨(dú)作用時(shí)不能去除的一些污染物，進(jìn)而減少活性炭使用成本。

[1]張莉紅,王慧欣,王海霞.煉油污水處理技術(shù)進(jìn)展[J].安全、健康和環(huán)境.2008(01):30-32.

[2]李朦.粉末活性炭強(qiáng)化活性污泥法處理綜合化工廢水的研究[碩士]:天津大學(xué);2014.

[3]李冰璟.吸附和生物降解在活性炭塔中去除進(jìn)水中MT?BE的研究[博士]:華東理工大學(xué);2010.