頁巖煉油高氨氮污水處理方法研究

李兆福，趙鑫

（撫順礦業集團有限責任公司，遼寧 撫順 113000）

頁巖在煉油過程中會產生一定量的高氨氮污水，氨氮不利于污水的再生回用，因此需深度處理。高氨氮污水處理技術主要有：選擇性離子交換法[1]、生物脫氮法[2]、吹脫法[3]、蒸氣氣提法[4]、折點加氯法[5]、化學沉淀法[6]、催化濕式氧化法[7]、膜法[8]、電滲析法[9]等。污水氨氮脫除的這些方法各有優缺點，選擇一種經濟、可靠的高氨氮污水處理技術是頁巖煉油行業污水循環再利用的可靠保證。

本文針對撫順頁巖煉油污水高氨氮的特點，結合現有的生化系統，采用氧化鈣作為堿源對傳統吹脫法、間歇式曝氣吹脫法、二級循環吹脫法、膜法以及生化法處理頁巖煉油廠高氨氮廢水的效果和經濟成本進行對比試驗。

1 試驗部分

1.1 原料與試驗設備

主要原料：工業級氧化鈣（含量80%以上），H2SO4（工業級98%），高效脫氮劑。

主要試驗設備：傳統篩板吹脫塔、吸收塔、間歇式曝氣吹脫系統、多級循環吹脫法、RANS膜處理系統、SDN生化系統，氧化鈣消解池。

1.2 污水中氨氮測定方法

污水中的氨氮測定方法執行行業標準《水質氨氮的測定 納氏試劑分光光度法》（HJ535-2009）。

1.3 試驗方法

1.3.1 頁巖煉油廠污水進、出水指標

頁巖煉油廠氣浮池出水作為高氨氮污水處理試驗的進水，處理后的水進入生化池去除生化指標，處理后的水回用，其進、出水水質指標見表1。

表1 高氨氮原水指標

1.3.2 處理方法

分別采用傳統篩板吹脫系統、間歇式曝氣吹脫系統、多級循環吹脫法、RANS膜處理系統對撫順頁巖煉油廠污水氣浮池出水進行高氨氮廢水處理，同時與現有SDN池處理系統的處理效果進行對比。

（1）污水分別進入高氨氮處理系統，調整堿度、溫度的同時對污水進行處理，分離出來的氨氣采用稀硫酸吸收最終形成硫酸銨產品和處理后的污水。

（2）SDN生化法是目前頁巖煉油廠主要處理氨氮的方法。污水先進入SDN池的A池進行反硝化反應，然后再進入O池進行硝化反應，反應后的污水采用大回流比回到A池與新水摻配繼續反硝化反應。

2 結果與討論

2.1 溫度對不同工藝的影響

在不同溫度條件下進行去除氨氮試驗工藝方法有傳統篩板吹脫塔系統、間歇式曝氣吹脫系統和多級循環吹脫系統，試驗結果如圖1。

圖1 不同溫度下各工藝除氨效果

由圖1可知，隨著反應溫度的提高，脫氨效率都在增加。以上3種處理方法相比，多級循環吹脫系統的脫氨效果最佳，當溫度50℃時脫氨效率達到67%。

2.2 pH對不同工藝的影響

生物法的pH不應有太大的波動，因此此次試驗針對除生化法外的4種方法進行對比，具體效果見圖2。

圖2 pH值對除氨效果的影響

由圖2可知，隨著pH值的增加，不同除氨方法的效率都有所提高。膜法除氨在pH值為11.5時脫氨效率最高。

2.3 不同工藝最佳處理效果

分別對5種處理方法在pH為9.5～10.5時的最佳除氨效果比較，結果如表2。

表2 5種不同工藝最佳處理效果

由表2可知，傳統篩板吹脫系統的處理效率最低為84%。間歇式曝氣系統與多級循環系統從提高氣液接觸面積和接觸時間上進行了提升改造，效率有所提高。最高效率99.8%是現有SDN生化法實現的，但現有裝置不能實現頁巖煉油廠改造后的處理量。RANS膜法由于膜柱快速的化學吸附使得污水的處理效率達到96%。

3 結論

（1）隨著反應溫度的提高，傳統篩板吹脫系統、間歇式曝氣吹脫系統和多級循環吹脫系統的脫氨效率都有所增加。3種處理方法相比，多級循環吹脫系統的脫氨效果最佳，50℃時達到67%。

（2）隨著pH值的增加，不同除氨方法的效率都在提高。膜法除氨在pH值為11.5時脫氨效率最高。

（3）傳統篩板吹脫系統的處理效率最低，僅為84%。間歇式曝氣系統與多級循環系統從提高氣液接觸面積和接觸時間上提升改造，效率有所提高。最高效率99.8%是現有SDN生化法實現的，但現有裝置不能實現頁巖煉油廠改造后的處理量。RANS膜法處理效率達到96%。吹脫系統與RANS膜處理系統可以用更為廉價的氧化鈣作為堿源從而實現了低成本高效率的除氨效果。

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