淺談生物技術在巴陵石化污水處理中的應用

【摘 要】隨著國家對環保的重視，環保科技得到長足發展，生物工程技術在環保領域也得到了廣泛的應用，特別是在工業污水處理領域，生物工程有十分明顯的優勢，例如節能降耗、安全穩定、綠色高效等，作者將結合巴陵石化污水處理現狀，就生物工程在污水處理中的應用進行分析與探討。

【關鍵詞】生物工程;環境保護;應用

前言

生物工程又稱生物技術，在狹義上，指將工程知識應用于生物學領域內，利用生物體的機能生產物質，以提供商品為人類服務的一項技術，包括基因工程、細胞工程、酶工程和發酵工程四個技術體系。生物工程應用到環境保護方面有兩類，一類是直接應用，比如廢棄物生物利用、雜交水稻等等;一類是間接應用，比如把化肥用生物固氮替換，或者把化學農藥用生物農藥替換等等，與直接應用相比，間接應用的領域與空間則廣泛的多。

一、巴陵石化污水治理現狀及生物工程的特點

2015年9月10日發布的《石油化學工業污染物排放標準》，要求從2017年7月1日起，石化企業開始執行新的行業標準。其中，外排廢水總氮控制在40毫克每標準立方米以下，總磷控制在1毫克每標準立方米以下。巴陵石化己內酰胺生產的生化裝置脫氮、除磷污水處理工藝不完善，預處理能力有限，外排廢水總氮、總磷達標排放面臨嚴峻考驗。

為按期實現污水穩定達標排放，巴陵石化通過源頭至末端的全流程治理，將原先己內酰胺生產部進入生化裝置的高氨氮蒸發冷凝液收集后，送至熱電部進行綜合利用，減少進入生化裝置廢水量;改變離子交換再生廢水的去向，將高硝態氮的再生廢水濃縮處理后，進入廢堿焚燒爐處理，減少進入生化裝置的總氮含量;建設投用全苯蒸餾項目，在提高產品品質的同時，減少了離子交換廢水總量，為3條己內酰胺生產線滿負荷運行提供了條件;對現有設施進行改造，對3套污水處理裝置實行聯動，減少鷹山生化裝置總氮處理負荷;實施循環水無磷配方，加強對源頭各股污水的總磷監測分析。同時，對含磷高的廢水及可生化性差的廢水進行分治，對部分難處理的廢水先進行預處理，再進入后續處理單元。

但通過以上措施，僅能在現有的正常波動范圍內對污水進行處置，處理能力有限，加上己內酰胺產業搬遷、云溪片化工產業集中，污水處理在規模和難度大幅度提升，現有的裝置和技術需要借助新的工藝技術與時俱進。不少研究學者認為，現代生物技術應由四個部分組成，分別是微生物工程、酶工程以及細胞與基因工程，每個工程都有各自的理論特點與使用范圍。現代生物技術特征有五點：第一，借助微生物的特點，實現資源循環利用;第二，操作環境為常溫常壓，操作方式簡單方便，而且能夠持續性操作;第三，可以根據需求要培育與創造新的微生物品種;第四，效率高，節能降耗;第五，安全環保，現代生物技術處理污染物的最終轉化產物為無毒無害、穩定的物質，如二氧化碳、水、氮氣和甲烷。正是因為這些特點，讓生物工程從20世界末出現以來就廣受關注，而其帶來的巨大經濟利益與潛力讓不少傳統企業也開始涉及這一領域。

二、生物工程在污水處理中的應用分析

1.生物技術在水處理中的應用

污水中含有許多的有毒物質，成分十分復雜，其中包括重金屬、有機磷、酚類、氰化物、有機酸、醛及蛋白質等等。利用微生物自身的新陳代謝等生命活動，能夠將水體中的部分有毒有害物質很好的去除，從而使得水體中的有害物質轉化為無毒物質，使水體得到凈化。根據《水污染控制工程》分類，污水處理方法可以分為四大類：活性污泥法，如SBR、AO、AAO、氧化溝等;生物膜法，如生物濾池、生物轉盤、生物接觸氧化池等;酶工程法，如厭氧菌、脫氮菌、甲烷菌的應用等;自然條件下的生物處理法，如穩定塘、生態系統塘、土地處理法等，其中活性污泥法、生物膜法的應用比較廣，酶工程屬于新興技術，其優劣如下

（1）活性污泥法

主要列舉巴陵石化云溪生化、鷹山生化、七里山生化車間以及兄弟單位應用較多的A/O、A2O和SBR工藝。A/O是Anoxic/Oxic的縮寫，它的優越性是除了使有機污染物得到降解之外，還具有一定的脫氮除磷功能，是將厭氧水解技術用為活性污泥的前處理，所以A/O法是改進的活性污泥法，已在公司水務部云溪生化車間應用。

A2O是Anaeroxic-Anoxic-Oxic的英文縮寫，A2O 生物脫氮除磷工藝是傳統活性污泥工藝、生物消化及反硝化工藝和生物除磷工藝的綜合，能同時具有去除有機物、脫氮除磷的功能，在同時脫氧除磷去除有機物的工藝中，該工藝流程最為簡單，總的水力停留時間也少于同類其他工藝，不會發生污泥膨脹。

SBR工藝的過程是按時序來運行的，一個操作過程分五個階段：進水、曝氣、沉淀、潷水、閑置。SBR工藝雖然占地面積小，具有良好的脫氮除磷效果，但連續進水時，對于單一SBR反應器需要較大的調節池，對于多個SBR反應器，其進水和排水的閥門自動切換頻繁，設備的閑置率較高，污水提升水頭損失較大。如果需要后處理，則需要較大容積的調節池。

結論：活性污泥法工藝簡單、技術成熟，但處理技術經過幾十年的使用，存在的問題也日趨顯著。例如：活性污泥易受毒害損害;厭氧環境難以控制;氮、磷去除率低;曝氣池生物濃度低，生化反應速度慢，池容積大;存在污泥膨脹問題和大量剩余污泥的處理等難題。

（2）生物膜法

膜生物反應器工藝（MBR工藝）是現代膜分離技術與生物技術有機結合的一種新型廢水生物處理技術，分為循環式和浸沒式兩種。它利用膜分離裝置將生化反應池中的活性污泥和大分子有機物質有效截留，替代二沉池，使生化反應池中的活性污泥濃度（生物量）大大提高;實現水力停留時間（HRT）和污泥停留時間（SRT）的分別控制，將難降解的大分子有機物質截留在反應池中不斷反應、降解。

結論：與傳統的生物處理工藝相比，具有生化效率高、抗負荷沖擊能力強、出水水質好且穩定、占地面積小、排泥周期長、自動化程度高等優點，是目前在高濃度有機廢水處理、中水回用處理等領域最有前途的廢水生物處理技術之一，但投資費用較高，在使用過程中存在膜污染等問題，一定程度上限制了其應用。

三、展望

生物工程技術以其成本低、產出高、無二次污染等諸多優點，在環境保護中已獲得了廣泛的應用，并取得了明顯的經濟效益、環境效益和社會效益。公司云溪生化車間處理的污水以環氧樹脂事業部的環化污水為主，其中CODCr=2500mg/L（最高可達2800 mg/L）、PH=11-12，污水中CaCl2=20000-30000 mg/L，含石灰的懸浮物也較高，尤其是城區己內酰胺產業鏈搬遷到云溪工業園后，污水的復雜程度更高、處理難度更大、環保影響更廣。為滿足污水達標排放要求，生物工程技術在污水治理中的應用必不可少，雖然目前生物工程技術不如化學技術快速、效率高，但是隨著現代生物技術的快速發展，以及經濟快速發展導致的資源短缺、環境狀況惡化情況的加劇，生物工程的環境保護功能顯得越來越重要，在環境保護領域也將得到更高的重視和推廣。

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作者簡介：

瞿智能（1984-），男，漢族，湖南，中級政工師，助理工程師，本科，研究方向：污水處理。

（作者單位：巴陵石化公司水務部）