MEBR技術在煉化堿渣處理的中試研究

許芳滌，許傳坤，王國棟

（大連理工大學環境工程設計研究院有限公司，遼寧 大連 116000）

在石化行業中，為了減少化工原料及燃料油中的硫含量或者使產品的酸值、腐蝕性的指標達標，國內的油氣廠和化工廠在油品精制的過程中都會采用堿精制的工藝，如液態烴堿精制、乙烯裂解氣堿精制、汽油和柴油堿精制等[1]。廢堿渣是一種具有強腐蝕性的液體，呈現深褐色并伴有濃烈的臭味，是石油煉化企業的主要污染物之一，也是一直困擾煉化企業的一個難題。根據不同的來源，廢堿渣中一般會含有硫醇、酚類和環烷酸等物質[2]。

目前廢堿渣處理常用的方法有：“酸化中和法+生物處理”和“濕式空氣氧化法+生物處理”兩種工藝組合[3]，但是這些處理方法都存在著諸多不足之處。本文對煉化堿渣進行工程化前的中試實驗研究和探索。

本次中試采用的煉化堿渣為遼陽石化煉油廠液化氣堿洗廢渣，經過對水質的綜合分析，并考慮各類影響因素，決定采用本公司專有的廢堿液處理技術MEBR 工藝技術進行處理。

1 污水處理工藝及裝置運行狀況

1.1 進水水質

中試實驗所采用的煉化堿渣取自遼陽石化煉油廠液化氣堿洗廢液儲罐，其中原水的 COD 為 45 000～55 000 mg/L，硫醇的含量為200～1 000 mg/L，二氧化硫為200 mg/L，磺化酞菁鈷催化劑為200 mg/L，NaOH 的含量為2%～7%，Na2S、Na2S2O3和Na2CO3的含量為2%～5%。

1.2 中試實驗裝置

1 套處理能力為80 L/d 的中試實驗裝置安裝在遼陽石化煉油廠液化氣分廠廠內，該中試工藝流程示意圖如圖1所示。處理該廢水的主要工藝流程為：微電解+VTBR。微電解技術采用專利技術（專利號ZL97112804.9），通過微電解的電解、氧化-還原、電凝聚等作用將廢堿渣中的污染物進行部分降解，同時可以將廢堿渣中含有的長鏈、多環等難降解的大分子有機物進行斷鏈、開環等處理，進而轉化成容易生化降解的小分子有機物。VTBR 為專利技術（專利號：ZL00131325.8、ZL00131326.6、ZL00131 550.1），在結構上借鑒了深井曝氣的特點，技術性能上超過了深井曝氣，VTBR 裝有填料，可以使單位容積的生物量高達10 g/L，相應的容積脫除負荷厭氧和好氧可以分別達到10～15 kg/(m3·d)和5～10 kg/(m3·d)。

圖1 中試工藝流程圖

MEBR 處理工藝中試裝置各設備的參數如表1所示。

表1 MEBR 處理工藝中試裝置各設備的參數

1.3 出水標準

中試實驗出水將進入到遼化污水處理廠進行進一步的處理，中試實驗出水根據廠內實際要求COD小于1 000 mg/L 既符合標準。

2 結果與討論

2.1 電解反應器的運行

電解反應器是在電解槽中填充電介質混合填料，在外加直流電場的作用下，導電粒子被復極化而成為無數獨立微型的電解單元，使得污染物在通過填料時被吸附到粒子表面發生電化學反應而被去除。電解反應器的運行參數如表2所示。根據圖2可知道，通過電解作用，廢水的COD 去除率平均為21.61%，出水COD 濃度約為39 000 mg/L。通過微電解，可以使廢水中的大分子有機物降解為小分子有機物，提高廢水的可生化性。如表3所示，電解反應器的進出水的B/C 比由0.03 提高到0.36，可生化性得到了大規模的提升，達到了生化處理的要求。

表2 電解反應器運行參數

圖2 電解反應器COD 去除情況

表3 電解反應器進出水B/C 比變化情況

通過圖3可以看出，電解后進出水的總溶解固體（TDS）濃度并沒有發生，依舊為88 000 mg/L，且pH 為14。利用營養液對電解反應出水進行稀釋，將廢水TDS 調配至22 000 mg/L，并利用磷酸對廢水pH 進行調節，使其為9，滿足生化處理條件。

圖3 電解反應器進出水TDS 變化情況

2.2 厭氧VTBR 反應器的運行

高效厭氧VTBR 反應器，設置4 組厭氧VTBR反應柱，每組采用3 個PVC 柱串聯而成。厭氧VTBR反應器的尺寸為：Φ0.3 m×2.7 m（單塔有效容積190 L），共12 個，總有效容積2 280 L，總停留時間為7 天。通過圖4可知，電解反應出水通過配比和調配，進水COD 為9 752 mg/L，出水COD 為2 694 mg/L，最大容積負荷為0.79 kg/(m3·d)，反應器運行高效穩定。

圖4 厭氧VTBR 反應器進出水COD 濃度變化

2.3 好氧VTBR 反應器的運行

圖5 好氧VTBR 反應器進出水COD 變化情況

好氧VTBR 反應器，設置4 組好氧VTBR 反應柱，每組采用1 個DN300 mm，高2.7 m 的PVC 柱和2 個DN200mm，高2.7m 的PVC 柱串聯而成。好氧VTBR 反應器的尺寸為：Φ0.3 m×2.7 m（單塔有效容積190 L）；Φ0.2 m×2.7 m（單塔有效容積80 L），共2 個，總有效容積1 400 L，總停留時間為4 天。由圖5可知，好氧反應器進水COD 為2 694 mg/L，出水COD 為959 mg/L，最大容積負荷為1.48 kg/(m3·d)，低于1 000 mg/L 達到標準。

2.4 技術經濟評價

目前，處理廢堿渣主要采用的“濕式空氣氧化法+生物處理”的能耗較大，運行成本較高。本工藝采用的MEBR 技術，能耗相對較低，生化反應效率高。

3 結束語

采用MEBR 工藝，能夠穩定處理廢堿渣，出水COD 小于1 000 mg/L。廢水經過微電解反應器，能將廢堿渣的B/C 比從0.03 提高到0.36，可生化性明顯改善。采用MEBR 工藝，每噸廢水處理成本約為178.17 元。