MBR工藝處理石油煉化廢水試驗探究

張梅 王艷（山東柏森化工技術檢測有限責任公司，山東 東營257400）

0 引言

現代石油越來越重視環保，對石油廢水處理的要求也越來越高，在石油煉化的過程中會產生大量的廢水，這種廢水的石油烴類，無機鹽含量都非常高，可生化性差，處理工藝不好的話就會污染環境。石油石化對原油煉化后會產生污染物濃度高，降解生化弱、成分含量復雜，污水量起伏不定的工業廢水。石油煉化廢水處理工藝中的MBR工藝是一種將膜過濾分離技術應用在傳統活性污水處理上的一種高效污水處理最新工藝[1]。MBR 工藝膜組件可以過濾掉反應池中的高分子有機物和具有活性的污油泥，不僅增加了活性污油泥的濃度，并去掉了傳統工藝中的第二次沉降池的流程，增加MBR 工藝提高了污水處理效率使用管理簡單易行。石油煉化后的工業廢水有大量的有機污染物，這些污染物會對MBR 工藝設備中的生物膜造成不可逆轉的破壞[2]，重金屬元素會造成生物膜孔隙的堵塞，并且苯基物，氯離子、無機鹽等對生物降解菌也有一定的破壞，石油煉化廢水中也有大量的氰化物。所以對于污水處理廠來說，污水處理工藝技術方案的合理性直接決定處理后水的去向，所以現代的石油煉化污水處理首先要經過預處理，將大量的有機污染物去除后在進行MBR工藝污水處理[3]。

煉化污水處理廠將原來用于含鹽污水處理的設備進行石油煉化原油廢水處理，含鹽污水處理設備的處理工藝為通過兩個氣浮機連續加活性污泥處理方式，雖然這種工藝可以處理水中懸浮物值以及含油量大的廢水，但是石油煉化廢水中的活性生化性能很低，廢水中含鹽量高，過濾后的水中懸浮物值也降不下來，所以最終導致在氧化溝中處理后的水質的始終不達標。面對這種情況，本文對污水處理工藝進行改進并進行試驗，試驗中將石油煉化廢水分離成原油廢水與污油泥廢水并將其分別單獨進行處理，單獨的廢液運用氣浮機連續處理以及投放混凝劑使其中的膠體與懸浮物迅速脫穩，在通過MBR 工藝處理分離最終驗證廢水是否能達到投放標準。

1 試驗材料與方法

1.1 廢水水質、水量

煉化污水處理廠將兩項單獨處理的石油煉化廢水儲存在儲水罐內，將污油泥處理后廢水集中到集水池內，每天總處理廢水量為5m3，廢水對應水質參數詳見表1。

表1 兩項單獨處理的廢水水質參數

1.2 試驗工藝流程及裝置

兩項單獨的廢水包括石油煉化廢水、污油泥處理后廢水以體積1：5的比例同時進入到氣浮機中，氣浮機連續處理大量的渣子，然后進一步投放混凝劑使其中的膠體與懸浮物迅速脫穩，脫穩后再進行水解酸化，讓廢水中的高分子物質經過處理后完全碳化，最后在通過MBR工藝處理進行分離排除，每一步工藝濾除的雜質都將進入到脫水處理裝置中形成污油泥以待進一步處理。兩項單獨的廢水處理工藝流程見圖1。

整個工藝流程中的氣浮機設備中的氣浮池尺寸為高1.8m,底面為直徑2m的圓柱形儲液罐，氣浮劑為高效聚合氧化鋁、聚丙烯酰胺等。混凝脫穩設備重點沉淀罐為體積3m3的復合材料罐，脫穩后的渣子從底部的排出口排除。水解酸化裝置的水解罐體采用復合填料方式，罐體積為2.5m3填料裝置體積為0.4m3,工藝處理時間設定為11小時。MBR設備的儲液裝置尺寸為長3.2m，寬1m，高2.5m，儲液裝置里面共設置兩片生物過濾膜，單片額定膜通量為每小時5.5L/m2，工藝處理時間設定為38小時。

圖1 兩項廢水單獨處理工藝流程

1.3 分析項目及方法

試驗測試的廢水參數、檢測方法以及主要應用的儀器。化學需氧量主要采用重鉻酸鉀法和堿性高錳酸鉀法進行測定的，測定過程中使用化學需氧量快速消釋儀。用分光光度計采用紅外分光光度法測量石油類烴類含量，用導電儀測量電導率等[4]。

重鉻酸鉀法和堿性高錳酸鉀法測定廢水中的化學需氧量兩種方法在測定廢水時有一定的可行性，準確度較高，但含氯的廢水，堿性高錳酸鉀法的測定結果與真值間偏差更小[5]。

2 實驗結果及分析

2.1“氣浮+混凝”工藝除油效果

兩項單獨的廢水中石油烴類化合物的含量都不能達到后續生化的條件，所以對去除石油烴類物質的工藝，石油煉化污水處理廠選擇油水兩相分離、氣浮除渣、除氣等工藝來降低廢水中石油烴類化合物的含量。一般兩項單獨的廢水石油烴類化合物約為310mg/L，出水時約為50mg/L，去除有效率達到了85%。此次試驗中采用的氣浮機連續處理以及混凝脫穩的工藝去除效果更好，兩項單獨的廢水石油烴類化合物約為500mg/L，處理后經測量為5mg/L，去除率達到了98.8%，滿足了后續的生化處理標準。此次試驗的高去除率的原因是試驗工藝只采取了一級氣浮機連續處理，這樣大大降低了油水混合的幾率時間。在凝聚脫穩時，較大的污油泥殘渣顆粒也將水中的油類吸附[6]。

2.2“氣浮+混凝"工藝COD去除效果

石油工業煉化污油泥的脫水系統的效果不高導致污油泥處理后廢水的懸浮物值非常高，此次試驗的懸浮物值達到了35g/L，這也給后續的化學需氧量的去除帶來一定的負擔，大大增加了石油烴類含量。傳統工藝中去除化學含氧量的效率為80%左右，此次試驗中采用的氣浮機連續處理以及混凝脫穩的工藝因為去除了所有的浮渣及油類，化學含氧量的去除效果非常的好，去除效率達到了95.3%，大大降低了生化進水，為后續處理減輕了負擔。

2.3“氣浮+混凝"工藝對重金屬的去除效果

石油工業煉化廢水在經過除油后，出水里面仍然存在大量的重金屬元素，必須要經過處理才能滿足出水的標準，否則大量的重金屬元素會造成生物膜孔隙的堵塞。此次試驗中采用的氣浮機連續處理以及混凝脫穩的工藝在混凝脫穩時，采用羥基技術進行絡合反應，從而將多種重金屬還原吸附，從而保證出水質量，經測量對重金屬的去除率達到了98%。

2.4 MBR工藝出水效果

石油煉化廢水經過“氣浮+混凝”工藝的預處理后，進入了MBR工藝處理過程。預處理后的廢水經過MBR設備中的推進裝置與MBR 生物膜區的活性污油泥充分同化而后的混合液體在進入到相應的生化設備進行降解，最后在經過MBR生物膜的截阻，最后進一步去除預處理出水中剩余的污染物質。

3 結語

現代石油越來越重視環保，對石油廢水處理的要求也越來越高，在石油煉化的過程中會產生大量的廢水，這種廢水的石油烴類，無機鹽含量都非常高，可生化性差，處理工藝不好的話就會污染環境[7]。本文試驗中采用的氣浮機連續處理以及混凝脫穩的工藝并結合MBR工藝，該工藝對石油烴類化合物、化學含氧量以及重金屬去除效果好，去除率都接近100%，并且出水均達到了排放標準。