MBR工藝處理石油煉化廢水試驗(yàn)探究

張梅 王艷（山東柏森化工技術(shù)檢測有限責(zé)任公司，山東 東營257400）

0 引言

現(xiàn)代石油越來越重視環(huán)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(huì)產(chǎn)生大量的廢水，這種廢水的石油烴類，無機(jī)鹽含量都非常高，可生化性差，處理工藝不好的話就會(huì)污染環(huán)境。石油石化對原油煉化后會(huì)產(chǎn)生污染物濃度高，降解生化弱、成分含量復(fù)雜，污水量起伏不定的工業(yè)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(shù)應(yīng)用在傳統(tǒng)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(yīng)池中的高分子有機(jī)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(tǒng)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(yè)廢水有大量的有機(jī)污染物，這些污染物會(huì)對MBR 工藝設(shè)備中的生物膜造成不可逆轉(zhuǎn)的破壞[2]，重金屬元素會(huì)造成生物膜孔隙的堵塞，并且苯基物，氯離子、無機(jī)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(shù)方案的合理性直接決定處理后水的去向，所以現(xiàn)代的石油煉化污水處理首先要經(jīng)過預(yù)處理，將大量的有機(jī)污染物去除后在進(jìn)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(shè)備進(jìn)行石油煉化原油廢水處理，含鹽污水處理設(shè)備的處理工藝為通過兩個(gè)氣浮機(jī)連續(xù)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(dǎo)致在氧化溝中處理后的水質(zhì)的始終不達(dá)標(biāo)。面對這種情況，本文對污水處理工藝進(jìn)行改進(jìn)并進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)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(dú)進(jìn)行處理，單獨(dú)的廢液運(yùn)用氣浮機(jī)連續(xù)處理以及投放混凝劑使其中的膠體與懸浮物迅速脫穩(wěn)，在通過MBR 工藝處理分離最終驗(yàn)證廢水是否能達(dá)到投放標(biāo)準(zhǔn)。

1 試驗(yàn)材料與方法

1.1 廢水水質(zhì)、水量

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

表1 兩項(xiàng)單獨(dú)處理的廢水水質(zhì)參數(shù)

1.2 試驗(yàn)工藝流程及裝置

兩項(xiàng)單獨(dú)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(shí)進(jìn)入到氣浮機(jī)中，氣浮機(jī)連續(xù)處理大量的渣子，然后進(jìn)一步投放混凝劑使其中的膠體與懸浮物迅速脫穩(wěn)，脫穩(wěn)后再進(jìn)行水解酸化，讓廢水中的高分子物質(zhì)經(jīng)過處理后完全碳化，最后在通過MBR工藝處理進(jìn)行分離排除，每一步工藝濾除的雜質(zhì)都將進(jìn)入到脫水處理裝置中形成污油泥以待進(jìn)一步處理。兩項(xiàng)單獨(dú)的廢水處理工藝流程見圖1。

整個(gè)工藝流程中的氣浮機(jī)設(shè)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(wěn)設(shè)備重點(diǎn)沉淀罐為體積3m3的復(fù)合材料罐，脫穩(wěn)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(fù)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(shí)間設(shè)定為11小時(shí)。MBR設(shè)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(shè)置兩片生物過濾膜，單片額定膜通量為每小時(shí)5.5L/m2，工藝處理時(shí)間設(shè)定為38小時(shí)。

圖1 兩項(xiàng)廢水單獨(dú)處理工藝流程

1.3 分析項(xiàng)目及方法

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

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

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析

2.1“氣浮+混凝”工藝除油效果

兩項(xiàng)單獨(dú)的廢水中石油烴類化合物的含量都不能達(dá)到后續(xù)生化的條件，所以對去除石油烴類物質(zhì)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(xiàng)單獨(dú)的廢水石油烴類化合物約為310mg/L，出水時(shí)約為50mg/L，去除有效率達(dá)到了85%。此次試驗(yàn)中采用的氣浮機(jī)連續(xù)處理以及混凝脫穩(wěn)的工藝去除效果更好，兩項(xiàng)單獨(dú)的廢水石油烴類化合物約為500mg/L，處理后經(jīng)測量為5mg/L，去除率達(dá)到了98.8%，滿足了后續(xù)的生化處理標(biāo)準(zhǔn)。此次試驗(yàn)的高去除率的原因是試驗(yàn)工藝只采取了一級氣浮機(jī)連續(xù)處理，這樣大大降低了油水混合的幾率時(shí)間。在凝聚脫穩(wěn)時(shí)，較大的污油泥殘?jiān)w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(yè)煉化污油泥的脫水系統(tǒng)的效果不高導(dǎo)致污油泥處理后廢水的懸浮物值非常高，此次試驗(yàn)的懸浮物值達(dá)到了35g/L，這也給后續(xù)的化學(xué)需氧量的去除帶來一定的負(fù)擔(dān)，大大增加了石油烴類含量。傳統(tǒng)工藝中去除化學(xué)含氧量的效率為80%左右，此次試驗(yàn)中采用的氣浮機(jī)連續(xù)處理以及混凝脫穩(wěn)的工藝因?yàn)槿コ怂械母≡坝皖悾瘜W(xué)含氧量的去除效果非常的好，去除效率達(dá)到了95.3%，大大降低了生化進(jìn)水，為后續(xù)處理減輕了負(fù)擔(dān)。

2.3“氣浮+混凝"工藝對重金屬的去除效果

石油工業(yè)煉化廢水在經(jīng)過除油后，出水里面仍然存在大量的重金屬元素，必須要經(jīng)過處理才能滿足出水的標(biāo)準(zhǔn)，否則大量的重金屬元素會(huì)造成生物膜孔隙的堵塞。此次試驗(yàn)中采用的氣浮機(jī)連續(xù)處理以及混凝脫穩(wěn)的工藝在混凝脫穩(wěn)時(shí)，采用羥基技術(shù)進(jìn)行絡(luò)合反應(yīng)，從而將多種重金屬還原吸附，從而保證出水質(zhì)量，經(jīng)測量對重金屬的去除率達(dá)到了98%。

2.4 MBR工藝出水效果

石油煉化廢水經(jīng)過“氣浮+混凝”工藝的預(yù)處理后，進(jìn)入了MBR工藝處理過程。預(yù)處理后的廢水經(jīng)過MBR設(shè)備中的推進(jìn)裝置與MBR 生物膜區(qū)的活性污油泥充分同化而后的混合液體在進(jìn)入到相應(yīng)的生化設(shè)備進(jìn)行降解，最后在經(jīng)過MBR生物膜的截阻，最后進(jìn)一步去除預(yù)處理出水中剩余的污染物質(zhì)。

3 結(jié)語

現(xiàn)代石油越來越重視環(huán)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(huì)產(chǎn)生大量的廢水，這種廢水的石油烴類，無機(jī)鹽含量都非常高，可生化性差，處理工藝不好的話就會(huì)污染環(huán)境[7]。本文試驗(yàn)中采用的氣浮機(jī)連續(xù)處理以及混凝脫穩(wěn)的工藝并結(jié)合MBR工藝，該工藝對石油烴類化合物、化學(xué)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(dá)到了排放標(biāo)準(zhǔn)。