高效生物强化技术在炼油碱渣废水处理中的应用
更新时间：2021-03-16 11:00
来源：石化技术
作者: 范金勇
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摘要：本文通过某炼油厂采用预处理和高效生物强化技术来对碱渣废水进行处理，并结合污水处理厂进行更深入处理，以此达到废水排放的标准。
废水中含有多种有害物质，并且毒性高、浓度高、可生化性差、难以降解，对生态平衡造成严重的破坏，所以对污水采用高效生物强化技术进行有机处理是十分有必要的，加强对碱渣废水的处理，保障污水处理厂进行达标排放，实现我国污水处理方面的健康发展。
1 高效生物强化技术原理
高效生物强化技术工艺有快速生物反应器、快速生物过滤器及快速VOC负荷缓冲器。
快速生物反应器为曝气生物氧化池，是利用其中生长的微生物对传统活性污泥法难以处理的高浓度毒性废水进行有效生化降解。因为特殊的微生物生存在含有高浓度毒性的有机化合物的环境中分解与筛选，并在微生物酶的降解作用下进行废水与废水生物毒性的有效降解，从而提升可生化性，为后续的废水处理提供有利条件，氧化池是钢筋混凝土结构，池内水的温度保持在15~40℃高，其容积负荷要比传统活性污泥法高8~10倍及以上。
快速生物过滤器是利于附着在特殊微生物的过滤器对有害物质进行分解，并利用生物过滤系统来进行辅助处理。废气会从底部进入，随后上升对喷淋的快速生物洗涤区域进行一级处理，并将已融入水中未处理的废气上升至间歇喷淋的生物过滤器区域，对区域的生物填料和生物膜进行后续处理，将废气处理到达标状态，可直接利用排气筒将气体排放到大气中，前提是根据工厂的实际情况进行排气筒的综合设计。
快速VOC负荷缓冲器是从排放的高浓度VOC的源头中将达到一定浓度的VOC应用到快速生物过滤器的缓冲装置中，随后进入到快速生物反应器的填料层，利用快速VOC负荷缓冲器底部的泵进行提升，从而与喷淋到填料层的平衡VOC附着的溶液溶解接触后，从上部引入到快速生物过滤器中进行过滤处理。
2 废水处理工艺
2.1 工艺选择与原理
我国大部分化工厂对碱渣废水的处理有两种，分别是焚烧法与湿式氧化法，但具有一定的不足，比如投入量大、操作复杂、环境恶劣等不利因素。某化工厂采用一种新型的LTBR高效生物强化技术，从而对以上的不利因素进行有效处理，在合理节省处理成本的同时，对其污染物质进行有效降解。
LTBR高效生物强化技术是先对污染物质从整体进行分析，并进行模拟试验的情况下，研究最合理的降解污染物质的特效微生物菌群，并根据微生物的性质，有针对性的对营养液进行研制，保证微生物菌群能在废水生物处理中充分发挥自身的优势，进行废水污染物的有效降解，从而提升了废水处理系统的处理效率。
图1 高含盐废水高效生物处理工艺
2.2 处理工艺流程
对含有高盐碱的废水进行存储设施均质，采用硫酸进行pH的调节，用泵提升至LTBR高效生物强化反应器中进行生物反应。该技术对温度、DO、TDS、pH等都具有严格的要求，废水要在高效生物菌种中进行生化反应。反应器的泥水混合液溢流到沉淀池中进行泥水分离，上清液也完成后续污水处理系统接受水平，再进入低含盐处理系统处理，并将污泥回流排出系统。LTBR反应器利用高耐盐的耐盐菌种，需严格控制盐含量，过高会影响到菌种生长与处理效率。在低盐处理中要适当补充一定量的低盐稀释水，严格控制生化池中的含盐量。LTBR反应器需采用专门的BMM营养液，确保菌种的高效性。在产生泡沫较多时，可以加入消泡剂进行泡沫解决，以免影响到充氧效果和污泥流失，该项处理技术，需要根据季节的变换进行温度的管控处理，比如冬季还可以采用换热器来进行池内温度进行调节控制。
LTBS生物强化反应器的作用是强化处理，主要运用在生物处理单元中。如果系统出现污泥膨胀、效率变低，这时采用生物反应器就能保持高效、稳定运行，并且提升系统的抗冲击性。在运行中能引进系统未知高浓废水，利用LTBS生物强化反应器在现场进行实验，确定LTBR对未知废水处理的实操性与运行参数，保证未知高浓废水不会对LTBR系统造成影响。[1]
3 高效生物强化技术的应用
3.1 某炼油厂的废水水质及废水排放量
高效生物强化技术处理是某炼油厂排放的柴油碱渣废水与汽油碱渣废水。柴油碱渣废水的排放量为13.7~15.4m3/d；汽油碱渣废水细致进行区分，还能分为催化汽油碱渣废水与气体分离碱渣废水，它们的排放量为15.4m3/d。根据相对分析，柴油碱渣废水排放量逐渐减少，所以试验中对柴油碱渣废水与汽油碱渣废水进行区分处理存储，设计的处理方式为17m3/d。
3.2 某炼油厂处理工艺
将两种碱渣进行区分储存后，并加入酸混合进行区别的预处理设施进行处理。柴油碱渣废水加酸可以进行预处理后脱除环烷酸，汽油碱渣废水加酸进行预处理后脱除酚，环烷酸与酚进行脱除后可以进入相应的储罐中进行存储。随后将废水处理进入快速生物反应器中进行处理，在预处理出水进入快速生物反应器前加入低浓度废水对预处理后的高浓度废水进行稀释，从而满足处理的要求。高浓度与低浓度废水的比例处于1:9。在快速生物反应器中加入酸碱来调节反应器中的微生物生长的pH，还需加入保证特殊菌种得以存在的营养液与氧气，在进行快速生物反应器中进行处理，将会对废水的有机物进行生物降解，降解产生的污泥会进入沉淀池进行沉淀，上清液会先进入集水池，随后进入普通污水处理厂进行处理，将污水处理到达标标准，就能进行正常排放。处理中需要向快速生物反应器中间断添加营养液，投量结果都将由快速生物反应器的分析结果来确定。
3.3 各主要处理单元的设计参数
3.3.1 预处理系统
柴油碱渣及汽油碱渣预处理装置材质军为普通碳钢，内村防腐胶板，有效的容积为3.5m3，预处理的pH调节控制在在3~5之间[2]。
3.3.2 快速生物反应器系统
快速生物反应器为钢筋混凝土结构，池内的温度要控制在15~35℃， pH处在6~9之间，MLSS的质量浓度控制在4500mg/L，COD容积负荷在1.43kgCOD/(m3·d)，气水体积比为288:1，DO的质量浓度要控制在2~3mg/L，污泥回流比300%。
3.3.3 沉淀池
沉淀池的材质为普通碳钢，内涂环氧煤沥青防腐层，停留时间为6.23h。
3.3.4 快速生物过滤器系统
快速生物过滤器材质为304不锈钢，池水中的温度在20~30°，pH控制在6~8，污泥的质量浓度在4800mg/L。
3.3.5 快速VOC负荷缓冲器系统
快速VOC负荷缓冲器材质为304不锈钢，处理的气体量为4Nm3/h，pH控制在10~12。
3.4 处理效果
以某炼油厂碱渣废水处理工艺进行分析，从中分析高效生物强化技术在处理炼厂碱渣废水时运行状态良好，可将传统微生物生化法难以处理的高浓度、高毒性、难降解的碱渣，以比较经济的处理成本，转化为低浓度、低毒性、易于生化的一般废水，在污水处理后的主要污染物浓度明显降低，COD可以低于1000mg/L，快速生物过滤器系统对废水中硫化氢的去除率高达95%左右。[3]
4 结束语
对两种水质进行试验分析，并将快速生物反应器、快速生物过滤器、快速VOC负荷缓冲器三种工艺对水质的处理效果。通过高效生化强化技术来对废水进行处理，能有效去除废水中的大部分有机物，将高浓度、高毒性、难降解的碱渣转发为低浓度、低毒性、可降解易于生化的一般废水，从而达到很好的预处理效果。
参考文献
[1] 吴涛 , 颉慧娣 , 高敏 . 高效生物强化技术在炼油碱渣废水处理中的应用 [J]. 化工设计通讯 , 2018(5).
[2] 杨海燕 , 朱万学 , 巴爱叶 . 石油化工企业碱渣废水治理技术探析 [J]. 全面腐蚀控制 , 2017, 31(12).
[3] 郝玉翠 , 王晓龙 . 生物强化技术处理碱渣废水工程实例 [J]. 石油化工安全环保技术 , 2017(4).
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