生物陶粒技术处理石油炼制废水研究进展

摘 要  采用生物陶粒工艺处理石油炼制废水，不仅能够达到国家和地方排放标准要求。而且通过工艺的改进和研究，用该工艺处理后的污水完全可以达到工业循环用水标准要求，创造了良好的经济效益和环境效益。

关键词 焦化废水 微滤 超滤 纳滤 反渗透 膜生物反应器 液膜技术

1前言

随着工业化进程的加快，水资源短缺的问题越来越严重，水已经成为制约经济发展的重要因素之一。而现有水体大都被严重污染，可用水源所剩不多，在这种情况下，要想国家能够实现可持续发展的战略，变废水为资源是摆在我们面前的一个亟待解决的课题。本文介绍的是用生物陶粒工艺处理石油炼制废水并实现回用的实验研究，通过几年的运行实践表明，该技术不仅具有操作弹性大，运行平稳，操作简单，微生物抗冲击能力强等优点，而且出水水质完全能够达到工业循环用水标准，实现了废水回用。

2 基本原理

陶粒是一种多孔介质，其表面积很大，以陶粒作为微生物的载体，填充在陶粒池中，用人工培养的方法使陶粒表面长满微生物，形成生物膜，当污水流过陶粒池时，陶粒表面的微生物群体-生物膜吸附水中的有机污染物，并将其作为食物摄入体内进行分解，从而使污水得以净化。

3 处理工艺

生物陶粒污水处理工艺由隔油、气浮和融会贯通处理三部分组成，生产废水经隔油池，去除水中粒径大于60μm以上的油粒，废油经油槽收入集油池，抽入油罐脱水后，送入原油罐回炼，隔油池出水加药后，送入一级气浮池，一浮出水加药后再送入二级气浮池。经过两级气浮选后基本可去除粒径小于60μm的油粒及大部分悬浮物。二浮出水进入混合池，与经过沉沙和沉淀的家属区生活污水混合，调节污水中的CODcr：N：P=150～200：5：之间后，送入一级陶粒进行生化处理，生化过程总停留时间要保持2.46小时左右，出水经二级滤池过滤后，进回用水池，再通过泵送入循环水场经杀菌后作为冷却水回用。在生化装置运行过程中，两级别陶粒池不间断地通入压缩空气，以保证水中氧含量达到细菌生长与繁殖的需求。

在雨季，水量大，污染物浓度相对较小时，两级陶粒池和两级滤池可并联使用，总停留时间保持1.23小时，处理量可增大一倍，出水经过滤后进回用水池送到循环水场。

4 工艺改进情况

在实际运行过程中，发现有部分工艺和设备存在不足和缺陷，结合实际情况，对原工艺做了如下改造：

（1）陶粒池进水，滤池出水系统改造

原设计流程为经两级气浮处理后的生产废水与生活污水混合后提到一级陶粒进行生化处理，出水经一级滤池过滤后，经中间池进入二级陶粒池进行生化处理，出水经二级滤池过滤后进回用水池。运行中发现，在雨季污水中污染物浓度相对较低时，一级滤池出水已达到排放标准和回用标准，不需要再进行二次生化处理，为避免重复操作造成浪费，同时也为了增大雨季处理量，将一、二级陶粒池进水管线加阀相连，一、二级滤池出水管线加阀相连，这样可以根据水质情况将两级陶粒池及滤池进行串、并联工作。

（2）反冲系统改造

反冲时，反冲水进入陶粒池后，反冲出水经出水管蝶阀后进入反冲排水池，长期使用，蝶阀易损且增加操作难度，而且在陶粒池正常工作时，陶粒出水易经反冲排水管错流进反冲排水池增加了不必要的重复处理。

改造后，在反冲出水管与陶粒池相连处增加堰板，其高度约为150mm，这样当陶粒池正常工作时，出水水位因达不到堰板高度而流至滤池反冲时，水位超过堰板后自动流入反冲排水池，不再需要及蝶阀控制水的流向，降低了操作难度。

（3）回用系统改造

原设计中，未考虑水的回用问题，将外排泵出口管线引到消防水罐，再将消防水罐排污管线与凉水塔补水线相连通，罐内水可通过自压补充到循环水系统。

5运行情况

该套污水处理工艺，自完成了细菌的培养和训化后，通过对工艺的不断改进和完善，几年来，装置运行平稳，波动小，操作弹性大，微生物抗击能力强，出水水质十分稳定，各项污染指标均已达到排放标准要求。

为了使处理后的废水能够达到循环用水标准，做到废水回用，实现废水零排放的环保目标，多次进行静态腐蚀实验、静态阻垢实验、动态模拟实验，并对水质指标进行跟踪化验，该项研究终于取得了成功，实现了废水回用的设想，现在废水基本实现了零排放，而且出水水质完全达到工业循环用水标准要求。

6效益情况

（1）经济效益

废水回用后，不但取得了良好的环境效益，同时大降低了生产成本，取得了可观的经济效益：

①该工艺每年可回收污油500吨，每吨按900元计，价值45万元；

②每年废水回用节约新鲜水30万吨，按新鲜水价格1.95元/吨计，价值58.5万元；

③废水回用节省排污费38万元/年；

④污水处理运行费3元/吨，运行费用90万元/年。

因此每年废水回用可获益51.5万元。

（2）环境效益

废水回用后，每年虽可获得一定的经济效益，但相对投资而言是微不足道的，可废水回用本身所带来潜在的社会效益和环境效益是不可估算的，是不能用数量的多少能衡量的。仅废水回用，每年少向环境排放污水30万吨，这将对我市水环境的改善起到积极的促进作用，它的意义与影响是深远的。

7 结论

生物陶粒污水处理技术不仅能使石油炼制废水实现达标排放，可使CODcr＜70mg/L；油含量≤2mg/L；SS＜30mg/L，而且出水可达到循环冷却用水标准要求，并且该工艺具有高效、低耗、抗冲击，克服了活性污泥法的各种缺点，操作简便，同时既有不可估算的环境效益，又有可观的经济效益，是一项值得研究和推广的新技术。

参考文献

[1] 任泉，韦朝海等. 焦化废水水质组成以及环境学和生物学特性分析，环境科学学报，2007，7

[2] 赵建夫 ， 我国焦化废水处理进展，化工环保，1991（3）

[3] 王吕斌.焦化废水污染控制探讨.湖南冶金，1993，5（3）

[4] 李绍峰，白金峰，戴伟等. 管状多孔炭膜处理焦化废水研究.燃料与化工，2003，5（3）

[5] 冯江华，李慧敏. 陶瓷膜在焦化剩余氨水中除油的应用.2006，12

[6] 王方东，秦华，李晓春，毕研刚. 焦化废水脱酚的工艺研究. 中国环境管理干部学院学报.2006，3

[7] 裴亮，程中山，张雪婷. 一体式膜生物反应器处理焦化废水. 水资源与水工程学报.2006.12