O微电解工艺处理稠油炼制污水实验研究

炼油与化工REFININGANDCHEMICALINDUSTRY第22卷摘要：由调节、隔油、混凝气浮处理后的稠油炼制污水，经生物膜法A/O+微电解实验装置处理后，出水指标在达到排放标准的同时，达到了回用水处理装置的进水要求。实验表明，该生物膜反应器能减少污泥产量，降低污泥回流量，提高氧传质效率，具有更高的容积负荷和污泥负荷。该处理工艺能切实能提高炼油污水的利用率。关键词：炼油污水；生物膜反应器；微电解工艺；A/O小试装置中图分类号：X703文献标识码：B文章编号：1671-4962（2011）05-0030-03生物膜法A/O+微电解工艺处理稠油炼制污水实验研究陈爱华1，方新湘1，于娟1，金若菲2，郭淑莲1（1.克拉玛依石化分公司炼油化工研究院，新疆克拉玛依834000；2.大连理工大学环境与生命学院，辽宁大连116024）某炼油厂使用活性污泥法A/O工艺处理稠油炼油污水出水指标达到国家污水综合排放二级标准，其中COD为120mg/L。该工艺对氮的去除率很低，出水中含油、氮较高，所以容易引起收纳水体的富营养化。由于生产工艺的调整，进入污水处理装置的有机污染物浓度提高，高浓度的硫化物及氨氮使现有活性污泥法A/O工艺对有机污染物的处理效果、脱氮能力变差，耐冲击负荷能力变弱［1~3］。回用水源对氨氮指标要求较高（氨氮3mg/L），氮能力将最终影响污水回用率的提高。随着对污水处理工艺研究的逐步深入，人们对传统的活性污泥工艺流程不断进行改造，以提高对氮、磷的去除率［4］。1实验部分1.1实验方法利用炼油厂污水处理装置的二沉池回流污泥作为菌源，进行污泥驯化26d，采用实验室的生物膜式A/O+微电解处理工艺［5，6］，处理经隔油和气浮预处理后的稠油加工废水，在曝气量均为60L/h、停留时间厌氧（A）4.5h和好氧（O）17.8h的条件下（模拟现场工艺条件），分别考察水力负荷、溶解氧浓度和污泥回流量等因素对处理效果的影响。实验装置见图1。装置的厌氧反应器为有机玻璃，尺寸Ф100×850，总体积6.7L，对于悬浮填料式的厌氧反应器内装软性填料，填料高度600mm。1.2原水水质原水水质情况见表1。原水池污泥回流气泵达标微电解0段循环泵进水泵流量计A段竖流沉淀池图1生物膜式的A/O工艺实验装置表1原水水质1.2分析方法CODcr：快速密闭催化消解比色法；氨氮：纳氏试剂分光光度法；油：重量法和红外分光光度法；硫化物：碘量法和对氨基二甲基苯胺光度法（亚甲蓝法）；污泥浓度（MLSS）：重量法；污泥沉降比（SV30）：指曝气池混合液在1L量筒静止沉降30min后污泥所占的体积mL，单位mL/L；污泥容积指数（SVI）：其值等于SV30与污泥浓度之比；溶解氧浓度：溶解氧探头测定。2结果与讨论2.1负荷冲击对处理效果的影响进水水量分别为1.0L/h和2.0L/h的条件，考察实验系统耐负荷冲击能力。分析项目CODcr/（mg·L-1）氨氮/（mg·L-1）硫化物/（mg·L-1）含油量/（mg·L-1）pH变化范围842.7~1200.642.7~55.329.2~33.545.9~52.17~930DOI:10.16049/j.cnki.lyyhg.2011.05.0262011年第5期保持进水流量为1.0L/h，则厌氧段的停留时间为4.5h，好氧段停留时间为17.8h，曝气量为60L/h，沉淀池的停留时间为4h，连续运行约1个月，最终出水平均CODcr小于120mg/L，见表2。表2低流量生物膜反应器的处理效果从表2可知，石化废水经生化反应器处理后，只有CODcr和油没有达到GB8978-1996中的一级排放标准。为进一步提高生物膜反应器的容积负荷对炼化稠油废水的处理能力。所设计的进水流量为2.0L/h，曝气量为60L/h，则厌氧段的停留时间为2.25h，好氧段停留时间为8.9h，沉淀池的停留时间为2h。生物膜A/O反应器连续运行15d考察对CODcr、氨氮、硫化物和油的去除情况见表3。表3高流量生物膜反应器的处理效果从表3可以看出，提高进水流量到2.0L/h，生物膜反应器仍然具有良好的去除CODcr的能力，说明生物膜A/O反应器具有较高的容积负荷。同时，在进水流量的较低的情况下，反应器对COD的去除效果类似，说明在废水中含有一定量的难生化的物质，这些物质不会随着反应器停留时间的延长而被去除，因此为了实现废水深度处理的要求，在生化处理工艺之后进一步采用微电解方法将这部分难降解物质去除。2.2溶解氧的测定在实验室进行处理量为1.0L/h生物膜式A/O工艺与现工艺活性污泥A/O工艺处理稠油炼油污水的对照实验。2个反应器曝气量相同，检测出水溶氧值，见图2。图2出水溶氧情况由图2可以看出，填料促进了氧的溶解。工程中可以不需要过大曝气量。由于反应器内填料的添加可以切碎气泡，增加比表面积，促进了氧的溶解。而活性污泥反应器内高的污泥浓度使液体粘度增加，传质速率降低，影响了空气中氧的传质，使水中溶解氧较低。生物膜反应器与活性污泥反应器相比传质效率高，更有利于降低能耗。2.3污泥回流量比较实验装置的沉淀池内污泥情况见图3。项目污泥负荷/((kgCOD·(kgMLSS·d)-1)出水CODcr/(mg·L-1)出水氨氮/(mg·L-1)出水硫化物/(mg·L-1)出水含油量/(mg·L-1)A生物膜0.34313.220.717.2027.51O生物膜0.03120.91.70.02512.36项目出水CODcr/（mg·L-1）出水氨氮/（mg·L-1）出水硫化物/（mg·L-1）出水含油量/（mg·L-1）容积负荷/（kgCOD/m3·d）污泥负荷/（（kgCOD·（kgMLSS·d）-1）总容积负荷（kgCOD/m3·d）A-生物膜355.431.10.65923.35.810.631.69O-活性116.20.970.05412.10.660.081由图3可以看出，活性污泥反应器的沉淀池（a）内有大量的剩余污泥，而生物膜反应器沉淀池（a）活性污泥沉淀池（b）生物膜沉淀池图3实验室沉淀池内污泥情况陈爱华，等.生物膜法A/O+微电解工艺处理稠油炼制污水实验研究31炼油与化工REFININGANDCHEMICALINDUSTRY第22卷（b）内的污泥量很少，因此，为了维持反应器内的足够污泥浓度，活性污泥法就必须进行大量的污泥回流。由于生物膜反应器内的污泥大部分被载体所固定，同时填料上生长的生物膜中，栖息着高次营养水平的生物，食物链较活性污泥的长，所以剩余污泥量比活性污泥法要少20%以上。生物膜法一般勿需污泥回流，运行中就不用象活性污泥法那样频繁地调整回流污泥量，污泥回流量减少，污泥排放量减少，减少了动力消耗。2.4沉淀池出水情况比较实验装置的沉淀池出水情况见图4。活性污泥沉淀池出水（左）；生物膜沉淀池出水（右）图4实验装置的沉淀池出水情况由图4可以看出，活性污泥反应器的沉淀池出水中含有一定量的污泥，悬浮物浓度高，出水色度高。而生物膜反应器沉淀池的出水不含污泥，悬浮物浓度低，色度低。2.5活性污泥工艺与A/O生物膜+微电解工艺处理效果对比微电解工艺可以实现对生物出水的深度处理，工艺运行稳定，完全可以实现连续、自动化的操作过程。除需要对设备定时的反冲洗外，工人劳动强度很低，工作环境良好。连续电解对停留时间，填料配比，电压进行优化后，确定在停留时间为1h，填料配比为2，电压为24V的情况下，对生物膜好氧出水的混合样进行微电解实验。测定电解出水的CODcr及油的变化。其中进行微电解的水平均COD为117.2mg/L，油含量为10.6mg/L。将处理量为1L/h生物膜式A/O工艺与现工艺活性污泥A/O工艺处理稠油炼油污水的进行对照，实验结果见图5，6。图52个反应器对氨氮的去除情况图62个反应器对COD的去除情况由图5，6可知，微电解实验对CODcr及油都具有很好的去除效果。微电解最终出水平均CODcr为50.2mg/L、油为3.492mg/L，满足出水指标要求。对于氨氮的去除，在同样的污泥负荷条件下，生物膜A/O反应器的去除效果要远远好于活性污泥A/O反应器，其最终出水的氨氮低于1mg/L。因为，生物膜本身构成了好氧—厌氧的微环境，可以实现硝化、反硝化的过程，提高了对氨氮的去除效果。在曝气池内投加生物膜载体，构成活性污泥和生物膜复合工艺，使部分微生物在载体上附着生长而被截留在曝气池中，此时曝气池内的生物量由附着相和悬浮相微生物组成，附着相微生物为新增加的生物量，这种方法可大幅度提高曝气池内生物量（biomass），降低污泥负荷，使系统具备硝化能力，但不会对总氮和总磷去除所需的有机碳源造成负面影响，能够充分利用原污水中的有机碳源。同时由于附着相微生物不参与污泥分离和回流过程，现有的二沉池和污泥回流系统可以不做任何改动，技术改造的费用较小。这种改造322011年第5期摘要：为了实现节能降耗、优化加工流程的目标，大庆石化公司炼油厂对加氢裂化装置原料进行了调整，掺炼焦化柴油和部分催化轻、重柴油。加氢裂化装置原料变更后，经过操作条件的调整，生产运行平稳，产品分布合理，优化了炼油厂二次加工原料配置，达到节能降耗的目的。关键词：加氢裂化装置；焦化催化柴油；节能降耗；优化流程中图分类号：TE626.24文献标识码：B文章编号：1671-4962（2011）05-0033-03加氢裂化装置掺炼焦化催化柴油的技术应用李崧延，李志国（大庆石化公司炼油厂，黑龙江大庆163711）大庆石化公司炼油厂焦化柴油和一重催轻（重）柴油进入加氢一车间的一、四套加氢精制降凝和加氢降凝进行加工，主要产品为石脑油、柴油。由于加氢一、四套加氢精制降凝和加氢降凝始建于20世纪60年代，装置技术水平落后，能耗物耗均较高。为优化炼油厂加工流程，决定将焦化柴油和部分一重轻柴进入加氢二车间加氢裂化装置进行加工，保证加氢裂化装置满负荷运行；置换出的优质蜡油配置给一、二重催，保证一、二重催满负荷运行，降低一、二重催掺渣比，改善一、二重催原料质量；剩余少部分一重轻柴进入成品非加氢精制后直调；停掉加氢一、四套加氢精制降凝和加氢降凝装置。加氢裂化原料蜡油更换为常三线油、常四线油、减一线油、焦化柴油、一重催轻柴油和二重催重柴油的混合油，实现了蜡油和柴油的混合加工；达到节能降耗，优化流程的目的。1可行性分析CRITERION公司利用DN-3300作为预处理和后处理催化剂，Z723作为加氢裂化催化剂，对加氢裂化装置掺炼焦化、催化柴油技术进行可行性分析。其原料性质、主要操作条件、物料平衡和产品质量适于装置实际情况和生产要求，该项技术可以进行工业应用[1]。在满足柴油出厂指标的前提下，加氢裂化装置可以降低压力、温度操作，节约了加工成本；加方式一般不涉及现有污水管线的改动，对现有工艺的运行影响较小，其缺点是增加了载体的投资。3结论（1）生物膜反应器具有更高的容积负荷和污泥负荷。（2）生物膜反应器污泥产量少，污泥回流量少，节省能源。（3）生物膜反应器氧利用率高。（4）微电解工艺可以实现对生物出水的深度处理。经生物膜式A/O+微电解处理工艺最终出水平均指标CODcr50.2mg/L、含油量3.492mg/L、硫化物0.025mg/L、NH3-N1.7mg/L，达到石油化工单位一级排放标准。（5）经生物膜式A/O+微电解处理工艺最终出水平均指标均达到回用水处理装置的进水要求，切实提高稠油炼制污水的利用率，达到节能减排的目的。参考文献：［1］王为岩.提高A/O工艺处理含油污水生物脱氮效率浅析［J］.内蒙古煤炭经济，2009，（6）：39-42.［2］W.韦斯利·艾肯费尔德.工业水污染控制［M］.北京：化学工业出版社，2004：21-26.［3］乌兰，马劲，张建，等.加填料A/O工艺处理城市污水的试验研究［J］.天津建设科技，2008，（2）：40-42.［4］沈耀良，赵丹.强化SBR工艺脱氮除磷效果的若干对策［J］.中国给水排水，2000，16（7）：23-25.［5］李敬美，金若菲，周集体，等.活性污泥与生物膜复合工艺处理石化废水的研究［J］