内循环BAF技术在炼油污水处理领域中的应用1

内循环BAF技术在炼油污水处理领域的应用2009年11月科环环境工程有限公司-1-目录一、前言...................................................................................................................................1二、普通BAF技术原理及其在石化行业污水处理中存在的问题.................................2三、内循环BAF技术.............................................................................................................3四、内循环BAF的技术特点................................................................................................7五、内循环BAF的应用实例................................................................................................85.1内循环BAF技术在碱渣污水预处理中的应用..................................................85.1.1内循环BAF处理碱渣污水的原理及流程....................................................85.1.2工程实例介绍...................................................................................................9实例1中石化河南油田南阳精蜡厂混合碱渣生物预处理工程......................9实例2中石油长庆石化公司碱渣预处理工程.................................................11实例3中石化茂名分公司炼油分部20m3/hr碱渣污水预处理工程........165.1.3相似工程项目实例..........................................................................................175.2内循环BAF技术在高浓度污水预处理中的应用..............................................175.2.1炼油厂高浓度污水的处理是炼油厂污水处理的难点和核心..................175.2.1工程实例介绍.................................................................................................18实例1：泰州石化总厂高浓度污水预处理工程..............................................18实例2：中石化荆门分公司高浓度污水预处理工程......................................19实例3：利津石化公司高浓度含酚废水预处理工程......................................225.2.3相似工程项目实例..........................................................................................245.3内循环BAF技术在炼油废水深度处理中的应用..............................................255.3.1炼厂污水深度处理的优选工艺——内循环BAF工艺.............................255.3.2工程实例介绍.................................................................................................26实例1中石化茂名分公司炼油分部5m3/hr达标污水深度处理工业试验及240m3/hr污水回用工程.....................................................................................26实例2中石化茂名分公司炼油分部250m3/hr炼油污水深度处理工程.......28实例3中石化荆门石化总厂200m3/h污水回用BAF工程...........................30实例4中石化九江分公司150m3/hr炼油达标污水回用工程.......................32实例5中石化茂名分公司化工分部1000m3/hr达标污水深度处理工程.....34科环环境工程有限公司-2-实例6山东潍坊弘润石化水350m3/h污水处理内循环BAF工程...............375.3.3相似应用实例..................................................................................................38附件科环环境工程有限公司工程业绩表（石化废水处理领域）...............................39科环环境工程有限公司1一、前言曝气生物滤池（BiologicalAeratedFilter）是20世纪80年代末借鉴给水滤池工艺开发出来的污水处理新工艺。该技术的突出特点是采用粒状填料形成生物床，集成了机械过滤、生物氧化、生物吸附等三大功能，具有处理效率高、占地面积小、基建及运行费用低、管理方便和抗冲击负荷能力强等特点。曝气生物滤池是普通生物滤池的一种变形，也可以看成是生物接触氧化法的一种特殊形式。即在生物反应器内填装高比表面积的颗粒填料，以提供微生物膜生长的载体，并根据污水流向的不同分为下向流或上向流。污水由上向下或由下向上流过滤料层，在滤料层下部鼓风曝气，空气与污水逆向或同向接触，使污水中的有机物与填料表面微生物膜通过生化反应得到降解，填料同时起到物理过滤作用，作为一项新兴的污水处理技术，曝气生物滤池正处在不断的发展完善过程当中。科环环境工程有限公司多年来一直致力于BAF技术在工业污水治理领域的推广应用，并针对BAF技术固有的内在缺陷进行了不断的改进和完善，成功地推出了BAF改进型技术——内循环BAF技术（InternalCirculationBiologicalAeratedFilter），该技术通过改进填料性能、采用新型曝气模式和专属反冲洗技术，从提高微生物种类、数量和活性及强化污水处理系统传质速度为出发点，构建出各种生物种群广、生物酶活性高、适合于各种不同代谢期的微生物，特别是沉降性能和成膜性能差的微生物的生物氧化床，使得水体中的污染物得以高速或彻底地处理。科环环境工程有限公司2二、普通BAF技术原理及其在石化行业污水处理中存在的问题BAF技术在20年前由法国OVT公司率先使用，并在城市污水处理中得到了较好的推广应用。但BAF技术的不完善使得它在工业污水处理中的应用推广进展缓慢，究其原因有以下三点：（1）曝气的不均匀性导致生物填料层出现沟流，形成污水短流，降低了处理效率普通BAF技术采用较低的滤速，而低滤速会引起传质不均匀，从而造成局部堵塞，影响曝气生物滤池的功能，同时鉴于大面积滤池（15～30m2）无法避免曝气不均匀现象的出现，容易造成曝气集中区域沟流密布，气水短路，而其它部位供氧不足，形成缺氧而导致污泥膨胀，造成填料板结，从而失去处理作用，降低了BAF的整体效率。（2）填料密度大，不利于反冲洗再生生物床，使得BAF的效率逐步下降BAF生物滤料的颗粒分布范围为3～5mm，同时填料高度为2～3m，因此，有效的反冲洗对于BAF的长期稳定运行起着关键作用，必须脱出由于机械过滤和生物絮凝以及生物膜的新陈代谢产生的生物残片而滞留在生物床层中的各类活性或非活性物质。而较大的填料密度（堆积密度在0.8～0.95t/m3）在采用普通的水气联合反冲洗技术时效率低，当生物膜中吸附了一定量的石油类物质时，反冲洗效率还会变得更低，这使得BAF的效率逐步下降。（3）缺乏专属性生物滤层的反冲洗技术在以石油类污染和酚类污染为特征的炼油污水处理中，BAF的填料表面容易吸附石油类等污染物，降解酚类有机物的异养菌会分泌较多的多糖类物质，这两类物质的结合使得填料表面的生物相具有相当的机械强度，普通反冲洗中由水产生的剪切力已不足以破坏这样的生物膜，因此会造成大量的生物膜无法脱出，其死亡后粘附在填料表面，并逐步导致填料板结而使得整个BAF丧失功能。针对BAF在炼油污水处理中出现的上述问题，我们对其分别进行了改进和完善，并开发出一种新型的BAF技术——内循环曝气生物滤池技术。科环环境工程有限公司3三、内循环BAF技术内循环BAF技术是在改进传统BAF技术的过程中发展而来，它克服了原有BAF技术中的各瓶颈因素，即：1、实施新型曝气技术，克服了原BAF气水膜三相分布不均衡的问题，从而提高了BAF的填料利用率。2、采用新型反冲洗技术，降低了反冲洗能耗，提高了反冲洗效率，延长了反冲洗周期，防止了BAF在处理工业污水时易出现填料板结的情况，进一步提升了BAF的工作能力。内循环BAF技术通过采用新型隔离式曝气技术和轻质、高空腔率、高比表面积的特性生物填料，在生物滤池内部构成一个大流量内循环水流，生物滤料填料床在该内循环流中可利用污水自身的特性迅速培育出对该污水具备良好适应性的优势微生物相，形成专属性能好的生物氧化床，在长周期运行中辅之以高效气体滤床反冲洗专有技术维持生物相的活性，从而形成一个效率高、稳定性能好的生物滤池。其特点可归纳为：（1）高品质填料生物床采用轻质多孔生物滤料，具有较大的比表面积和总孔容积，抗机械磨损强度高，表面粗糙，化学稳定性强。图3-2是该填料表面的微孔照片。普通生物滤料（如陶粒等）孔隙率不到50%，比表面积为1.5~2.0×104cm2/g，堆积密度一般在9500~1100kg/m3，空隙率相对较小，而填料比重较大，不利于反冲洗。本技术采用独特的高空腔率（孔隙率≥58%）和高比表面积（3.5~7.8×104cm2/g）相匹配的填料，构成了一个有利于生物图3-2填料表面的微孔照片（×15）图3-1内循环曝气生物滤池科环环境工程有限公司4相形成的滤床，它的堆积密度仅为650~850kg/m3。与普通填料相比，空隙率提高了15%，比重下降了20％，大幅度提升了填料床的性能。普通BAF填料与新型内循环BAF填料的比较见表3-1。表3-1内循环BAF生物填料的优势普通BAF填料新型内循环BAF填料粒径范围/mm3～58～10筒压强度/MPa22堆密度/t/m30.9～1.10.65~0.85孔隙率/%45～5058～65比表面/cm2/g1.5~2.0×1045.5~7.8×104盐酸可溶性≤2%≤2%（2）新型曝气技术采用独有的隔离式曝气技术，给反应器充氧的同时，将污水沿曝气器管道提升，再经过反应器生物床，在填料区形成循环水流。该生物反应器实现了曝气与生化的分离，通过曝气产生的大循环水流，其循环量可达到20～30m3.m-2.hr-1以上，其生物膜边界层厚度仅为普通BAF的1/5，大幅度提高了生物膜相与水相间的传质速度，同时防止了直接对填料层曝气形成的沟流所导致的气水短路现象出现。不同曝气方式间的对比见图3-3。图3-3不同曝气方式的对比图隔离式曝气技术的