内循环回流比和碳源投加量对两段进_省略_艺去除重油加工污水氮污染物的影响_李长刚

石油科学通报2018年12月第3卷第4期：475-482内循环回流比和碳源投加量对两段进水A/O工艺去除重油加工污水氮污染物的影响李长刚1,3，阎光绪2,3，郭绍辉1,3*1中国石油大学(北京)理学院，北京1022492中国石油大学(北京)化学工程学院，北京1022493中国石油大学(北京)油气污染防治北京市重点实验室，北京102249*通信作者,cupgsh@163.com收稿日期:2018-09-03国家自然科学基金联合基金(U1462201)资助摘要为了提高传统重油加工污水处理厂氮污染物的去除效率，实现碳、氮污染物的协同脱除，本文结合现场生化装置运行参数和前期研究成果，构建了两段进水A/O工艺中试实验装置和运行参数。侧线实验在一个重油加工污水处理厂开展，以水解酸化单元出水为处理对象。控制工艺条件：分段进水比例为7:3、外循环回流比1、溶解氧浓度(缺氧区0.1~0.4mg/L，好氧区3.5~4.5mg/L)，重点考察第1段A/O内循环回流比R值、第2段A/O反硝化段外加碳源(葡萄糖)量对装置氮污染物去除效果的影响。研究结果表明，适当增加内循环回流比和碳源投加量，可以明显提高两段A/O工艺的总氮去除能力，并且不会降低有机污染物的去除效果。研究确定，最佳内循环回流比R值为0.5，碳源投加量为30mg/L。在此条件下，总氮去除率可达84.7%，出水总氮质量浓度可以控制在10mg/L以下，实现了重油加工污水深度脱氮。关键词重油加工污水；两段A/O工艺；内循环回流比；碳源；脱氮引用格式：李长刚,阎光绪,郭绍辉.内循环回流比和碳源投加量对两段进水A/O工艺去除重油加工污水氮污染物的影响.石油科学通报,2018,04:475-482LIChanggang,YANGuangxu,GUOShaohui.EffectofinternalrecycleratioandcarbonsourcedosageonnitrogenremovalperformanceoftheA/Oprocesswithtwo-step-feedingintreatingheavyoilprocessingwastewater.PetroleumScienceBulletin,2018,04:475-482.doi:10.3969/j.issn.2096-1693.2018.04.043©2016中国石油大学(北京)清华大学出版社有限公司http://sykxtb.cup.edu.cn随着全球能源消费地不断增长，世界原油重质化趋势加剧，发展重油加工是目前中国炼油工业乃至世界炼油工业的重要任务[1]。重油轻质化主要采用脱碳和加氢两种方式，经过多年的技术攻关和实践，我国已经形成了比较成熟的重油加工技术、工艺和设备，年重油及减压渣油加工量已经超过1亿吨[2]。重油含有大量的非烃类极性杂原子(S、N、O)化合物，在加工过程中这些杂原子化合物会转化到污水中，形成重油加工污水，其特点是难降解，有机污染物含量高，优质碳源较少[3-6]。经过多年的环保技术攻关，炼油企业已经基本解决污水COD、NH4+-N、S2-三个关键指标达标排放的问题。但是随着《水污染防治行动计划》的发布，总氮指标首次被列入污染物排放总量控制约束性指标体系，我国的炼油企业在环保方面将面临污水总氮达标的严峻考验[7]，已成为制约炼油工业可持续发展的“瓶颈”之一。目前，我国的炼油企业污水脱氮工艺主要以传统的A/O脱氮工艺为主，运行方式为好氧条件，主要控制COD和NH4+-N指标，将NH4+-N转化为NO3--N排放，总氮去除效率低。为提高总氮去除率，企业多采用加大硝化液回流比和投加碳源等方式。但是在生产实践中发现存在3个问题：1)硝化液回流比增加将引476石油科学通报2018年12月第3卷第4期起反硝化区溶解氧上升，导致溶解氧条件不能满足反硝化要求；2)减少了A/O工艺的污水停留时间，导致有机污染物、氨氮、硝态氮的降解时间缩短，降低了装置处理效能；3)运行成本增加。如何在现有工艺条件的基础上，科学合理地优化运行参数，实用、经济地获得深度脱总氮效果，是解决污水达标问题的关键。分段进水A/O工艺具有较高的脱氮效率、较长的水力停留时间，碳氮污染物协同降解效果好等特点[8-17]。在前期的工作中，对重油加工污水研究了污泥大循环回流比对两段进水A/O工艺地影响，取得了良好效果，但未实现TN≤15mg/L的目标[18]。分析原因发现，第1段A/O脱总氮效能没有完全发挥，第2段A/O反硝化缺乏优质碳源。为此，本研究针对这两点开展了中试侧线实验研究，通过增加第1段A/O内循环回流比R值，补充第2段A/O反硝化段所缺碳源，强化两段进水A/O工艺的脱氮能力，以期实现重油加工污水氮、碳污染物深度协同脱除。1材料与方法1.1材料和仪器实验污水