二段BAF工艺处理炼油废水研究_钟华文

二段BAF工艺处理炼油废水研究钟华文1,廖艳1,张钧正2,何东升2(1.广东茂名学院环境工程系,茂名525000;2.广东茂名石油化工公司,茂名525000)摘要:为了提高炼油废水生化处理的去除率和去除速率,开发二段曝气生物滤池工艺。研究结果表明,当水力停留时间仅为4.5h时,经该工艺处理出水的石油类、酚、NH3—N指标基本达到地面水ⅴ类标准,COD达到国家规定排放标准,可以消除炼油废水对环境的污染,具有很好的环境和社会效益。经过长时间的连续运行,确定出该工艺所需控制的有关参数及运行条件。关键词:炼油废水;二段曝气生物滤池工艺;硝化反应中图分类号:X785文献标识码:A文章编号:1003-6504(2004)02-0084-03炼油废水主要含有石油类、酚类、COD、NH3—N等污染物,目前,国内几乎所有炼油厂均采用“老三套”工艺对其进行处理,其中的生化阶段是整个处理流程最关键的部分,一般采用A-O工艺、O-O工艺及氧化沟、SBR工艺等,这些传统的生化工艺各有自己的特点,基本可以保证出水达到国家规定的排放标准,但也显示出处理构筑物庞大、水力停留时间很长、去除速率较低、处理深度不够及有些工艺NH3—N处理超标等缺点。本研究和开发出二段曝气生物滤池(Biolog-icalAeratedFilter,BAF)工艺作为生化部分来处理炼油废水。1实验概况1.1工艺参数炼油废水中石油类和酚类物质是NH3—N降解的抑制物[1];为保证NH3—N处理达标,二段BAF工艺的主要任务是:一级BAF把大部分的石油类、酚和COD去除,确保二级BAF硝化反应的顺利进行,二级BAF则把一级BAF未去除完全的污染物包括全部的NH3—N处理到达标排放。由此设计的二段BAF工艺参数如表1。表1二段BAF工艺参数参数一级BAF二级BAFHRT/h2.52.0气水体积比4.0～8.04.0～6.0DO/mg·L-12.0～4.03.0～4.5水温/℃25～3725～37进水pH值6.5～8.07.0～8.01.2曝气生物滤池滤料二段BAF工艺选用江西萍乡生产的轻质生物陶粒作为滤池的滤料。这种球型陶粒表面粗糙、微孔发作者简介:钟华文(1967-),男,硕士,讲师,主要从事水污染控制的教学及科研工作。已完成各类科研项目10余项,发表论文6篇。达、比表面积大,具有吸附能力强、微生物容量大的优点[2]。根据一、二级BAF的功能和菌类不同,确定用于一级BAF的陶粒,它的一些物理参数是:粒径为3～5mm,真密度为1.55g/cm3,孔隙率为42.4%;用于二级BAF的陶粒的一些物理参数是:粒径为2～4mm,真密度为1.58g/cm3,孔隙率为40.1%。1.3微生物的培养和驯化一级BAF中微生物(主要为化能异养菌)直接用炼油厂生化污泥可以很容易地培养出;在二级BAF中微生物以培养硝化菌(化能自养菌)为主。菜园土中含有较多的硝化菌;用一定量的菜园土接种,并加入适量的炼油厂生化污泥,曝气培养;控制水中的DO在3～5mg/L,并用Na2CO3调节溶液pH值在7.0～8.0,定期考察氨氮降解情况和滤料挂膜情况。经过3d静态培养之后,改为动态培养和驯化;由于化能自养菌生长繁殖缓慢,整个培养和驯化过程差不多用了15d,从纵向开设的4个观察孔取出生物膜进行观察,发现下段的生物膜数量较多、褐色、颜色较深,异养菌居多,上段的生物膜数量较少、生长细密、浅褐色,硝化菌居多,这也显示出曝气生物滤池可以层次生长各类微生物的特点。2实验结果与讨论2.1二段BAF工艺对污染物的去除表2是二段BAF工艺对炼油废水主要污染物COD、石油类、酚和氨氮的处理结果统计。表2炼油废水的处理结果统计项目进水/mg·L-1一级出水/mg·L-1一级去除率/%二级出水/mg·L-1二级去除率/%总去除率/%COD36588.175.953.739.085.3石油类24.82.7089.10.6277.097.5酚3.660.3690.20.0488.998.9NH3—N27.227.4～01.0596.296.1从表2看到,炼油废水经过一级BAF处理,出水指标除NH3—N外就已达到国家排放标准,充分显示BAF工艺的高效率和高稳定性;经二级深度处理后,除COD外其它指标均达到地面水Ⅴ类标准[3]。·84·环境科学与技术第27卷第2期2004年3月DOI:10.19672/j.cnki.1003-6504.2004.02.0362.2一级BAF的有机物降解动力学分析一级BAF的主要功能是降解有机物(近似以COD表示);图1描述了在进水COD为160～550mg/L时,COD去除速率与进水COD的关系。由图1可知,在低基质浓度时,基质的去除遵循一级反应关系,与Monod模型[4]在低基质浓度时,基质去除速率近似于线性关系相吻合。另