BAF深度处理高盐污水填料结垢趋势研究

研究与开发齐鲁石油化工，2013，41(1)：1—4QILUPETROCHEMICALTECHNOLOGYBAF深度处理高盐污水填料结垢趋势研究王建娜，潘咸峰，张方银，李茂双(中国石化齐鲁分公司研究院，山东淄博255400)摘要：对BAF工艺深度处理某石化2级生化处理后的高盐混合污水的填料结垢情况进行了研究。试验结果表明：运行过程中BAF出现的填料结垢原因主要是高盐污水中含高浓度ca和碱度。分析确定了碱度来源及适宜的处理方法，延缓了BAF填料结垢趋势。为BAF工艺处理高盐污水的正常运行提供了技术依据。关键词：高盐污水曝气生物滤池BAF生物陶粒结垢中图分类号：X703文献标识码：B文章编号：1009—9859(2013)叭一0001—04某石化高盐混合污水主要来自氯碱厂、烯烃厂、塑料厂的生产废水以及热电厂化学再生水和周边小化工厂废水。污水中的盐主要成分是CaC1，含量(质量分数)高达1．5％。该污水采取2级生化处理工艺，为达到山东省小清河流域污水排放标准，在2级生化之后增加了曝气生物滤池(BAF)深度处理工艺，要求处理后出水COD小于60mg／L，NH一N浓度小于6mg／L。BAF能否稳定运行，是高盐污水达标的关键因素之一。而影响BAF稳定运行的主要因素是结垢问题。为此，对高盐污水BAF工艺运行是否结垢、结垢的原因以及预防和处理措施进行了试验研究。1试验部分1．1试验装置BAF工艺深度处理对比试验装置如图1所示，采用2套相同的BAF滤柱，内装新的等量生物陶粒作为填料，填料选用多孔性、有粗糙表面和高比表面积的生物陶粒，其堆积密度700—950g／L，粒径3～6mm。BAF—l曲BAF-2寓扑污7kT水CaCLz『水箱1×出出×承箱2水压水2L‘噻n—．图1BAF强化对比工艺流程示意1．2试验方法2套BAF滤柱都采用压缩风曝气，BAF一1、BAF一2装置进水分别为高盐污水、工业水。向工业水中投加CaC1，使工业水中ca。浓度与高盐污水相当。考察2套装置在进水ca浓度相同、碱度不同的条件下填料结垢的趋势，以此查找填料结垢的原因以及预防结垢的措施。收稿日期：2012—09—13；修回日期：2012—10—28。作者简介：王建娜(1966一)，女，山东威海人，高级工程师。2004年同济大学环境工程专业硕士毕业，在中国石化齐鲁分公司研究院一直从事水污染治理和工业循环水处理研究工作。电话：0533-7581270；E—mail：wjn4785@sina．corn。第1期王建娜，等．BAF深度处理高盐污水填料结垢趋势研究图3高盐污水BAF一1进、出水pH值变化测试时间，d图4工业水BAF一2进、出水pH值变化2．3．2污水碱度电离平衡BAF滤柱运行前后，高盐污水和工业水碱度与pH值对应数据见表4，不同pH值时水中碱度存在形态的分布见表5。表4污水碱度与pI-I值对应关系表5不同pit值时污水中各种碱度存在形态的分布污水中各种碱度存在如下电离平衡：H：CO一H+HCO3一-÷2H+CO，，且碳酸钙溶度积K。。=[Ca][CO3一]=2．8×10一。鼓风时高盐污水CO。一的浓度公式如下：[cO3一]鼓风=C高盐x6CO3一=3o0／100×0．006／1000=1．8X10(mol／L)(1)其中，c高盐为高盐污水总碱度(以CaCO。计)，为300mg／L；6CO。一条件为BAF一1运行时pH值平均为8．0左右。根据表5，此时6CO。一接近0．006。高盐污水中Ca“浓度(以CaCO。计)，为5．0g／L，相当于0．05mol／L。此时[ca]·[C03一]鼓风=0．05X1．8×10一=9．0×10一>KBDc。，可形成CaCO，结晶。鼓风时工业水CO，一的浓度公式如下：[cO3一]鼓风=C工业×6CO3一(2)其中，C为工业水总碱度(以CaCO，计)，为95mg／L，6CO3一条件为BAF一2运行时pH值平均为7．4左右。根据表5，此时8CO，一接近0。即工业水中碱度主要以HCO一形态存在，基本不会形成CaCO沉积。由上述分析可知，高盐污水填料结垢的主要原因是，当向污水中鼓风时，引起pH值升高，致使污水中原有较高浓度的碱度(如HCO一)部分转化为CO，与污水中高浓度ca反应，达到CaCO的溶度积后即形成沉淀。因此，高浓度的碱度即为造成填料结垢的主要原因。2．4预防填料结垢措施为了延缓BAF单元填料结垢趋势，对排人污水处理场的各股污水进行了水质调研。调研发现，来自氯碱厂氯乙烯车间的废碱液流量为4．0m／h，其中Na：cO。的含量高达8％左右，还含有二氯乙烷等有机氯化物，是高盐污水碱度的主要来源。因此，预防高盐污水在BAF单元的结垢，必须降低该污水碱度。为此，采取了从源头治理的措施，在上游对氯碱厂氯乙烯车间废碱液进行了间歇精馏试验研究。根据研究结果