_臭氧—生物活性炭工艺深度处理石化废水

技术总结臭氧—生物活性炭工艺深度处理石化废水姚宏1,马放1,李圭白1,田盛1,单景森2(1.哈尔滨工业大学市政环境工程学院,黑龙江哈尔滨150090;2.大庆石化总厂,黑龙江大庆163001)摘要:研究了臭氧—生物活性炭(O3-BAC)工艺在石化废水深度处理中的效能,为应用提供一定的理论依据。试验结果表明,当O3的投加量为6mg/L、接触时间为30min、炭柱停留时间为30min时,O3-BAC工艺对COD、油类、色度的去除率分别为69%、86%、88%,同时O3和BAC协同作用使O3-BAC的活性炭柱出水水质稳定,延长了活性炭的使用寿命。试验证明,O3-BAC工艺在石化废水深度处理中的应用是可行的。关键词:臭氧—生物活性炭;深度处理;石化废水;协同作用中图分类号:X703.1文献标识码:C文章编号:1000-4602(2003)06-0039-031试验装置和方法1.1原水水质与检测方法试验采用的原水是大庆石化总厂某化工厂石化废水经传统二级生物处理再经砂滤处理后的出水。化工厂污水来源主要为生产乙烯、ABS及低聚塑料原料等排放的生产废水和厂区内部分生活污水(水量比为30∶1)混合而成,经过处理后的水中仍具有成分复杂、特征污染物较多、可生化性较差、悬浮物较少的特点。水质情况及检测方法见表1。表1原水水质及检测方法项目原水水质分析方法COD(mg/L)80重铬酸盐法BOD5(mg/L)10稀释接种法NH3-N(mg/L)5纳氏试剂光度法油(mg/L)8紫外分光光度法悬浮物(mg/L)10重量法水温(℃)28～33溶解氧温度一体测定仪色度(倍)70铂钴比色法pH7.5～8.5pH计1.2试验装置试验为中试规模,其流程见图1。该厂砂滤池出水首先在原水箱内进行调节,然后通过泵提升到O3生物活性炭柱进行处理。O3由CTO-3A型一体式O3发生器现场制备,气源为空气,O3产量为0～3gO3/h。用文丘里水射器投加,采用气水同向流从接触塔底部进水,上部出水,投加量为3～12mg/L。O3接触反应塔采用密封式、规格为200×3000mm的有机玻璃柱,沿反应塔高度方向间隔150mm设置取样口。通过对不同取样口的水样测定,分析O3投加量一定时其接触时间和污染物去除率之间的关系。图1臭氧—生物活性炭处理试验流程活性炭柱采用规格为300×3000mm的有机玻璃柱,炭柱下面有厚度为300mm的卵石作为承托层,填料层采用ZJ-15型颗粒活性炭,粒径为1mm,长度为2～3mm,该活性炭的碘值和亚甲基兰吸附值分别为940mg/g和195mg/g,填充密度·39·中国给水排水2003Vol.19CHINAWATER&WASTEWATERNo.6为495kg/m3,活性炭填料层高2.0m,进水量为0.3m3/h,水力停留时为30min,滤速为4.2m/h,反冲洗周期为1周左右,反冲洗强度为4～6L/(s·m2),反冲洗膨胀率在30%左右。1.3生物活性炭的形成将该厂砂滤池出水直接进入活性炭柱进行自然挂膜,由于试验期间水温较高(28～33℃,平均在30℃),生物膜成熟较快。进水运行7d后,取炭样进行显微镜观察,结果表明:无论在活性炭周围还是在溶液层中都含有大量的以杆状为主的细菌,还有丝状菌、藻类等交织附着,活性炭层中细菌数量约为105个/g,说明在活性炭表面已经形成了稳定的生物膜。2试验结果与数据分析2.1O3投加量和接触时间的确定O3投加量是O3-BAC工艺的重要参数,直接影响出水效果和处理费用。如果投量过低,水中有机物仅有一小部分与O3作用,达不到O3化的处理效果;如果投量过高,则会有较多的有机物被氧化成最终产物CO2和H2O,其余的有机物容易生成极性较强的中间产物,不利于生物活性炭的吸附和降解,此外O3投量过高还会导致O3发生系统的投资和运行费用大大增加。最佳O3投量根据水中有机物的种类和浓度不同而有所差异,必须通过试验确定。试验分别选用O3投加量为3、6、9、12mg/L接触时间为15min、30min、45min进行交叉试验,试验结果见表2。表2O3投加量和接触时间的试验结果O3投加量(mg/L)36912接触时间(min)153045153045153045153045进水BOD5/COD0.160.160.160.150.150.150.160.160.160.140.140.14出水BOD5/COD0.230.240.260.240.290.300.250.280.310.260.270.29系统COD去除率(%)343842526870537074527272从表2可知:当O3投加量一定时,BOD5/COD值随着O3接触时间的增长而增加,证明可生化性提高,系统COD去除率也随之增高,但在30min以后增加值均不明显。当接触时间一定时,BOD5/CO