_用移动床生物膜反应器处理石化废水

治理技术用移动床生物膜反应器处理石化废水王学江1,夏四清2,张全兴1(1.南京大学环境学院,江苏南京210093;2.同济大学环境学院,上海200089)[摘要]采用悬浮填料移动床生物膜反应器处理石化废水,在水力停留时间大于6h、反应器填料投加率为50%的条件下,出水COD、NH3-N、SS、浊度等均达到国家排放标准,在水力停留时间大于8h时,能达到良好的硝化效果。[关键词]悬浮填料;移动床生物膜;石化废水[中图分类号]X74[文献标识码]A[文章编号]1006-1878(2001)06-0333-04废水处理用填料大体上可分为硬性填料、软性填料、半软性填料、组合填料和新型填料五大类[1],其共同的缺点是,需要安装在辅助支架上,使用寿命有限,前期施工和后期维修困难。20世纪70年代后期开发的悬浮填料多采用砂、活性炭、焦炭、无烟煤等固体颗粒物质,密度较大,要维持其良好的流化状态,需要较大的气量和水流速度,因而动力消耗较大。90年代中期,为提高填料的使用性能,降低动力消耗,低密度的悬浮填料得到了研究开发。此类填料密度接近于水,使用时直接投入曝气池中作为微生物的载体,依靠曝气池内的曝气和水流提升作用,在池内处于流动状态。悬浮生长的活性污泥与附着生长的生物膜相结合被称为“移动的生物膜”[2]。本试验采用新型悬浮填料移动床生物反应器处理石油化工废水。试验是在上海石化股份有限公司水质净化厂现场进行的。上海石油化工股份有限公司水质净化厂的废水来源于上海石化乙烯厂、化工一厂、化工二厂、维纶厂、腈纶厂等的工业废水和该地区的生活污水。工业废水和生活污水的比例约为3∶1。目前该厂采用的工艺流程如图1所示。该厂处理能力为138800m3/d,总HRT(水力停留时间)为23h,其中推流式曝气池的HRT为8h,整个工艺设计功能是完全去除有机物,实现生物脱氮。该工艺对BOD和COD的去除效果良好,而对氨氮的去除率平均只有10%～40%,且运行稳定性差。本试验的目的是在保证悬浮填料移动床工艺对石化废水中有机污染物质达到良好去除的同时,探索其对NH3-N的去除能力。图1水质净化厂工艺流程1试验部分1.1废水水质试验用废水取自该水质净化厂格栅出水,其水质见表1。1.2水质分析方法pH:PHS-30型pH计;COD:重铬酸钾快速测定法;BOD5:标准稀释法;NH3-N、NO3-N、NO2-N和TN:DR-2000型Hach测定仪;油:紫外分光光度法。1.3工艺流程和装置悬浮填料生物膜移动床工艺流程如图2所示。废水进入调节池后用阀门调节控制反应器进水量。悬浮填料生物膜反应器有效体积为3.6m3(长×宽×高为3m×1m×1.2m),反应器内设有穿孔曝气管,用空压机供气,反应器内以悬浮填料作为生物载体。经前期试验知,当反应器填料投加率为[收稿日期]2001-02-23[修订日期]2001-04-20[作者简介]王学江(1974-),男,河南省南阳市人,南京大学在读博士生,主要从事水污染防治与资源化研究。·333·2001年第21卷第6期王学江,等:用移动床生物膜反应器处理石化废水50%时,反应器的充氧能力达到最大值,因此本试验选用悬浮填料投加率为50%。表1废水水质项目pHCOD/(mg·L-1)BOD5/(mg·L-1)NH3-N/(mg·L-1)油/(mg·L-1)指标6～9200～700100～35020～354～10图2试验装置工艺流程本研究使用的悬浮填料是直径为50mm、高为50mm的圆柱形填料,由不同面积的翼板、底板构成,比表面积为278m2/m3,密度在0.97～1.02kg/m3之间。该填料使用时直接投加于曝气池中,不曝气时浮于水面,曝气时只需较小的气量即可全池流化。该填料采用改性聚乙烯材质,有良好的亲水性,有利于生物膜的早期生长,其通气性和过水性良好,对曝气池的布气和布水设备没有特殊要求。1.4试验方法在气水比6～12∶1条件下连续进水进行生物膜的培养,经过3周的连续培养后镜检观察到有大量菌胶团、变形虫、漫游虫出现,培养1个月时镜检有钟虫、轮虫等后生动物出现,生物膜呈深褐色,膜厚1～2cm,标志着生物膜已挂膜成熟。此后,通过调节进水控制HRT,进行试验数据分析。2试验结果与讨论2.1有机物的去除考察了HRT分别为10h、8h和6h3种条件下有机物的去除情况(见图3、4和5)。在整个试验运行期间,进水COD在213.4～695mg/L范围内波动,并时常受到油、CN-等类生物毒性物质的冲击,故在一定程度上引起COD去除率的波动。图3HRT为10h时COD的去除情况——进水;■——出水图4HRT为8h时COD的去除情况——进水;■——出水图5HRT为6h时COD的去除情况——进水;■——出水HRT分别为10h、8h和6h3种条件下COD去除率分别为80.1%