石油炼化废水生物处理技术让微生物“吃掉”炼油碱渣

2014-04-21 20:59:31 admin 113
来源:《中国石化报》记者 韩晓杰 / 时间:2011-5-12 8:35:23
  据中国石油新闻中心2011年5月11日讯 燕山石化的牛口峪水库小有名气,是参观者的必经之地。水库里的水清澈透明,一条条小鱼欢快游动。让参观者意外的是,池水是由旁边的污水处理厂送来的。这得益于燕山石化采用先进的生物处理技术。
  该技术充分发挥了生物吸附作用,将废水中的油污等成分滤尽,使外排水可以养鱼、灌溉。
  燕山石化用生物处理技术处理废水的做法并不鲜见。目前,生物处理技术成为世界各国处理城市污水和工业废水的重要手段。
  生物处理技术的主要特征是让微生物在特制反应器里,将废水中的污染物转化成微生物细胞以及形式简单的无机物。在我国炼化废水处理中,生物处理技术扮演着重要角色。
  废水生物处理技术受青睐
  一提到高浓度炼油碱渣,搞污水处理的人就头疼。
  炼油碱渣主要来自石油炼制过程,柴油、汽油、液化气等产品碱洗精制时产生的一种含有大量硫化物、硫醇、酚类、环烷酸等污染物的碱性废水。
  这种废水的污染物浓度高、碱性大,与固体污染物性质相似,故统称为炼油碱渣。高浓度炼油碱渣的处理一直是困扰石化行业的“老大难”。
  近年来,在炼油碱渣处理方面,生物处理法发展迅速。生物处理法通过微生物的新陈代谢作用,使废水中的有机物等污染物被微生物降解,并转化为无害物质,是目前应用较普遍的废水处理技术。
  2005年,大港石化引进国外技术,建成我国第一套高浓度废水生物强化处理装置——柴油碱渣处理装置。此后,大港石化将这一技术整合、创新,形成生物强化处理专有技术。这项技术利用特效菌种,以高于传统活性污泥法10倍的容积负荷,将传统生物处理法难以处理的高浓度、有毒废水较经济地处理成低浓度废水。
  同时,这项技术还具有流程短、操作管理简单、运行费用低、无二次污染的优点,在多家石化企业推广。
  由洛阳石化工程公司工程研究院、天津大学共同承担的炼油废水生物流化床处理技术及设备开发项目,也是废水生物处理技术的一个亮点。
  从2003年开始,洛阳石化工程公司工程研究院结合我国石化行业环保要求和废水处理特点展开了微生物菌群的筛选、培养等大量研究实验,开发出了适应炼油工业污水处理的生物流化床反应器及成套设备、复合载体技术。经该技术处理后,所排水的各项指标均优于石化行业的一级国家排放标准,特别是对氨氮具有较高的脱除率,适用于我国石化企业的工业应用。
  “生物处理技术开创了炼油碱渣和高浓度有机废液处理方法的新思路,为石化企业的节能降耗探索出新途径,成为国内石化行业碱渣处理技术的首选工艺,日益受到企业关注。”专家表示。
  低成本、易培养、无污染
  与物理化学方法相比,生物处理法优势明显。
  第一,由于污染物的生化转化过程不需要高温、高压的苛刻条件,在温和的条件下经过酶催化即可高效并相对彻底地完成,处理费用低。
  第二,微生物具有来源广、易培养、繁殖快以及对环境适应性强、易实现变异等特性,适当地对其加以培养繁殖,就能使之很好地适应各种有毒的工业废水环境。通过有针对性地对菌种进行筛选、培养,可以使大多数的有机物被降解处理。
  第三,废水生物处理法不新添有毒化学试剂,可以避免对水质造成二次污染。
  此外,生物处理效果良好,不仅去除了有机物、病原体以及有毒物质,而且能去除臭味、提高透明度、降低色度等。
  这些优点使生物处理技术成为废水处理方法的首选。
  “相对于传统的炼油碱渣处理方法,生物处理技术具有条件温和、能耗低、投资少、占地面积小、处理效率高、操作稳定安全等优点,应用前景广阔。”业内专家表示。
  潜能发挥尚需时日
  利用微生物来降解污染物有明显的优势,但也面临不少问题。
  当废水中含有高浓度有机或有毒化合物时,生物处理技术并不百分之百奏效。废水必须使用氯气等化学物质经过反复处理,才能进入生物处理池,治理成本无疑大大增加。而且,在含有高浓度蛋白质、pH值非常高或非常低的废水中,用于废水处理的微生物很难存活。
  在很多情况下,生物处理技术只是整个废水处理系统的一道工序,起辅助和补充作用。
  近年来,天津石化加大了对废水回用及一体化高温凝液回收利用的专项研究力度。他们针对烯烃废水、聚酯废水,进行了数十种不同材料和方案的现场试验,积累了大量的第一手现场数据,开发了以曝气生物滤池、混凝气浮过滤为预处理工序,以双膜法(超滤膜、反渗透膜)为主体的成套废水回用工艺。在这套工艺里,曝气生物滤池只做预处理,而不是主体工艺。
  该工艺有气浮、曝气生物滤池、混凝沉淀等6道主要工序,逐步去除废水中的悬浮物、氨氮等物质,使出水达到一级脱盐水锅炉补水标准,再回用到生产中。
  无论是天津石化还是兰州石化,都在废水处理中应用了曝气生物滤池。曝气生物滤池是20世纪90年代初在普通生物滤池的基础上,开发的废水处理新工艺,最初用于废水的三级处理,后发展成直接用于二级处理。
  曝气生物滤池采用了生物膜技术,即在曝气池中放入生物填料,利用填料表面附着的生物膜降解水中污染物的处理单元。由于所选填料自身的特点,填料表面容易附着生物膜。生物膜由多种微生物,包括好氧菌、兼氧菌、厌氧菌组成,因此曝气生物滤池对水中的各种有机物都能起到很好的去除作用,同时对氨氮也有较高的去除效率。
  “随着研究的深入,曝气生物滤池从单一工艺逐渐发展成综合工艺,具有降低化学需氧量(COD)、脱氮、除磷等作用。”专家表示,高效菌种的筛选、高效反应器的构建、微生物群落结构和污染物降解机理等方面仍有待进一步研究。
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