專利名稱：一種煉油廠堿渣廢水的處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種廢水處理的方法，更具體地說，本發(fā)明涉及一種煉油廠排出的高濃度有機(jī)物質(zhì)所污染的堿渣廢水的微生物處理方法。
隨著所加工的原油的硫含量和酸值的增加，為保證成品油的質(zhì)量，汽油、柴油需要采用堿洗精制工藝，因而產(chǎn)生大量堿渣。所謂堿渣廢水，是指催化裂化及常壓蒸餾等有堿洗精制裝置排放的堿渣經(jīng)酸化，提取環(huán)烷酸、粗酚后得到的廢水。其主要成分示于表1。
表1 堿渣廢水水質(zhì)分析項目 范圍值CODcr 17300～43400 mg/L揮發(fā)酚 5400～8627 mg/L硫化物 1168～2255 mg/L油 430～1360 mg/LNH3-N 15.5～58.9 mg/L鹽 96～123 g/LpH 8.50～9.77由表1可見，堿渣廢水屬煉廠中高濃度有機(jī)廢水，堿渣廢水中含有大量COD、揮發(fā)酚和鹽。不僅濃度高，而且毒性大。因此，在煉油廠產(chǎn)生的所有廢水中，堿渣廢水是最難進(jìn)行有效處理的廢水之一，目前煉油廠對此沒有行之有效的方法，故而只好以限流排放的形式排入污水處理場，與其它廢水一起混合處理后排放。但是，由于其污染物含量很高，而且變化較大，因此在實際的生產(chǎn)過程中，該廢水對污水處理場沖擊較大且污染空氣。1989年第3期《石油化工環(huán)境保護(hù)》公開了一種“環(huán)烷酸廢水處理新工藝”，其方法主要過程為把堿渣廢水加酸酸化后再加萃取劑萃取，萃取后出水直接排入污水場；萃取液經(jīng)加入堿液進(jìn)行反萃取后加酸回收環(huán)烷酸和中性油，萃取劑循環(huán)使用。其不足之處在于工藝復(fù)雜，流程長，并且消耗大量酸、堿和萃取劑，并且部分設(shè)備處于強(qiáng)酸性環(huán)境中，腐蝕嚴(yán)重。
本發(fā)明的目的是提供一種工藝簡單，流程短，原料消耗少，無設(shè)備腐蝕的間歇式活性污泥過程(Sequencing Batch Reactor簡稱SBR)預(yù)處理煉油廠堿渣廢水的方法。
煉油廠堿渣廢水的處理方法，在生物反應(yīng)池內(nèi)采用間歇式活性污泥法處理廢水，本方法包括活性污泥馴化階段和穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)階段，在活性污泥馴化階段所用時間為12～48天，優(yōu)選為14～28天，進(jìn)水COD濃度為500～4000mg/L，進(jìn)水容積負(fù)荷為0.02～2.0kgCOD/(m3.d)，進(jìn)水鹽含量為25g/L以下，活性污泥含量為4～15g/L；在穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)階段進(jìn)水COD濃度為1000～7000mg/L，進(jìn)水容積負(fù)荷為0.8～3.0kgCOD/(m3.d)，進(jìn)水鹽含量為30g/L以下，活性污泥含量為7～15g/L。
所述的活性污泥馴化階段和穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)階段的每個操作周期都包括充水、曝氣、沉降、排水工序。充水工序和曝氣工序可以同時進(jìn)行，也可以在充水工序進(jìn)行一定時間后進(jìn)行曝氣工序。間歇式活性污泥法每天進(jìn)行1～3個操作周期，充水工序時間占曝氣工序時間的15～95％，優(yōu)選為45～85％；曝氣工序占每個操作周期時間的60～95％，沉降工序占每個操作周期時間的5～25％，排水工序占每個操作周期時間的2～15％。在每個操作周期中投加營養(yǎng)物質(zhì)氮和磷，其BOD5∶N∶P比例按重量計為100∶5～10∶1～2。營養(yǎng)物質(zhì)氮通過投加尿素實現(xiàn)，所述的營養(yǎng)物質(zhì)磷通過投加磷鹽實現(xiàn)。生物反應(yīng)池內(nèi)的溫度控制在15～40℃，優(yōu)選為20～35℃，pH值控制在6～10，優(yōu)選為7～9。所述的曝氣工序控制生物反應(yīng)池內(nèi)的氧溶解量為0.5mg/L以上。
本發(fā)明方案中，活性污泥取自生化曝氣池，其馴化階段是關(guān)鍵階段。由于堿渣廢水中含有大量對微生物有毒害作用的有機(jī)廢物和大量無機(jī)鹽類，特別是無機(jī)鹽類對微生物的毒性最大，沒有經(jīng)過馴化的微生物難以存活，更無法達(dá)到去除污染物的作用。本發(fā)明通過逐漸提高COD處理負(fù)荷和逐漸增加鹽含量的方法使微生物馴化。在馴化階段的初期，采用每天1個操作周期，曝氣工序所需時間比例稍大一些，可以占75～95％，氣水體積比為70～100，處理負(fù)荷和鹽含量可以分2～4次逐步提高，每3～6天提高一次負(fù)荷；當(dāng)生化反應(yīng)池中的活性污泥含量穩(wěn)定在4g/L以上，處理負(fù)荷達(dá)到0.7～0.9kg·COD/m3.d時，說明微生物有一定的適應(yīng)能力，可以采用每天2個操作周期，曝氣工序所需時間比例可以為70～85％，氣水體積比可以為60～90，處理負(fù)荷和鹽含量分2～4次繼續(xù)提高，每3～6天提高一次負(fù)荷，馴化結(jié)束時處理負(fù)荷達(dá)到2.0～2.5 kg·COD/m3.d，鹽含量在25g/L以下，活性污泥量為5～15g/L，最好為8～10g/L，此時說明活性污泥中的微生物已有了很強(qiáng)的適應(yīng)能力和繁殖能力，可以進(jìn)一步長期穩(wěn)定的處理該廢水。
在穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)階段，最好采用每天2個操作周期。曝氣工序根據(jù)不同水質(zhì)情況進(jìn)行整個操作周期的60～90％，最好為75～85％，氣水體積比可以為60～90，活性污泥量為7～15g/L，最好為8～10g/L。本發(fā)明方法可以穩(wěn)定處理廢水的負(fù)荷為進(jìn)水COD容積負(fù)荷為0.8～3.0kg·COD/m3.d，進(jìn)水揮發(fā)酚容積負(fù)荷為0.1～0.5kg·COD/m3.d，鹽含量為30g/L以下。
每個周期各工序具體為(1)充水工序，此工序為反應(yīng)池接納廢水的過程，在廢水流入開始之前是前個周期的排水結(jié)束狀態(tài)，反應(yīng)池內(nèi)有剩余活性污泥混合液；(2)曝氣工序，對反應(yīng)池內(nèi)的廢水曝氣，可以在充水的同時進(jìn)行曝氣工序，也可以在充水工序進(jìn)行一段時間后進(jìn)行曝氣工序，溶解氧控制在0.5mg/L以上，最好控制在1～4mg/L；(3)沉降工序，停止曝氣，活性污泥絨粒進(jìn)行重力沉淀和上清液分離；沉淀過程是靜止沉淀，有更高的沉淀效率；(4)排水工序，排出活性污泥沉淀后的上清液，恢復(fù)到處理周期開始的最低水位。根據(jù)不同水質(zhì)、不同出水質(zhì)量要求，控制好每個工序的時間。營養(yǎng)物質(zhì)的投入最好在充水工序。
本發(fā)明處理煉油廠堿渣廢水，可將有機(jī)物由1000～7000mg/L降至400mg/L以下，進(jìn)水COD容積負(fù)荷為0.8～3.0kgCOD/m3.d時，COD去除率為80～90％。揮發(fā)酚濃度可從400～1600mg/L，降至15mg/L以下，進(jìn)水揮發(fā)酚容積負(fù)荷為0.1～0.5kgCOD/m3.d時，去除率達(dá)97.8～99.4％。
大量研究結(jié)果表明，煉油廠堿渣廢水可以進(jìn)行微生物處理，特別是可以采用間歇式活性污泥法處理堿渣廢水。利用生化曝氣池的活性污泥，經(jīng)過嚴(yán)格的馴化，控制進(jìn)水中對微生物有毒害的鹽的含量，在適當(dāng)?shù)臈l件下，可以對煉油廠堿渣廢水進(jìn)行有效的預(yù)處理。由于堿渣廢水中含有大量對微生物有毒害作用的有機(jī)物和鹽類，因此用微生物法處理堿渣廢水，關(guān)鍵在于活性污泥的馴化，采用本發(fā)明的活性污泥的馴化方法，可以在較短時間內(nèi)使活性污泥馴化，使生化反應(yīng)池在短時間內(nèi)達(dá)到處理較高負(fù)荷堿渣廢水的能力。堿渣廢水中的鹽對微生物的毒害作用最大，在活性污泥馴化和穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)階段都要嚴(yán)格控制進(jìn)水的鹽含量，進(jìn)水鹽含量對微生物的生存和繁殖有較大影響，經(jīng)大量實驗表明，進(jìn)水的鹽含量控制在30g/L以下時，可以得到較穩(wěn)定、較理想的處理結(jié)果。為了避免進(jìn)水鹽含量波動的影響，最好控制在25g/L以下。
本發(fā)明方法可以把高有機(jī)物濃度、高鹽含量的煉油廠堿渣廢水進(jìn)行有效的預(yù)處理，處理后的污水可以直接排入污水處理場。本發(fā)明方法在一個生物反應(yīng)池內(nèi)進(jìn)行，流程短，工藝簡單，易于操作，只需少量微生物的營養(yǎng)物質(zhì)，操作費(fèi)用低，整個過程在接近中性條件下進(jìn)行，無設(shè)備腐蝕問題。
下面通過實施例對本發(fā)明方法進(jìn)行祥細(xì)說明。
實例1(1)活性污泥馴化階段采用煉油廠污水處理場表面曝氣池污泥，SBR反應(yīng)池初始污泥濃度為7.2g/L。在馴化階段初期，每天進(jìn)行1個操作周期，充水工序為20小時，曝氣工序為21小時，沉降工序為2小時，排水工序為1小時，氣水體積比為90∶1，水溫為22℃，pH值為7.2。在馴化階段后期，每天進(jìn)行2個操作周期，充水工序為8小時，曝氣工序為10小時，沉降工序為1.5小時，排水工序為0.5小時，氣水體積比為80∶1，水溫為22℃，pH值為7.2，在進(jìn)水的同時曝氣。
(2)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)階段每天進(jìn)行2個操作周期，充水工序為8小時，曝氣工序為10小時，沉降工序為1.5小時，排水工序為0.5小時，氣水體積比為60∶1，水溫為25℃，pH值為7.3，溶解氧含量為3mg/L。在進(jìn)水的同時曝氣。其它條件見表2。
表2
從表2可以看出，用本發(fā)明的方法，可以在較短時間內(nèi)使活性污泥馴化，在長期處理高有機(jī)物濃度的堿渣廢水時，COD的去除率達(dá)89％，揮發(fā)酚的去除率達(dá)99.9％，取得了理想的處理效果。
實例2～4實例2～4為用不同的馴化條件，處理不同負(fù)荷的堿渣廢水，在馴化階段，進(jìn)水COD負(fù)荷逐步提高。其中實例2為每天運(yùn)行一個周期，采取較長的充水時間，實驗流程與實例1相同。實例3除了采用較短的充水周期以外，重復(fù)實例1的各步驟。實例4的目的在于說明以間歇式活性污泥法除去堿渣廢水中的COD和酚時，增加處理周期數(shù)(即縮短每周期的運(yùn)行時間)得到的效果。實驗流程與實例1相同。具體條件及結(jié)果見表3。
從表3可以看出實例2采用每天運(yùn)行一個周期，COD去除率最高，為88.0％，但出水COD較高，且所需的馴化時間較長；相對于實例1而言的實例2，采用較短的充水周期，處理效果優(yōu)于實例2和實例4，不及實例1；實例4能達(dá)到的負(fù)荷最高，為2.68kgCOD/(m3.d)，但去除率較低，為81.4％。綜上所述，對于高濃度堿渣廢水而言，最適宜的處理模式為實例1即每天運(yùn)行兩周期，采取慢速充水方式，這樣可減緩廢水中有毒害物質(zhì)對反應(yīng)池內(nèi)活性污泥的沖擊，縮短馴化周期，達(dá)到平穩(wěn)運(yùn)行。
表權(quán)利要求
1.一種煉油廠堿渣廢水的處理方法，其特征在于在生物反應(yīng)池內(nèi)采用間歇式活性污泥法處理廢水，本方法包括活性污泥馴化階段和穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)階段，在活性污泥馴化階段所用時間為12～48天，進(jìn)水COD濃度為500～4000mg/L，進(jìn)水容積負(fù)荷為0.02～2.0kgCOD/(m3.d)，進(jìn)水鹽含量為25g/L以下，活性污泥含量為4～15g/L；在穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)階段進(jìn)水COD濃度為1000～7000mg/L，進(jìn)水容積負(fù)荷為0.8～3.0kgCOD/(m3.d)，進(jìn)水鹽含量為30g/L以下，活性污泥含量為7～15g/L。
2.如權(quán)利要求1的方法，其特征在于，所述的活性污泥馴化階段和穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)階段的每個操作周期都包括充水、曝氣、沉降、排水工序。
3.如權(quán)利要求1的方法，其特征在于，所述的間歇式活性污泥法每天進(jìn)行1～3個操作周期。
4.如權(quán)利要求2的方法，其特征在于，所述的充水工序時間占曝氣工序時間的15～95％，曝氣工序占每個操作周期時間的60～95％，沉降工序占每個操作周期時間的5～25％，排水工序占每個操作周期時間的2～15％，充水工序和曝氣工序同時開始。
5.如權(quán)利要求3的方法，其特征在于所述的充不工序時間占曝氣工序時間的45～85％，充水工序和曝氣工序同時開始。
6.如權(quán)利要求3、4或5的方法，其特征在于，在每個操作周期中投加營養(yǎng)物質(zhì)氮和磷，其BOD5∶N∶P比例按重量計為100∶5～10∶1～2。
7.如權(quán)利要求6的方法，其特征在于，所述的營養(yǎng)物質(zhì)氮通過投加尿素實現(xiàn)，所述的營養(yǎng)物質(zhì)磷通過投加磷鹽實現(xiàn)。
8.如權(quán)利要求1的方法，其特征在于，所述的生物反應(yīng)池內(nèi)的溫度控制在15～40℃，pH值控制在6～10。
9.如權(quán)利要求8的方法，其特征在于，所述的生物反應(yīng)池內(nèi)的溫度控制在20～35℃，pH值控制在7～9。
10.如權(quán)利要求2的方法，其特征在于，所述的曝氣工序控制生物反應(yīng)池內(nèi)的氧溶解量為0.5mg/L以上。
11.如權(quán)利要求1的方法，其特征在于所述的馴化階段的時間為14～28天。
12.如權(quán)利要求1的方法，其特征在于所述的馴化階段可以分4～8次提高進(jìn)水鹽含量和進(jìn)水容積負(fù)荷，每3～6天提高一次負(fù)荷。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種煉油廠堿渣廢水的處理方法。采用間歇式生物處理法(SBR),污水處理場的活性污泥經(jīng)12～48天的馴化用于處理堿渣廢水,控制SBR進(jìn)水的鹽含量在30g/L以下,進(jìn)水容積負(fù)荷在3.0kgCOD/(m
文檔編號C02F3/12GK1257047SQ9812108
公開日2000年6月21日 申請日期1998年12月16日 優(yōu)先權(quán)日1998年12月16日
發(fā)明者許謙, 林濤, 楊英, 王麗穎, 張祖康, 林大泉 申請人:中國石油化工集團(tuán)公司, 中國石油化工總公司撫順石油化工研究院