石油煉化廢水生物處理技術(shù)讓微生物“吃掉”煉油堿渣
2014-04-21 20:59:31
admin
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據(jù)中國石油新聞中心2011年5月11日訊 燕山石化的牛口峪水庫小有名氣，是參觀者的必經(jīng)之地。水庫里的水清澈透明，一條條小魚歡快游動(dòng)。讓參觀者意外的是，池水是由旁邊的污水處理廠送來的。這得益于燕山石化采用先進(jìn)的生物處理技術(shù)。
該技術(shù)充分發(fā)揮了生物吸附作用，將廢水中的油污等成分濾盡，使外排水可以養(yǎng)魚、灌溉。
燕山石化用生物處理技術(shù)處理廢水的做法并不鮮見。目前，生物處理技術(shù)成為世界各國處理城市污水和工業(yè)廢水的重要手段。
生物處理技術(shù)的主要特征是讓微生物在特制反應(yīng)器里，將廢水中的污染物轉(zhuǎn)化成微生物細(xì)胞以及形式簡單的無機(jī)物。在我國煉化廢水處理中，生物處理技術(shù)扮演著重要角色。
廢水生物處理技術(shù)受青睞
一提到高濃度煉油堿渣，搞污水處理的人就頭疼。
煉油堿渣主要來自石油煉制過程，柴油、汽油、液化氣等產(chǎn)品堿洗精制時(shí)產(chǎn)生的一種含有大量硫化物、硫醇、酚類、環(huán)烷酸等污染物的堿性廢水。
這種廢水的污染物濃度高、堿性大，與固體污染物性質(zhì)相似，故統(tǒng)稱為煉油堿渣。高濃度煉油堿渣的處理一直是困擾石化行業(yè)的“老大難”。
近年來，在煉油堿渣處理方面，生物處理法發(fā)展迅速。生物處理法通過微生物的新陳代謝作用，使廢水中的有機(jī)物等污染物被微生物降解，并轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)，是目前應(yīng)用較普遍的廢水處理技術(shù)。
2005年，大港石化引進(jìn)國外技術(shù)，建成我國第一套高濃度廢水生物強(qiáng)化處理裝置——柴油堿渣處理裝置。此后，大港石化將這一技術(shù)整合、創(chuàng)新，形成生物強(qiáng)化處理專有技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)利用特效菌種，以高于傳統(tǒng)活性污泥法10倍的容積負(fù)荷，將傳統(tǒng)生物處理法難以處理的高濃度、有毒廢水較經(jīng)濟(jì)地處理成低濃度廢水。
同時(shí)，這項(xiàng)技術(shù)還具有流程短、操作管理簡單、運(yùn)行費(fèi)用低、無二次污染的優(yōu)點(diǎn)，在多家石化企業(yè)推廣。
由洛陽石化工程公司工程研究院、天津大學(xué)共同承擔(dān)的煉油廢水生物流化床處理技術(shù)及設(shè)備開發(fā)項(xiàng)目，也是廢水生物處理技術(shù)的一個(gè)亮點(diǎn)。
從2003年開始，洛陽石化工程公司工程研究院結(jié)合我國石化行業(yè)環(huán)保要求和廢水處理特點(diǎn)展開了微生物菌群的篩選、培養(yǎng)等大量研究實(shí)驗(yàn)，開發(fā)出了適應(yīng)煉油工業(yè)污水處理的生物流化床反應(yīng)器及成套設(shè)備、復(fù)合載體技術(shù)。經(jīng)該技術(shù)處理后，所排水的各項(xiàng)指標(biāo)均優(yōu)于石化行業(yè)的一級(jí)國家排放標(biāo)準(zhǔn)，特別是對(duì)氨氮具有較高的脫除率，適用于我國石化企業(yè)的工業(yè)應(yīng)用。
“生物處理技術(shù)開創(chuàng)了煉油堿渣和高濃度有機(jī)廢液處理方法的新思路，為石化企業(yè)的節(jié)能降耗探索出新途徑，成為國內(nèi)石化行業(yè)堿渣處理技術(shù)的首選工藝，日益受到企業(yè)關(guān)注。”專家表示。
低成本、易培養(yǎng)、無污染
與物理化學(xué)方法相比，生物處理法優(yōu)勢(shì)明顯。
第一，由于污染物的生化轉(zhuǎn)化過程不需要高溫、高壓的苛刻條件，在溫和的條件下經(jīng)過酶催化即可高效并相對(duì)徹底地完成，處理費(fèi)用低。
第二，微生物具有來源廣、易培養(yǎng)、繁殖快以及對(duì)環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、易實(shí)現(xiàn)變異等特性，適當(dāng)?shù)貙?duì)其加以培養(yǎng)繁殖，就能使之很好地適應(yīng)各種有毒的工業(yè)廢水環(huán)境。通過有針對(duì)性地對(duì)菌種進(jìn)行篩選、培養(yǎng)，可以使大多數(shù)的有機(jī)物被降解處理。
第三，廢水生物處理法不新添有毒化學(xué)試劑，可以避免對(duì)水質(zhì)造成二次污染。
此外，生物處理效果良好，不僅去除了有機(jī)物、病原體以及有毒物質(zhì)，而且能去除臭味、提高透明度、降低色度等。
這些優(yōu)點(diǎn)使生物處理技術(shù)成為廢水處理方法的首選。
“相對(duì)于傳統(tǒng)的煉油堿渣處理方法，生物處理技術(shù)具有條件溫和、能耗低、投資少、占地面積小、處理效率高、操作穩(wěn)定安全等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用前景廣闊。”業(yè)內(nèi)專家表示。
潛能發(fā)揮尚需時(shí)日
利用微生物來降解污染物有明顯的優(yōu)勢(shì)，但也面臨不少問題。
當(dāng)廢水中含有高濃度有機(jī)或有毒化合物時(shí)，生物處理技術(shù)并不百分之百奏效。廢水必須使用氯氣等化學(xué)物質(zhì)經(jīng)過反復(fù)處理，才能進(jìn)入生物處理池，治理成本無疑大大增加。而且，在含有高濃度蛋白質(zhì)、pH值非常高或非常低的廢水中，用于廢水處理的微生物很難存活。
在很多情況下，生物處理技術(shù)只是整個(gè)廢水處理系統(tǒng)的一道工序，起輔助和補(bǔ)充作用。
近年來，天津石化加大了對(duì)廢水回用及一體化高溫凝液回收利用的專項(xiàng)研究力度。他們針對(duì)烯烴廢水、聚酯廢水，進(jìn)行了數(shù)十種不同材料和方案的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，積累了大量的第一手現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，開發(fā)了以曝氣生物濾池、混凝氣浮過濾為預(yù)處理工序，以雙膜法（超濾膜、反滲透膜）為主體的成套廢水回用工藝。在這套工藝?yán)铮貧馍餅V池只做預(yù)處理，而不是主體工藝。
該工藝有氣浮、曝氣生物濾池、混凝沉淀等6道主要工序，逐步去除廢水中的懸浮物、氨氮等物質(zhì)，使出水達(dá)到一級(jí)脫鹽水鍋爐補(bǔ)水標(biāo)準(zhǔn)，再回用到生產(chǎn)中。
無論是天津石化還是蘭州石化，都在廢水處理中應(yīng)用了曝氣生物濾池。曝氣生物濾池是20世紀(jì)90年代初在普通生物濾池的基礎(chǔ)上，開發(fā)的廢水處理新工藝，*初用于廢水的三級(jí)處理，后發(fā)展成直接用于二級(jí)處理。
曝氣生物濾池采用了生物膜技術(shù)，即在曝氣池中放入生物填料，利用填料表面附著的生物膜降解水中污染物的處理單元。由于所選填料自身的特點(diǎn)，填料表面容易附著生物膜。生物膜由多種微生物，包括好氧菌、兼氧菌、厭氧菌組成，因此曝氣生物濾池對(duì)水中的各種有機(jī)物都能起到很好的去除作用，同時(shí)對(duì)氨氮也有較高的去除效率。
“隨著研究的深入，曝氣生物濾池從單一工藝逐漸發(fā)展成綜合工藝，具有降低化學(xué)需氧量（COD）、脫氮、除磷等作用。”專家表示，高效菌種的篩選、高效反應(yīng)器的構(gòu)建、微生物群落結(jié)構(gòu)和污染物降解機(jī)理等方面仍有待進(jìn)一步研究。