油田附近某煉油廠擁有生產(chǎn)裝置四套，其中減粘裝置主要加工超稠油，產(chǎn)生高濃度的減粘污水是全廠最劣質(zhì)的污水，對(duì)污水處理場(chǎng)沖擊很大，影響因子高達(dá)0.87，也是導(dǎo)致全廠污水處理排放不達(dá)標(biāo)的主要原因。污水處理場(chǎng)改造之前，先對(duì)超稠油減粘污水處理進(jìn)行研究。
1、減粘污水的 >
減粘裝置污水包括三塊。一是熱油泵的冷卻水、蒸汽冷凝水、生活污水和裝置區(qū)初期雨水。二是閃蒸塔頂污水，來(lái)自超稠油進(jìn)裝置未脫除的含水、閃蒸塔頂三注水。三是分餾塔頂污水，主要是爐管注水、分餾塔頂三注水。
對(duì)減粘裝置污水點(diǎn)源水質(zhì)進(jìn)行多天的跟蹤監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)結(jié)果是泵的冷卻水等屬于低濃度污水，易處理。閃蒸塔頂污水屬于中濃度污水。分餾塔頂污水中石油類(lèi)、CODCr、硫化物平均值分別是1897mg/L、85682mg/L、159mg/L，是全廠最劣質(zhì)的污水。
對(duì)閃蒸塔頂污水、分餾塔頂污水進(jìn)行GC-MS成分分析。閃蒸塔頂污水苯酚類(lèi)居多，與閃蒸過(guò)程有關(guān)。分餾塔頂污水含有高濃度的烴類(lèi)、揮發(fā)酚、氨氮和硫化物，而常減壓蒸餾污水未出現(xiàn)此情況，表明這與超稠油發(fā)生輕度熱裂解大分子變小分子有關(guān)。
2、研究的主要內(nèi)容及過(guò)程
2.1 污水處理工藝的選擇
分餾塔頂污水有機(jī)物濃度高，難降解，并具有較強(qiáng)的生物毒性，是減粘污水處理的主要難點(diǎn)。單一處理工藝很難達(dá)到處理效果，一般需要采用幾種工藝的組合才能保證工藝的高效與穩(wěn)定?；谝陨峡紤]，確定將可生化性差的高濃度污水先進(jìn)行絮凝氣浮和催化臭氧處理;處理后的污水與中低濃度污水混合后采用“氣浮-生物膜水解酸化-接觸氧化-BAF-臭氧催化”等處理流程。即混合污水通過(guò)氣浮使進(jìn)水的油含量小于20mg/L。生物膜水解酸化能夠使不可降解的大分子、難溶解CODCr通過(guò)斷鏈、開(kāi)環(huán)等作用，分解成小分子、易溶解的有機(jī)物，提高可生化性。再通過(guò)接觸氧化進(jìn)一步氧化降解CODCr，出水經(jīng)BAF處理后，再經(jīng)臭氧催化單元處理使出水CODCr降至50mg/L以下，達(dá)到外排指標(biāo)。
2.2 分餾塔頂污水物化+臭氧催化處理
物化+臭氧催化是一級(jí)處理。將高濃度污水通過(guò)選擇合適的隔油、氣浮工藝，篩選出高效混凝劑、助凝劑，回收浮油和沉淀污泥，以提高物化處理對(duì)高濃度污水中CODCr、油、硫化物及SS去除率。
取一定的污水水樣，先投加破乳劑和無(wú)機(jī)混凝劑，再投加有機(jī)混凝劑，如硫酸鋁、聚合硫酸鋁鐵(PAFS)、聚合氯化鋁(PAC)、聚丙烯酰胺(PAM)等。單一混凝劑很難達(dá)到絮凝效果，也可采用幾種混凝劑組合投加。在不同pH值下攪拌、靜置后取上清液測(cè)定其CODCr及油含量值。通過(guò)CODCr和油的去除率高低選出高效混凝劑、助凝劑。確定混凝藥劑后再進(jìn)行隔油、浮選試驗(yàn)，浮選后的污水經(jīng)臭氧催化處理，取試驗(yàn)后的上清液測(cè)定CODCr和石油類(lèi)。
減粘污水經(jīng)PAC+PAM+PAFS處理沉淀30min后CODCr去除率可達(dá)35%，再經(jīng)氣浮后CODCr累計(jì)去除率可達(dá)78.4%，其主要原因是沉淀無(wú)法去除浮油，而浮選破乳則可去除大部分浮油，浮選后的污水經(jīng)臭氧催化處理后CODCr和石油類(lèi)降為13760mg/L和27mg/L，凈水效果顯著。
2.3 A/O生物膜處理工藝研究
高濃度污水經(jīng)物化-臭氧催化處理后，與中低濃度污水按比例混配，混合污水經(jīng)氣浮處理后作為二級(jí)A/O生化池進(jìn)水。A/O生物強(qiáng)化處理分為水解酸化和接觸氧化兩段，選用組合填料，正式運(yùn)行時(shí)填料上附載生物膜和優(yōu)勢(shì)菌，好氧段利用翅片曝氣頭進(jìn)行曝氣。
試驗(yàn)裝置連續(xù)正常運(yùn)行前，首先在水解酸化池和好氧池對(duì)微生物進(jìn)行培養(yǎng)、馴化及掛膜工作。從掛膜的第二天開(kāi)始CODCr的監(jiān)測(cè)，當(dāng)CODCr大幅下降時(shí)，補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)，一定比例的含油污水和大糞水，共補(bǔ)充三次，并定期定量補(bǔ)充氮磷。
2.4 BAF-臭氧催化工藝研究
生化段的極限只能將污水CODCr降至90mg/L左右，即使增加停留時(shí)間也難以進(jìn)一步降低CODCr，原因是污水中有些有機(jī)物生化手段降解不了，應(yīng)在生化出水端增加三級(jí)化學(xué)深度處理工藝。所以在三級(jí)深度處理段采用曝氣生物濾池(BAF)-臭氧催化的工藝，以便進(jìn)一步去除水中的CODCr和氨氮。
污水進(jìn)入BAF生物膜反應(yīng)器后先進(jìn)行曝氣23h，以去除水中的氨氮，吸附部分CODCr，然后停止曝氣和進(jìn)水1h，打開(kāi)臭氧按照催化氧化的方式運(yùn)行1h，待吸附有機(jī)物被徹底氧化后再通入大氣量空氣，停止O段曝氣15min進(jìn)行反洗，完成后進(jìn)入下一個(gè)運(yùn)行周期。
生化段出水經(jīng)過(guò)BAF-臭氧催化工藝處理后出水CODCr平均值降到37mg/L。平均去除率達(dá)到了60%，其主要作用是催化劑，因?yàn)槿绻麊为?dú)臭氧氧化3h的去除率也只有10%～15%。因此，臭氧催化氧化技術(shù)利用附載催化劑和臭氧技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，突破了減粘污水處理不達(dá)標(biāo)的技術(shù)瓶頸，且是間歇操作，也使化學(xué)氧化的成本大幅度降低。
3、結(jié)語(yǔ)
(1)添加高效混凝劑、助凝劑使物化+臭氧催化的一級(jí)凈水效果顯著。
(2)A/O生物強(qiáng)化處理選擇水解酸化和接觸氧化工藝，能有效降解可生化的有機(jī)物。
(3)BAF+臭氧催化深度處理工藝可進(jìn)一步去除生化手段降解不了的有機(jī)物。
(4)經(jīng)三級(jí)凈化處理后的減粘污水CODCr能降到50mg/L以下，達(dá)到該區(qū)域污水排放指標(biāo)，可為污水處理場(chǎng)下步改造提供試驗(yàn)數(shù)據(jù)和改造方案。
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