論文作者:汪衛東 耿朝華2 許桂英3 張海明4
摘要:以奧里油為原料加工生產重交瀝青產生的奧里工業廢水與一般石油化工業廢水不同,實驗室研究結果表明,油工業廢藝該廢水具有一定的水處可生化性。應用生化處理技術在現場對奧里油廢水進行處理,理工現場工藝結合適當的奧里前處理并進行厭氧和好氧兩步生化過程,其出水指標達到國家規定的油工業廢藝二級排放標準。最后經過過濾后處理工藝,水處使廢水達到一類排放標準。理工但在處理過程中仍存在一定的奧里問題有待于進一步解決。
關鍵詞:奧里油加工 廢水 生化處理
奧里油的油工業廢藝全稱是奧里乳化油,是水處以產于南美委內瑞拉奧里諾科河(Orinoco)流域的一種環烷基超重質原油(國外稱之瀝青)為原料,加乳化劑和水乳化而成,理工目前探明可開采量為460億t,奧里占世界石油總儲量的油工業廢藝30%,因此在全球占有重要地位。水處1988以來,有十幾個國家開始進口奧里油,多數用作電廠燃料。我國從1996年開始大量進口奧里油,一部分用作燃料,另一部分用作化工原料。青島重交瀝青廠建成了年處理奧里乳化油50萬t、生產重交道路瀝青30萬t的裝置,并已投入使用,開創了我國以奧里乳化油為原料生產重交道路瀝青的先河。由于國內原油輕油含量較高,不適宜生產高標準重交瀝青,不能滿足高等級公路建設的需要,因此我國以奧里乳化油為原料生產重交道路瀝青的規模有不斷擴大的趨勢。但奧里油加工過程中產生的工業廢水具有特殊性,目前還沒有成熟的處理技術,在實驗室中曾進行過生化處理可行性的研究,結果表明,通過厭氧和接觸氧化處理可以達到GB 8978—1996規定的二級排放標準[1]。在此研究的基礎上,開展了生化處理現場應用調試,結果表明,應用砂濾、氣浮等工藝去除進行前處理,再應用生化處理,可使水質達到二級排放標準。
1 奧里油加工廢水特點
奧里諾科瀝青是一種高粘度的重質原油,類似一種膠狀體,無法直接使用,為了便于
運輸和使用,將其乳化處理后,形成水包油乳狀液,成為奧里油。因此,奧里油是由70%奧里諾科瀝青和30%淡水組成,其中加入1500 mg/L的表面活性劑,經機械混合而成的水包油乳化液,為增強乳化液的穩定性,其中還加入了一乙醇胺。使用時需要加破乳劑進行破乳,將油水分離,其水相形成了加工過程中的主要廢水。因此,廢水除了含油外,還含有生產及加工過程中加入的各種化學劑。青島重交瀝青廠在生產過和中,日產廢水量500~600 m3。由于奧里油在生產過程中使用的是淡水,且比較穩定,加工過程中也沒有加入其它的鹽類,因此廢水的礦化度不高,約為3000~4000 mg/L,pH 7~9,溫度較高,廢水從加工流程排出時在60~70 ℃,其COD主要提供者是含油和加入的化學藥劑。其中化學藥劑提供的COD難以去除,但這部分COD基本上是穩定不變的,引起COD波動的是含油量。現場檢測結果表明,廢水含量為1000~3000 mg/L, COD在3000~6000 mg/L波動,最高時可達8000 mg/L,而含油在100~1000 mg/L波動,偶爾出現異常現象,含油量會更高些,這主要與原料來源不同有關。
2 現場處理流程
為了確保生化處理的順利進行,現場應用了三級前處理,目的是減輕因含油量的波動而引起的對生化處理的沖擊。因此,現場處理流程分三大部分:一是前處理部分;二是生化處理部分;三是后處理部分。計劃處理規模為600 m3/d。
前處理包括連續的三步工藝:第一步工藝是隔油,通過自然沉降去除不溶解油;第二步工藝是兩級氣浮,去除水中的和膠體物;第三步工藝是砂濾,去除水中的微小顆粒。
生化處理包括厭氧、好氧二級生物處理法,酸化水解、延時工藝去除水中的有機物。
后處理包括連續的兩步工藝:第一步為核桃殼過濾;第二步為活性炭過濾(備用),使廢水達標排放。
現場工藝流程見圖1,設備參數見表1。
圖1 奧里油加工廢水現場處理流程
表1 流程設備及參數
工藝 | 設備名稱 | 有效容積/m3 | 參數/m | 廢水停留時間 | 附屬設備 |
前處理 | 隔油池 | 600 | 15×9×4.5 | 24 h | 污水泵兩臺 |
DAF氣浮 | f3.0×4.0 | 50 min | 溶氣罐一套 | ||
IGF氣浮 | f1.37×5.6 | 30 min | 浮選泵兩臺 | ||
砂濾 | 27 | 4.2×3.0×2.2 | 1.08 h | ||
生化處理 | 厭氧池 | 120 | 13.5×3.5×2.6 | 4.8 h | 池內設框架式生物填料 |
一級好氧池 | 240 | 13.5×3.5×2.6 | 9.6 h | 框架式生物填料鼓風機微孔器 | |
二級好氧池 | 100 | 9×4.5×2.5 | 4.05 h | ||
沉淀池 | 100 | 12×4×2.3 | 4.0 h |
流程安裝完成后,從油田廢水處理流程引入對油重質組份降解能力很強的菌種作為生物處理的微生物接種,這類細菌曾在實驗室試驗中進行過試驗,試驗結果發現細菌能在廢水中大量而快速地生長繁殖。
廢水源水pH為6.5~7.5,溫度為50~55 ℃,廢水在進入厭氧池時溫度為32~40 ℃,在進入好氧池時溫度為35~40 ℃,好氧池出水溫度在28~32 ℃。
調試階段是從9月至11月共3個月時間,每10天測試一次含油量和COD,共取9批樣,取樣點分別在隔油后、氣浮后、生化后、核桃殼過濾后和出水。