CN102249499A - 一种炼油污水生化处理达标排放的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种炼油污水生化处理达标排放的方法，包括隔油、浮选和生化处理，所述生化处理依次经过厌氧流动床生物膜反应器、缺氧池和好氧流动床生物膜反应器的处理，所述好氧流动床生物膜反应器流出的混合液部分或全部回流到所述厌氧流动床生物膜反应器。本发明采用“厌氧流动床生物膜反应器-缺氧法-好氧流动床生物膜反应器”工艺处理炼油污水，整套工艺抗冲击性好，运行安全。抗瞬时冲击性强，处理效果几乎不受影响。整个生化系统耐盐能力强，处理效果受温度变化影响不大。炼油污水经过该工艺处理后，不需要在后面增加深度氧化，出水COD即可满足小于等于60mg/l的国家一级排放标准，节省投资和运行费用。由于整个系统结构紧凑，减少占地面积。
Description
技术领域
本发明属于污水处理技术，具体的说是一种炼油污水生化组合处理方法。
背景技术
随着原油的不断开发利用，重质原油的产量越来越大，其密度、黏度、硫含量、酸值随之上升。据近几年对原油市场的初步统计，全球高酸原油的产量已占到总开发量的5.5％，并在以年均0.3％的速度递增；高硫原油的开发量及劣质原油所具有的明显价格优势，对劣质原油的集中或规模化加工已成为炼化发展的趋势。与此同时，随着我国国民经济的迅速发展，能源需求的增加与石油资源短缺的矛盾将越发突出，从石油资源的来源，原油性质的变化以及提高经济效益等方面的综合考虑，中国石化产业都将面临加工高硫、高酸原油的形式。
由于高硫高酸原油的特性，特别是环烷酸含量的显著增加，造成污水乳化严重、除油效率低、水质不稳定、极易冲击和影响现有的后续生化处理设施等系列问题，使现有传统的炼油污水处理流程难以适应。初步表现在：(1)高浓度含硫污水比例增加，使污水处理场进水中的COD、挥发酚浓度、氨氮浓度将显著提高，主要脱碳工艺将变为脱碳-脱氮工艺；污水中的有机胺含量将增加，并将在污水处理过程中发生水解，生成一定量的氨氮。(2)电脱盐装置排水的乳化现象加重，盐含量、油含量、COD均将明显增加，且生化性能下降，将影响污水处理场的除油和生化处理单元的运行效果。(3)污水处理场进水水质波动加剧、水质变差、高浓度污水冲击频繁增加，影响污水达标的稳定性。
此前，国内绝大多数炼油企业都将含盐污水和含油污水混合处理，虽然含盐污水的可生化性较差，但两者混合后，由于微生物的协同作用，采用两级生化处理，出水一般可以满足COD小于等于100mg/L的排放标准。由于中国炼油企业明确提出“清污分流”“污污分流”和“污污分治”的处理原则，提倡含盐污水和含油污水分类治理。当对含盐污水单独处理时，由于以下几个方面的原因，处理出水满足达标、特别是稳定实现排水COD小于等于60mg/L的排放难度较大：首先，含盐污水中含有13％～20％的不可生化难降解有机物，采用现有的常规生化处理工艺，即使将污水处理场的生化处理负荷设计到足够低，停留时间延长到足够长，也难以稳定实现排水COD小于等于60mg/L的排放要求；其次，多数石化企业都存在碱渣的问题，尽管碱渣排放量较小，一般只有0.1～2m3/h，但由于污染负荷已经占整个污水处理场污染负荷的20％～50％，并带有严重的恶臭气味，将碱渣纳入含盐污水处理系统势必导致含盐污水处理负荷的增加和冲击性影响的增大；第三，含盐污水的重要来源是电脱盐排水，由于近几年加工原油种类的日趋重质化、酸质化以及一些破乳化药剂的加入，导致电脱盐污水的乳化现象增加、难生化降解性增加，且伴随排水的高温性质，对含盐污水的除油和生化处理效果都产生不良的影响。
二十世纪六、七十年代以来，国内炼油厂大多采用隔油、浮选、生化曝气的“老三套”工艺处理污水。它具有技术成熟、投资及运行成本低、管理方便等优点。该工艺对污水中的石油类和悬浮物有较好的去除作用，但对污水中的COD处理效果不明显，存在负荷低、抗冲击能力差、除氨氮能力低等缺点。但是近年来很多炼油企业掺炼高盐高酸原油，以及国家对炼油行业污水排放标准进一步提高，要求达到一级排放标准，继续采用″老三套″工艺将不能满足国家排放标准。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种炼油污水生化处理达标排放的方法。
本发明提供的炼油污水生化处理达标排放的方法，包括隔油、浮选和生化处理，所述生化处理依次经过厌氧流动床生物膜反应器、缺氧池和好氧流动床生物膜反应器的处理，所述好氧流动床生物膜反应器流出的混合液部分或全部回流到所述厌氧流动床生物膜反应器。
下面进一步描述所述厌氧流动床生物膜反应器、缺氧池和好氧流动床生物膜反应器可以采用的设置形式和处理过程。
经过所述厌氧流动床生物膜反应器的处理过程为：向厌氧反应器内投加生物载体，在污水流动的条件下，污水中的微生物被吸附在载体表面，形成有机物薄层，接着更多的微生物向载体表面迁移，随着不断迁移，同时，载体表面附着的微生物生长不断繁殖，逐渐形成一种生物膜，吸收降解污水中的有机污染物，生物膜在载体的表面形成，随着微生物老化，生物膜不断脱落、再生、更新。
其特征在于所述厌氧流动床生物膜反应器采用直径为20～30mm的生物载体。
经过所述缺氧池的处理过程为：利用反硝化菌以原污水中的有机物作为碳源，以回流液中硝酸盐的氧作为受电体，将硝态氮还原为气态氮。
所述好氧流动床生物膜反应器是在活性污泥池内投加悬浮生物载体填料而形成的，所述好氧流动床生物膜反应器在同一个生物处理单元中将生物膜法与活性污泥法有机结合。
所述好氧流动床生物膜反应器流出的污泥可以部分回流到所述厌氧流动床生物膜反应器。
在所述生化处理后还可以经过二沉池处理。
本发明采用“厌氧流动床生物膜反应器-缺氧法-好氧流动床生物膜反应器”工艺处理炼油污水，整套工艺抗冲击性好，运行安全。抗瞬时冲击性强，处理效果几乎不受影响。整个生化系统耐盐能力强，处理效果受温度变化影响不大。炼油污水经过该工艺处理后，不需要在后面增加深度氧化，出水COD即可满足小于等于60mg/l的国家一级排放标准，节省投资和运行费用。由于整个系统结构紧凑，减少占地面积。
附图说明
图1为本发明的一种炼油污水生化处理达标排放的方法的流程示意图。
具体实施方式
本发明涉及的是炼油污水处理技术，具体的是炼油污水经过浮选处理后的生化处理技术。主要采用“厌氧流动床生物膜反应器-缺氧-好氧流动床生物膜反应器”组合工艺处理炼油污水，提供一种运行安全可靠的炼油污水生化处理技术。
以前的炼油污水经过浮选后，COD在400mg/l左右，在冲击条件下达到800mg/l。由于现在的原油油品重质化、劣质化，经过浮选后，COD一般都在800～1000mg/l，甚至更高。污水中油和盐含量比较高，因此本发明专利采用“厌氧流动床生物膜反应器-缺氧池-好氧流动床生物膜反应器”耐高盐高硫的生物处理方法。一种具体工艺流程如图1所示，炼油污水依次经过隔油、浮选、生化处理、二沉池和后续单元，其中，所述生化处理依次经过厌氧流动床生物膜反应器、缺氧池和好氧流动床生物膜反应器的处理，所述好氧流动床生物膜反应器流出的混合液部分或全部回流到所述厌氧流动床生物膜反应器，所述好氧流动床生物膜反应器流出的污泥部分回流到所述厌氧流动床生物膜反应器。
下面对所述厌氧流动床生物膜反应器、缺氧池和好氧流动床生物膜反应器进行具体说明。
(一)厌氧流动床生物膜反应器
厌氧流动床生物膜反应器可将部分有机污染物彻底降解为甲烷和二氧化碳等，同时可使大分子有机物分解成小分子，非溶解性有机物变为溶解性物质，难生化降解物质转化为易生物降解物质，为进一步生物处理提供易生物降解的基质，提高了污水的可生化性。
厌氧流动床生物膜反应器是利用附着于载体表面的厌氧微生物所形成的生物膜吸收降解污水中有机物的一种生物处理方法。
向厌氧反应器内投加生物载体，在污水流动的条件下，污水中的微生物被吸附在载体表面，形成有机物薄层，这个过程很短，瞬时即可完成。接着更多的微生物向载体表面迁移，随着不断迁移，同时，载体表面附着的微生物生长不断繁殖，逐渐形成一种生物膜，吸收降解污水中的有机污染物，达到净化有机污水的目的。生物膜在载体的表面形成，随着微生物老化，生物膜不断脱落、再生、更新。
厌氧流动床生物膜反应器的特点：
1、反应器内填充着足以提供厌氧微生物附着表面积的载体，使得生物膜的表面积很大。足够大的表面积不仅提高了单位容积反应器内的微生物数量，而且也可提高反应器的处理效率创造了良好条件。由于具有较大的比表面积，因而也增大了传质面积，使传质过程得以强化，在负荷相同的条件下，厌氧生物膜法一般较其它厌氧处理法的有机物去除率高。
2、由于厌氧流动床生物膜反应器中的厌氧微生物以附着于载体表面的生物膜形态存在，不易随水流失，因而对于增殖速率较慢的厌氧微生物特别有利。厌氧生物膜法的泥龄长，一般其生物固体停留时间在20天以上，有的高达100～200天，有利于特殊菌种的富集。由于微生物固定生长在载体表面，产生污泥量较少。
3、生物载体的结构具有保护微生物，抵抗外部环境干扰的作用。因此，厌氧生物膜可以承受相对较高的毒物冲击负荷及相对较大的温度变化，即工艺稳定性好。
4、虽然厌氧生物膜法的污泥龄长，但一般不需设置专门的生物滞留装置。产生的沼气易于气液分离，无需设置专门的气体分离装置。
5、厌氧流动床生物膜反应器采用直径为25mm的生物载体，不易发生堵塞现象。
(二)、缺氧池(前置反硝化池)
前置反硝化工艺是在炼油污水领域应用较为成熟的缺氧活性污泥工艺，可以很好的适应炼油污水中氨氮浓度高、难降解有机物多的水质特点。
生物脱氮是由硝化和反硝化两个过程完成的，污水先在好氧池中进行硝化，使含氮有机物被细菌分解成氨，氨进一步转化成硝态氮，然后含硝态氮的硝化液的一部分回流到反硝化，而反硝化反应器内的反硝化菌以原污水中的有机物作为碳源，以回流液中硝酸盐的氧作为受电体，进行呼吸和生命活动，将硝态氮还原为气态氮，不需外加碳源。
在反硝化的同时能同步降解部分COD(一般为硝态氮的3.5倍)，实现无曝气降解COD、节省能源。
(三)、好氧流动床生物膜反应器
好氧流动床(CBR)池是在活性污泥池内投加悬浮生物载体填料，在同一个生物处理单元中将生物膜法与活性污泥法有机结合，提升反应池的处理能力和处理效果，并增强系统抗冲击能力。
活性污泥法在二十世纪初应用于污水处理以来得到很大的发展，主要是由于其系统相对简单，处理效果在系统运行稳定情况下比较好。但长期以来，活性污泥抗冲击能力弱，温度敏感(特别是低温)，污泥易膨胀以及污泥流失问题是许多污水处理厂经常面对的问题，特别是对于高氨氮、高浓度难降解污水时，活性污泥工艺存在很大的缺陷。
CBR在以上几个方面要显著优于活性污泥工艺，微生物附着生长于悬浮载体表面，生物浓度高，菌群丰富，具有很长污泥龄(20～40天)，附着生长方式也利于其它特殊菌群富积，去除难降解的污染物。污水中的大部分有机物将在CBR中被降解除去。
下面通过实施例对本发明做进一步说明。
以某炼油厂浮选后的炼油污水为处理对象，其水质为：化学耗氧量(COD)浓度800～900mg/l；氨氮浓度平均50mg/l左右，偶尔超过80mg/l；总油在30mg/l左右，多为重质油组分，轻质油组分较少。处理水量120L/h，各单元主要工艺参数见下表：
其中，HRT(Hydraulic Retention Time)为水力停留时间，是指待处理污水在反应器内的平均停留时间，也就是污水与生物反应器内微生物作用的平均反应时间。
填料填充率，是指为污水中微生物附着生长提供场所的填料量与反应器容积的比值。
各工艺段出水平均COD以及COD平均除去率对比：
可以看出，炼油污水经过该工艺处理后，不需要在后面增加深度氧化，出水COD即可满足小于等于60mg/l的国家一级排放标准，节省投资和运行费用。
Claims (7)
1.一种炼油污水生化处理达标排放的方法，包括隔油、浮选和生化处理，其特征在于，所述生化处理依次经过厌氧流动床生物膜反应器、缺氧池和好氧流动床生物膜反应器的处理，所述好氧流动床生物膜反应器流出的混合液部分或全部回流到所述厌氧流动床生物膜反应器。
2.根据权利要求1所述的炼油污水生化处理达标排放的方法，其特征在于，经过所述厌氧流动床生物膜反应器的处理过程为：向厌氧反应器内投加生物载体，在污水流动的条件下，污水中的微生物被吸附在载体表面，形成有机物薄层，接着更多的微生物向载体表面迁移，随着不断迁移，同时，载体表面附着的微生物生长不断繁殖，逐渐形成一种生物膜，吸收降解污水中的有机污染物，生物膜在载体的表面形成，随着微生物老化，生物膜不断脱落、再生、更新。
3.根据权利要求2所述的炼油污水生化处理达标排放的方法，其特征在于所述厌氧流动床生物膜反应器采用直径为20～30mm的生物载体。
4.根据权利要求1所述的炼油污水生化处理达标排放的方法，其特征在于，经过所述缺氧池的处理过程为：利用反硝化菌以原污水中的有机物作为碳源，以回流液中硝酸盐的氧作为受电体，将硝态氮还原为气态氮。
5.根据权利要求1所述的炼油污水生化处理达标排放的方法，其特征在于，所述好氧流动床生物膜反应器是在活性污泥池内投加悬浮生物载体填料而形成的，所述好氧流动床生物膜反应器在同一个生物处理单元中将生物膜法与活性污泥法有机结合。
6.根据权利要求1所述的炼油污水生化处理达标排放的方法，其特征在于，所述好氧流动床生物膜反应器流出的污泥部分回流到所述厌氧流动床生物膜反应器。
7.根据权利要求1所述的炼油污水生化处理达标排放的方法，其特征在于，在所述生化处理后经过二沉池处理。
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