CN105036484A - 一种处理难降解炼油废水的生物修复装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种可以有效去除炼油厂废水中的多环芳烃化合物PAHs且高效降低废水COD的生物修复装置，采用如下技术方案：一种处理难降解炼油废水的生物修复装置，包括UASB反应器模块和PBBR反应器模块，UASB反应器模块包括第一给水槽、第一抽吸泵、UASB反应器、三相分离器、气室和循环泵，三相分离器通过管路分别与循环泵和PBBR反应器模块连接，并在与PBBR反应器模块连接的管路上设有阀门，PBBR反应器模块包括第二给水槽、第二抽吸泵、PBBR反应器。炼油废水中的PAHs在UASB反应器的厌氧污泥层中经过厌氧发酵降解为甲烷和二氧化碳，PBBR反应器中的生物膜去除废水中溶解性的和胶体状的有机污染物，达到有效去除炼油废水中的多环芳烃化合物PAHs且高效降低废水COD的目的。

Description

一种处理难降解炼油废水的生物修复装置

技术领域

本发明属于污水处理及生物修复领域，特别涉及一种处理难降解炼油废水的生物修复装置。

背景技术

近年来，随着汽车的广泛普及，石油能源作为汽车的动力来源，消耗日益增大，使得炼油厂石油产量产生了巨大压力。炼油厂在原油加工处理过程中，会产生大量含有难降解有机污染物的炼油废水，其进入污水处理厂或城市河流水系中，不仅影响水质，而且对水生态系统和人类健康具有潜在的风险。随着国家环保制度的日益加强及污染物排放量的严格控制，炼油厂生产废水的处理问题严重制约其规模化发展。

炼油厂对原油资源进行化学处理和深加工，其直接蒸馏、重质油的裂化与蒸馏以及某些馏分的精制等过程中会产生性质多变的生产废水，炼油废水COD含量高，难生物降解物质（如多环芳烃化合物PAHs）较多，若高COD废水直接排入水体，将破坏水环境生态系统的稳定，导致河流厌氧状态的产生，对水生生物的生存造成巨大威胁；而多环芳烃化合物PAHs作为一类新型有机污染物，一旦流入水体，将会长时间在水体中滞留，难以去除，危胁水生生态系统平衡，危害水生生物及人类健康及生存。目前炼油废水的处理，高效去除废水中的PAHs及降低废水的COD成为现代社会污水处理的一大难题。

发明内容

本发明提供了一种可以有效去除炼油厂废水中的多环芳烃化合物PAHs且高效降低废水COD的生物修复装置。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种处理难降解炼油废水的生物修复装置，包括UASB反应器模块和PBBR反应器模块，所述UASB反应器模块包括第一给水槽1、第一抽吸泵2、上流式厌氧污泥床反应器3（以下简称UASB反应器）、三相分离器4、气室5和循环泵6，第一抽吸泵2连接第一给水槽1和UASB反应器3的下端进口，UASB反应器3的上端连接三相分离器4，三相分离器4上设置气室5，三相分离器4通过管路分别与循环泵6和PBBR反应器模块连接，并在与PBBR反应器模块连接的管路上设有阀门7，循环泵6连接UASB反应器3的下端进口；所述PBBR反应器模块包括第二给水槽8、第二抽吸泵9、填充床式生物膜反应器10（以下简称PBBR反应器），第二抽吸泵9连接第二给水槽8和PBBR反应器10的下端进口。

优选的，还包括中水回用模块，中水回用模块包括集水槽11、活性炭净化管12和加热器13，活性炭净化管12连接集水槽11和加热器13，活性炭净化管12上设置外排管道14，UASB反应器和PBBR反应器外部分别包裹有第一螺旋状加热管15、第二螺旋状加热管16，第一螺旋状加热管15和第二螺旋状加热管16的上部分别通过管路连接中水回用模块的集水槽11，加热器13通过管路分别与第一螺旋状加热管15和第二螺旋状加热管16下端连接。

优选的，气室内设置气体监测报警装置17，当气室内的浓度超标即报警。

优选的，UASB反应器3的污泥的混合液悬浮固体浓度和混合液挥发性悬浮固体浓度分别为17.1g/L和15.1g/L，UASB反应器3中的污泥的体积是UASB反应器3总体积的15%。

优选的，PBBR反应器10内PH范围为6.0~7.5，溶解氧含量范围为2~3mg/L。

优选的，UASB反应器3和PBBR反应器10内温度范围为34~36℃。

将炼油废水倒入第一给水槽中，开启第一抽吸泵，第一抽吸泵将炼油废水抽到UASB反应器中，炼油废水中的PAHs在UASB反应器的厌氧污泥层中经过厌氧发酵降解为甲烷和二氧化碳，经过三相分离器后气体进入气室，液体经由循环泵抽吸到到UASB反应器中再次厌氧发酵降解，多次循环之后打开阀门使液体进入第二给水槽，经由第二抽吸泵进入PBBR反应器，经过PBBR反应器中的生物膜去除废水中溶解性的和胶体状的有机污染物，达到有效去除炼油废水中的多环芳烃化合物PAHs且高效降低废水COD的目的。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述：

图1是本发明的示意图；

图2为炼油废水COD进出水浓度变化曲线图；

图3为炼油废水COD去除效率曲线图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述：

一种处理难降解炼油废水的生物修复装置，包括UASB反应器模块和PBBR反应器模块，所述UASB反应器模块包括第一给水槽1、第一抽吸泵2、UASB反应器3、三相分离器4、气室5和循环泵6，第一抽吸泵2连接第一给水槽1和UASB反应器3的下端进口，UASB反应器3的上端连接三相分离器4，三相分离器4上设置气室5，三相分离器4通过管路分别与循环泵6和PBBR反应器模块连接，并在与PBBR反应器模块连接的管路上设有阀门7，循环泵6连接UASB反应器3的下端进口；所述PBBR反应器模块包括第二给水槽8、第二抽吸泵9、PBBR反应器10，第二抽吸泵9连接第二给水槽8和PBBR反应器10的下端进口，还包括中水回用模块，中水回用模块包括集水槽11、活性炭净化管12和加热器13，活性炭净化管12连接集水槽11和加热器13，活性炭净化管12上设置外排管道14，UASB反应器和PBBR反应器外部分别包裹有第一螺旋状加热管15、第二螺旋状加热管16，第一螺旋状加热管15和第二螺旋状加热管16的上部分别通过管路连接中水回用模块的集水槽11，加热器13通过管路分别与第一螺旋状加热管15和第二螺旋状加热管16下端连接，气室内设置气体监测报警装置17，UASB反应器3的污泥的混合液悬浮固体浓度和混合液挥发性悬浮固体浓度分别为17.1g/L和15.1g/L，UASB反应器3中的污泥的体积是UASB反应器3总体积的15%，PBBR反应器10内PH范围为6.0~7.5，溶解氧含量范围为2~3mg/L，UASB反应器3和PBBR反应器10内温度范围为34~36℃。

将炼油废水倒入第一给水槽中，经检测第一给水槽中炼油废水PAHs浓度为10.56mg/L、COD浓度为1200mg/L，开启第一抽吸泵，第一抽吸泵将炼油废水抽到UASB反应器中，用活性污泥调整入流液体COD使其均值约为1000mg/L，设置停留时间为72h，反应器温度维持在34~36℃，控制C:N:P=300:5:1，达到稳态运行工况后，调整C:N:P=600:5:1，炼油废水中的PAHs在UASB反应器的厌氧污泥层中经过厌氧发酵降解为甲烷和二氧化碳，经过三相分离器后气体进入气室，液体经由循环泵抽吸到到UASB反应器中再次厌氧发酵降解，多次循环之后打开阀门使液体进入第二给水槽，第二给水槽中的炼油废水经过UASB反应器处理的炼油废水，其COD均值降至182mg/L，去除率为71.11%。经由第二抽吸泵进入PBBR反应器，PBBR控制反应器系统最佳pH范围为6.0~7.5，pH控制在7.3±0.1，DO维持在2~3mg/L，反应器温度维持在34~36℃，经过生物膜去除废水中溶解性的和胶体状的有机污染物，经过PBBR反应器处理的炼油废水，其COD均值降至80mg/L，去除率为27.25%。本发明装置出水COD总去除率达81.16%，PAHs总去除率达100%。

Claims (6)

1.一种处理难降解炼油废水的生物修复装置，其特征在于，包括UASB反应器模块和PBBR反应器模块，所述UASB反应器模块包括第一给水槽、第一抽吸泵、UASB反应器、三相分离器、气室和循环泵，第一抽吸泵连接第一给水槽和UASB反应器的下端进口，UASB反应器的上端连接三相分离器，三相分离器上设置气室，三相分离器通过管路分别与循环泵和PBBR反应器模块连接，并在与PBBR反应器模块连接的管路上设有阀门，循环泵连接UASB反应器的下端进口；所述PBBR反应器模块包括第二给水槽、第二抽吸泵、PBBR反应器，第二抽吸泵连接第二给水槽和PBBR反应器的下端进口。

2.根据权利要求1所述的一种处理难降解炼油废水的生物修复装置，其特征在于，还包括中水回用模块，中水回用模块包括集水槽、活性炭净化管和加热器，活性炭净化管连接集水槽和加热器，活性炭净化管上设置外排管道，UASB反应器和PBBR反应器外部分别包裹有第一螺旋状加热管、第二螺旋状加热管，第一螺旋状加热管和第二螺旋状加热管的上部分别通过管路连接中水回用模块的集水槽，加热器通过管路分别与第一螺旋状加热管和第二螺旋状加热管下端连接。

3.根据权利要求1所述的一种处理难降解炼油废水的生物修复装置，其特征在于，气室内设置气体监测报警装置。

4.根据权利要求1所述的一种处理难降解炼油废水的生物修复装置，其特征在于，UASB反应器的污泥的混合液悬浮固体浓度和混合液挥发性悬浮固体浓度分别为17.1和15.1g/L，UASB反应器中的污泥的体积是反应器总体积的15%。

5.根据权利要求1所述的一种处理难降解炼油废水的生物修复装置，其特征在于，PBBR反应器内PH范围为6.0~7.5，溶解氧含量范围为2~3mg/L。

6.根据权利要求2所述的一种处理难降解炼油废水的生物修复装置，其特征在于，UASB反应器和PBBR反应器内温度范围为34~36℃。