高浓度炼油废水的三级生化处理工艺
中国石化广州分公司(以下简称广州石化)炼油污水处理装置于2014年12月完成污染治理改造工程。炼油厂污水处理装置分为高浓度污水处理和低浓度污水处理两个系列。高浓度污水处理系列用于处理收集的高盐度、高有机物浓度污水，实现出水化学需氧量、氨氮等指标的稳定排放。但在高浓污水处理系列改造并投入使用的初期，系统运行不稳定，出水水质达不到设计指标。经过长时间的调试和优化，系统运行逐渐稳定，出水能够达标排放。
一、工艺流程
高浓度污水处理系列由高浓度污水输送管线、调节池、平流隔油池、气浮单元、吸附池、水解池、好氧池、缺氧池、氧化沟、曝气生物滤池(BAF)组成。其生化阶段分为三个生化过程，每个生化过程采用先厌氧后好氧的处理方法。流程如图1所示。
二、生化工段运行状况分析
2.1.初级生化操作现状分析
一级生化采用A/O处理工艺。气浮单元出水作为一级生化的进水，污水经过吸附池、吸附沉淀池、水解池、好氧池，出水经北沉淀池沉淀。一级生化处理污染物负荷较重，进水COD平均值高达1018.58mg/L(工艺指标≤800mg/L)，石油类平均值为18.55mg/L，硫化物平均值为25.60 mg/L，一级生化运行稳定后，COD和氨氮污染物的去除效果如图2和图3所示。
从图2和图3可以看出，一级生化处理可以有效去除COD，降解至214.27mg/L(平均值)，但一级生化处理对氨氮没有去除效果，进出水氨氮倒挂。
进一步分析一级生化对COD和氨氮的去除率，一级生化对COD的平均去除率可达78.74%，去除效果显著。而氨氮的平均去除率为负值(排除3月2日的异常数据后，平均去除率为–47.13%)。
目前广泛采用BOD5/COD(B/C)值来衡量污水的可生化性，当B/C >:0.30时，认为污水可以用生物方法处理。对生化阶段三级生化工艺的进水B/C值进行跟踪统计，结果见表1。维持一级生化进水B/C值>:0.30，污水可生化性好，所以一级生化COD降解效果明显。
一级生化COD降解显著。一方面使一级生化单元内大量的内化异养菌增殖，抑制化能自养硝化菌的生长，因此一级生化单元的氨氮去除能力较差。另一方面，在一级生化降解COD的同时，氨化细菌将有机物脱氨，释放出氨氮，导致氨氮倒挂在水中和水中的现象。
2.2.二级生化运行现状分析
二级生化采用缺氧池和氧化沟的组合处理工艺。北沉淀池出水为二级生化进水，污水经过缺氧池后进入氧化沟，然后是南沉淀池出水。同时，系统设置了氧化沟混合液回流至缺氧池的过程，为反硝化反应创造条件，从而去除污水中的总氮。同时，缺氧池的酸化可以提高氧化沟进水的B/C值，使氧化沟有效去除污水中的COD和氨氮。移除效果见图4和图5。
从图4和图5可以看出，二级生化对氨氮的降解去除效果显著，平均去除率为98.69%，COD平均降解率为60.35%，从214.27mg/L到82.19 mg/L。从表1可以看出，二级生化进水的平均B/C为0.20，小于0.30，但其COD去除率可以达到60.35%(平均值)，这可能是由于缺氧前的酸化作用
脱氨是有机废水处理的关键步骤。脱氨作用是指微生物对蛋白质和有机酸的脱氨作用，不仅降解了许多有毒有机物，还增加了污水的碱度，在处理过程中对生命代谢积累的毒物起迁移转化作用。污水脱氨后，微生物降解1g氨氮需要7.14g碱(以CaCO3计)。一方面，一级生化良好的氨化作用为二级生化提供了大部分碱度。另一方面，2017年6月起，光催化烟气脱硫出水直接引入缺氧池入口进行处理，也给二级生化带来了一定的碱度，不需要额外投加化学药剂补充污水的碱度。此外，由于一级生化的氨化作用和二级生化进水的低B/C值，为氧化沟中自养硝化细菌的生长提供了有利条件。综上所述，二级生化进水氨氮平均值为39.85mg/L，平均碱度为396.58 mg/L，二级生化进水碱度有保证，硝化菌生长环境适宜，为二级生化降解氨氮创造了必要条件。
化能异养细菌的培养条件，即生长环境，不同于化能自养细菌。这是一级生化和二级生化优势菌属不同的根本原因，使得两个生化分别承担去除COD或氨氮的任务。
2.3.三级生化运行现状分析
曝气生物滤池用于三级生化。絮凝沉淀池出水为其进水，BAF出水为高浓度污水处理系列总出水。BAF池内铺设生物填料，滤池内进行全程曝气。运行时，在填料外部进行好氧反应，在填料内部进行厌氧反应，以去除水中的COD、氨氮和总氮。
为了更好的解释BAF的运行，BAF图的数据延长到2个月。从图6可以看出，BAF只能将平均COD从55.53mg/L降低到50.20mg/L，平均去除率为11.46%。这可能是因为BAF进水的平均B/C为0.15，小于0.30。与氧化沟相比，没有预缺氧池，进入BAF的污水可生化性差。从图7可以看出，BAF氨氮平均去除率为13.17%，去除效果不明显。当BAF进水氨氮波动时，BAF氨氮去除效果较差，出水氨氮超过设计指标(≤5mg/L)。此时应采取应急措施，调整工艺，保证出水水质达标。
2.4.生化工段的优化与调整
高浓度污水经三级生化处理后，根据日常运行情况，BAF出水总氮为43mg/L，而新国标(GB31570-2015)总氮控制指标≤ 40 mg/L，因此，系统出水总氮指标暂时不能满足新国标要求，需要进一步调整优化。高浓度污水处理系列氨氮转化相关的水质分析结果见表2。
根据BAF日常分析数据，结合表2可以看出，一级生化高浓度污水处理系列主要进行氨化(进出水氨氮倒挂)；二级生化主要进行硝化作用，反硝化作用不明显(出水氨氮
许多环境因素都会影响反硝化细菌的活性，其中之一就是碳源及其浓度。多数学者认为废水中BOD5∶TN(总氮)(b/n)>:当(3~5)∶1时，不投加外源碳，但当废水中碳氮比为b/n时
通过在缺氧池入口投加碳源甲醇，调整和优化两级生化缺氧池和氧化沟组合工艺中回流比和溶解氧等参数，使系统出水总氮达到新国标要求≤40mg/L(出水总氮平均值为33.84mg/L，平均去除率为21.33%，出水COD平均值为41mg/L)。值得注意的是，硫酸盐还原反应的条件与反硝化反应的条件相似。当系统进水中硫化物含量高，二级生化中硫酸盐含量过高时，反硝化作用会受到影响，这是高浓度污水处理系列反硝化效果后期维护运行中应注意的影响因素。
三。结论和建议
1.高浓度污水处理系列一级生化主要进行氨化，COD去除效果显著，平均去除率为78.74%。二级生化处理可进一步去除COD并高效降解氨氮，去除率分别为60.35%和98.69%。三级生化可以去除部分COD和氨氮，但去除效果较差。生化系统设计
三级生化工艺是保证系统稳定运行和达标排放的有效手段。
2.在二级生化工艺中投加碳源并优化其工艺条件后，高浓度污水处理系列出水总氮平均值为33.84mg/L，可达到新的国家排放标准。
3.鉴于BAF进水B/C值较低，在污水升级改造时，物理化学处理装置(如臭氧、高压脉冲放电等。)可以投加在BAF之前，提高污水的可生化性，优化BAF的运行效果。(来源:中石化广州分公司)
免责声明：本网站内容来源网络，转载是出于传递更多信息之目的，并不意味赞成其观点或证实其内容真实性。转载稿涉及版权等问题，请立即联系网站编辑，我们会予以更改或删除相关文章，保证您的权利。
标签: 炼油高浓度污水三级生化处理工艺