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COD菌劑及助劑強化處理石化廢水

2022-12-06 14:14:36 4

石化廢水排放量大,污染物成分復雜,難生化降解有機物含量高。對于難降解的石化廢水,國內(nèi)外普遍采用的是以生物法為主體,物理法和化學法為輔助手段的組合工藝。隨著石化企業(yè)生產(chǎn)工藝的日趨復雜,產(chǎn)生廢水中的有毒有害及難生物降解物質(zhì)不斷增多,對傳統(tǒng)生物工藝造成極大負擔,二級出水中仍殘留部分難降解有機物。隨著環(huán)保問題的日益突顯,以及國家、地方省份對環(huán)保標準的不斷提高,各行業(yè)現(xiàn)有廢水處理系統(tǒng)面臨極大挑戰(zhàn)。

生物增效技術是針對廢水中特定的污染物類型開發(fā)的。高效生物菌劑產(chǎn)品可以有效去除廢水中的難降解污染物,保證穩(wěn)定和高標準的出水水質(zhì)。用于生物強化的高效菌劑可以來源于原有處理體系,經(jīng)過馴化、富集、篩選、培養(yǎng)達到一定數(shù)量后投加,也可以是原來不存在的外源微生物。生物增效技術可充分發(fā)揮微生物的潛力,改善難降解有機物的生物處理效果。近年來采用高效微生物菌劑進行生物強化的研究和應用日益增多。

現(xiàn)有污水處理市場的菌劑以國外產(chǎn)品為主。近年來國內(nèi)企業(yè)開始對菌劑產(chǎn)品進行大力推廣應用。本研究針對石化廢水的污染物特征開發(fā)了高效菌劑和助劑產(chǎn)品,并在某石化企業(yè)廢水生化處理單元進行實際應用,取得顯著的強化效果。

1、工程概況及排放標準

某石化企業(yè)同時擁有煉油裝置、化工裝置和化纖裝置,其原油綜合配套加工能力1250t/a,乙烯120t/a、對二甲苯38t/a、PTA34t/a、聚酯20t/a,為國內(nèi)最大的乙烯生產(chǎn)基地之一。其生化強化系統(tǒng)承擔來自乙烯、聚乙烯、聚丙烯、環(huán)氧乙烷、乙二醇等生產(chǎn)裝置及輔助生產(chǎn)裝置的生產(chǎn)污水,廠區(qū)生活污水及污染雨水的處理任務,處理污水量為150~200m3/h。

該處理系統(tǒng)現(xiàn)有進出水水質(zhì)及排放標準如表1所示。

污水處理設備__全康環(huán)保QKEP

由表1可知,現(xiàn)有系統(tǒng)二沉池出水COD不穩(wěn)定,有時會出現(xiàn)超標情況,因此探索采用COD菌劑及助劑強化生物處理系統(tǒng),以穩(wěn)定出水水質(zhì)。

2、工藝流程及強化方案

2.1 工藝流程

該石化廢水采用常規(guī)生化法處理,工藝流程如圖1所示?;旌蠌U水經(jīng)綜合調(diào)節(jié)池均質(zhì)并初步水解酸化后進入曝氣池,經(jīng)二沉池和緩沖池后外排。其中曝氣池污泥質(zhì)量濃度為5.0g/L,曝氣池容積為1500m3,水力停留時間約為10h。

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2.2 生物強化方案

生物強化所用COD菌劑和助劑均為自主研發(fā)產(chǎn)品。COD菌劑產(chǎn)品主要包含多種針對石化廢水水質(zhì)特點而篩選的高效菌株,對石化廢水具有較好的降解能力,菌劑產(chǎn)品為棕褐色液體,其有效細菌總數(shù)>1×109mL-1。菌劑產(chǎn)品開發(fā)流程如圖2所示。

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生物助劑是根據(jù)微生物生長所需各種營養(yǎng)成分而配制的一種濃縮型助劑產(chǎn)品,可以緩解工業(yè)廢水營養(yǎng)貧乏對微生物代謝造成的不良影響,促進生物代謝,從而加速生化系統(tǒng)對有機廢水的降解。

現(xiàn)場生物強化采用生物菌劑和助劑相結(jié)合的投加方式,生物強化周期為828日至926日,強化時間為30d。生物菌劑及助劑投加量基于菌劑產(chǎn)品的有效細菌總數(shù)和助劑濃度、進水水質(zhì)、投加時間及實踐經(jīng)驗確定,綜合考慮菌劑投加后隨出水流失及菌劑在系統(tǒng)的增殖情況,生物強化前期投加略高,隨著強化時間增長,投加量逐步降低,具體投加方案見表2。

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3、生物強化效果分析

3.1 曝氣池MLSSMLVSS變化情況

因初始曝氣池污泥質(zhì)量濃度較高,因此建議廠方在生物強化的同時加大排泥量。MLVSS可反映混合污泥中活性部分的數(shù)量,在生物強化的前、中、后期分別測定曝氣池的MLVSS(見表3),以分析生物菌劑及助劑產(chǎn)品對活性污泥中活性組分的影響。

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由表3可知,在生物強化初期曝氣池的污泥質(zhì)量濃度達到5.0g/L,MLVSS占比為56.2%,通過排泥,在第1530天時污泥質(zhì)量濃度分別降至4.6、3.8g/L,而此時MLVSS占比卻分別提高至58.5%、59.7%,由此可知生物菌劑和助劑產(chǎn)品豐富了污泥的菌群結(jié)構(gòu),有效提高了污泥中活性組分的比例。

3.2 曝氣池污泥比耗氧速率變化情況

污泥比耗氧速率(SOUR)是評價污泥微生物代謝活性的一個重要指標,它是指單位質(zhì)量的活性污泥在單位時間內(nèi)所利用氧的量,根據(jù)同一系統(tǒng)不同時期污泥SOUR的變化可以判斷污泥性質(zhì)的改變。SOUR在一定程度上反映了污泥的代謝活性,從側(cè)面驗證了污泥性能的變化。

污泥SOUR采用密閉間歇曝氣法測定,通過繪制溶解氧-時間曲線得到直線斜率,即為耗氧速率(OUR),根據(jù)式(1)可計算得到污泥的比耗氧速率。

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在生物強化過程中定期對曝氣池污泥SOUR進行測定,見表4。

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由表4可見,隨著生物強化的進行,曝氣池污泥的SOUR逐步升高,說明生物菌劑及助劑的投加對曝氣池污泥代謝性能產(chǎn)生了有益影響,提高了污泥對污染物的降解能力。

3.3 二沉池出水COD變化情況

生化系統(tǒng)的進出水COD變化情況見圖3

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以生物強化前的二沉池出水數(shù)據(jù)作對照(81日至827日)。由圖3可以看出,對照期間二沉池出水平均COD46.01mg/L,強化開始5d左右二沉池出水COD開始逐步降低,此后二沉池出水COD逐漸趨于穩(wěn)定且明顯低于強化前。強化期間二沉池出水平均COD36.58mg/L,經(jīng)生物強化后二沉池出水COD去除率提高20.5%。強化結(jié)束7d內(nèi)二沉池出水平均COD36.53mg/L,仍保持了較高的去除效果。

同時由表3可見,強化過程中隨著不斷排泥,污泥質(zhì)量濃度由最初的5.0g/L降至3.8g/L,污泥濃度降低24%,而此時污泥對COD的去除率卻提高了20.5%。由此可知經(jīng)過連續(xù)投加生物菌劑和助劑,曝氣池的污泥性能已發(fā)生明顯改善,對COD的降解能力大大增強。

4、結(jié)論

通過30d的生物強化,某石化企業(yè)廢水生化處理系統(tǒng)性能得到明顯改善。

1)污泥菌群結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,污泥活性得以改善:曝氣池MLVSS/MLSS56.2%升至59.7%,同時曝氣池污泥比耗氧速率(SOUR)由0.0073mg/g?min)升至0.0153mg/g?min)。

2)在污泥質(zhì)量濃度降低24%情況下,出水COD去除率明顯提高,菌劑及助劑對出水COD的強化效果顯著。(來源:中海油天津化工研究設計院有限公司,大慶煉化公司動力廠水質(zhì)研究所)

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