含油污水浮選與生物吸附聯合處理技術
目前國內煉油企業(yè)處理其產生的含油污水，一般采用“老三套”污水處理技術，即：隔油—浮選—生化。
其中浮選和生化技術最為關鍵。浮選技術一般采用加壓溶氣氣浮法，該方法操作壓力大、部件易損壞、維修不便，不適于中小企業(yè)使用;而生化技術則采用O/O、A/O、A/O/O及氧化溝工藝等。這些傳統(tǒng)生化工藝各有特點，基本可以保證出水達標〔1〕，但也顯示出構筑物龐大、處理時間長、去除速率較低等缺點，而且因為含油污水中的有毒有害物質抑制生化處理，使得處理深度不夠〔2-4〕。生物吸附—生物降解工藝(AB法)兼具污泥高效吸附和生物降解的功能〔5〕，適用于有毒有害及有機污染重的含油污水的處理。針對某中小型煉油企業(yè)產生的含油污水中石油類及其他有機污染物濃度高、水量也較大的特點，筆者選擇AB法作為生化處理工藝，并以渦凹氣浮作為浮選工藝進行試驗研究，取得了理想的處理效果。
1材料與方法
1.1試驗水樣
含油污水取自南方某小型煉油廠隔油池出水，該廠污水產生量約30m3/h，污水水質見表1。
表1含油污水水質
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綜合來看，該污水的主要污染物為石油類、COD、S2-，其他如NH3-N、CN-含量則較低。
1.2處理工藝及裝置
浮選工藝是通過絮凝和氣浮作用來去除水中的微小固體和膠體雜質，其對含油污水的石油類和SS具有理想的去除效果，同時也能削減COD。
AB法是由污泥負荷率較高的A段和污泥負荷率較低的B段共兩級活性污泥系統(tǒng)串聯組成，并分別有獨立的污泥回流系統(tǒng)。A、B兩段有各自獨特的微生物群體，所以處理效果穩(wěn)定;A段的活性污泥吸附能力強，能吸附污水中大分子有機物，同時因其負荷高，具有很強的抗沖擊負荷能力，因而對有毒有害物質的緩沖能力強〔6〕。
試驗工藝流程見圖1。其中AB法中A段(池)容積為4L，B段(池)容積為43L，總水力停留時間(HRT)為8~10h。
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圖1浮選與AB法聯合處理含油污水工藝流程
1.3分析項目及方法
含油污水主要分析的項目有pH、溶解氧(DO)、石油類、COD、S2-、NH3-N和CN-等，分析方法均采用國家標準方法測定。pH采用電極法測定;DO采用DO測量儀測定;石油類濃度采用紫外分光光度法測定;COD采用重鉻酸鉀法測定;S2-采用碘量法測定;NH3-N采用氨氣敏電極法測定;CN-采用吡啶-巴比妥酸比色法測定。
2結果與討論
2.1浮選處理效果
通過絮凝劑篩選實驗和適宜pH的實驗，確定浮選工藝中選用聚合氯化鋁(PAC)作為含油污水的絮凝劑，投加質量濃度約20~40mg/L，以6.5~7.8為最佳絮凝pH，該條件下產生的絮體多，氣浮較快，澄清液顯淺黃色，浮選效果理想。
浮選工藝對含油污水的去除效果見表2。
表2浮選工藝對含油污水的去除效果
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由表2可知，本實驗中，浮選工藝對含油污水中石油類和COD的去除率分別達到70.3%和42.6%，去除效果較理想，為后續(xù)生化處理減輕了負荷。
2.2AB法中HRT的確定
通常，一個污水處理系統(tǒng)的效能可由去除負荷和出水水質(或去除率)兩個因素來確定，僅當二者都處于相對較高水平時，系統(tǒng)的整體效能才算發(fā)揮最佳。
為了分別確定AB法的A段和B段最佳HRT，控制A段DO為0.8~1.2mg/L，pH為6.5~7.8，污泥回流比為30%;控制B段DO為2.5~3.0mg/L，pH為6.5~7.8，污泥回流比為40%。然后分別在A段的HRT為30~60min、B段的HRT為2~14h范圍內進行試驗。每個條件運行7d，分別考察AB法中A段和B段對主要污染指標COD的去除情況。HRT與A、B段處理效果的關系分別見圖2和圖3。
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圖2A段HRT與處理效果的關系
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圖3B段HRT與處理效果的關系
由圖2可知，A段整體的去除負荷都較高，當其HRT為30~60min時，COD去除負荷均達到2.0kg/(m3˙d)以上。但是HRT較短時，COD去除率較低。當HRT≤40min時，COD去除率低于30%;HRT≥45min時，COD去除率超過35.5%。但是繼續(xù)延長HRT，COD去除率增加緩慢，而去除負荷下降卻較快，裝置整體效能不高，所以AB法的A段HRT確定為45~50min較為合適。
由圖3可知，B段的HRT在2~6h時，雖然COD去除負荷超過0.40kg/(m3˙d)，但COD去除率只有48%左右，且出水水質也還達不到排放標準，說明污水處理時間太短，低于污染物降解所需時間。當HRT達到8h以上時，COD去除率達到58%以上，出水水質已達到排放標準。但如果過度延長HRT，裝置去除負荷下降較快，COD去除率變化則不大。綜合考慮，AB法的B段HRT確定為8~10h較為合適。
2.3浮選與AB法聯合處理效果綜合分析
含油污水的pH為6.5~7.8，根據污水含油量，按20~40mg/L投加聚合氯化鋁絮凝劑進行浮選處理，浮選出水再進入AB系統(tǒng);A段的HRT為48min，污泥回流比為30%，控制DO為0.8~1.2mg/L;B段的HRT為8h，污泥回流比為40%，控制DO為2.5~3.0mg/L。實驗穩(wěn)定運行了2個月，對含油污水的各主要污染指標進行監(jiān)測分析，平均結果見表3。
表3浮選與AB法聯合處理含油污水的結果
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由表3可以看出，含油污水經浮選與生物吸附法(AB法)聯合處理后，污水中石油類、COD、S2-、NH3-N的平均去除率分別達到94.3%、84.4%、96.7%、57.2%，綜合處理效果較好。浮選單元對含油污水的石油類的去除效果非常理想，平均去除率達到72.4%;AB法對有機物(COD)的去除效果也較為理想，尤其是A段的COD平均去除負荷達到3.68kg/(m3˙d)，B段的COD平均去除負荷也有0.36kg/(m3˙d)。而且，處理后總出水水質較好，顯示出AB法對含油污水有較好的處理深度。這是由于AB法的吸附段(A段)對大分子有較強的吸附去除，為生物降解段(B段)降解其他有機物創(chuàng)造了條件。對于該工藝的處理成本，由于該工藝采用的是渦凹氣浮除油方法，其電耗僅為加壓溶氣氣浮的1/6~1/8;連同藥劑費，噸水處理成本僅需1.1元左右。而生物吸附法的A段由于負荷高、處理時間極短，總的生化處理段成本也不高;只考慮各電機的耗電費用的話，噸水處理成本約為1.2元。所以采用渦凹氣浮與生物吸附聯合處理該類含油污水，不僅技術可行，而且運行成本也較低。
3結論
試驗表明，采用渦凹氣浮和生物吸附法聯合處理中小型煉油企業(yè)生產廢水，技術可行、費用也較低。處理出水可以達到《污水綜合排放標準》(GB8978—1996)的一級標準，噸水處理成本僅需2.3元。
(1)采用渦凹氣浮技術，不需要壓縮空氣，不會發(fā)生阻塞現象，也不會因為氣壓不穩(wěn)而影響運行。渦凹氣浮工藝對該污水的石油類和COD的平均去除率分別為70.3%和42.6%。
(2)對于生物吸附法，控制A段的HRT≤50min，DO≤1.0mg/L，其COD的平均負荷可以達到3.68kg/(m3˙d);B段的HRT較長，為8~10h，DO≥2.5mg/L，其COD的平均去除率可以達到58.0%。
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