专利名称：一种炼油厂碱渣废水的处理方法
技术领域：
本发明涉及一种废水处理的方法，更具体地说，本发明涉及一种炼油厂排出的高浓度有机物质所污染的碱渣废水的微生物处理方法。
随着所加工的原油的硫含量和酸值的增加，为保证成品油的质量，汽油、柴油需要采用碱洗精制工艺，因而产生大量碱渣。所谓碱渣废水，是指催化裂化及常压蒸馏等有碱洗精制装置排放的碱渣经酸化，提取环烷酸、粗酚后得到的废水。其主要成分示于表1。
表1 碱渣废水水质分析项目 范围值CODcr 17300～43400 mg/L挥发酚 5400～8627 mg/L硫化物 1168～2255 mg/L油 430～1360 mg/LNH3-N 15.5～58.9 mg/L盐 96～123 g/LpH 8.50～9.77由表1可见，碱渣废水属炼厂中高浓度有机废水，碱渣废水中含有大量COD、挥发酚和盐。不仅浓度高，而且毒性大。因此，在炼油厂产生的所有废水中，碱渣废水是最难进行有效处理的废水之一，目前炼油厂对此没有行之有效的方法，故而只好以限流排放的形式排入污水处理场，与其它废水一起混合处理后排放。但是，由于其污染物含量很高，而且变化较大，因此在实际的生产过程中，该废水对污水处理场冲击较大且污染空气。1989年第3期《石油化工环境保护》公开了一种“环烷酸废水处理新工艺”，其方法主要过程为把碱渣废水加酸酸化后再加萃取剂萃取，萃取后出水直接排入污水场；萃取液经加入碱液进行反萃取后加酸回收环烷酸和中性油，萃取剂循环使用。其不足之处在于工艺复杂，流程长，并且消耗大量酸、碱和萃取剂，并且部分设备处于强酸性环境中，腐蚀严重。
本发明的目的是提供一种工艺简单，流程短，原料消耗少，无设备腐蚀的间歇式活性污泥过程(Sequencing Batch Reactor简称SBR)预处理炼油厂碱渣废水的方法。
炼油厂碱渣废水的处理方法，在生物反应池内采用间歇式活性污泥法处理废水，本方法包括活性污泥驯化阶段和稳定运转阶段，在活性污泥驯化阶段所用时间为12～48天，优选为14～28天，进水COD浓度为500～4000mg/L，进水容积负荷为0.02～2.0kgCOD/(m3.d)，进水盐含量为25g/L以下，活性污泥含量为4～15g/L；在稳定运转阶段进水COD浓度为1000～7000mg/L，进水容积负荷为0.8～3.0kgCOD/(m3.d)，进水盐含量为30g/L以下，活性污泥含量为7～15g/L。
所述的活性污泥驯化阶段和稳定运转阶段的每个操作周期都包括充水、曝气、沉降、排水工序。充水工序和曝气工序可以同时进行，也可以在充水工序进行一定时间后进行曝气工序。间歇式活性污泥法每天进行1～3个操作周期，充水工序时间占曝气工序时间的15～95％，优选为45～85％；曝气工序占每个操作周期时间的60～95％，沉降工序占每个操作周期时间的5～25％，排水工序占每个操作周期时间的2～15％。在每个操作周期中投加营养物质氮和磷，其BOD5∶N∶P比例按重量计为100∶5～10∶1～2。营养物质氮通过投加尿素实现，所述的营养物质磷通过投加磷盐实现。生物反应池内的温度控制在15～40℃，优选为20～35℃，pH值控制在6～10，优选为7～9。所述的曝气工序控制生物反应池内的氧溶解量为0.5mg/L以上。
本发明方案中，活性污泥取自生化曝气池，其驯化阶段是关键阶段。由于碱渣废水中含有大量对微生物有毒害作用的有机废物和大量无机盐类，特别是无机盐类对微生物的毒性最大，没有经过驯化的微生物难以存活，更无法达到去除污染物的作用。本发明通过逐渐提高COD处理负荷和逐渐增加盐含量的方法使微生物驯化。在驯化阶段的初期，采用每天1个操作周期，曝气工序所需时间比例稍大一些，可以占75～95％，气水体积比为70～100，处理负荷和盐含量可以分2～4次逐步提高，每3～6天提高一次负荷；当生化反应池中的活性污泥含量稳定在4g/L以上，处理负荷达到0.7～0.9kg·COD/m3.d时，说明微生物有一定的适应能力，可以采用每天2个操作周期，曝气工序所需时间比例可以为70～85％，气水体积比可以为60～90，处理负荷和盐含量分2～4次继续提高，每3～6天提高一次负荷，驯化结束时处理负荷达到2.0～2.5 kg·COD/m3.d，盐含量在25g/L以下，活性污泥量为5～15g/L，最好为8～10g/L，此时说明活性污泥中的微生物已有了很强的适应能力和繁殖能力，可以进一步长期稳定的处理该废水。
在稳定运转阶段，最好采用每天2个操作周期。曝气工序根据不同水质情况进行整个操作周期的60～90％，最好为75～85％，气水体积比可以为60～90，活性污泥量为7～15g/L，最好为8～10g/L。本发明方法可以稳定处理废水的负荷为进水COD容积负荷为0.8～3.0kg·COD/m3.d，进水挥发酚容积负荷为0.1～0.5kg·COD/m3.d，盐含量为30g/L以下。
每个周期各工序具体为(1)充水工序，此工序为反应池接纳废水的过程，在废水流入开始之前是前个周期的排水结束状态，反应池内有剩余活性污泥混合液；(2)曝气工序，对反应池内的废水曝气，可以在充水的同时进行曝气工序，也可以在充水工序进行一段时间后进行曝气工序，溶解氧控制在0.5mg/L以上，最好控制在1～4mg/L；(3)沉降工序，停止曝气，活性污泥绒粒进行重力沉淀和上清液分离；沉淀过程是静止沉淀，有更高的沉淀效率；(4)排水工序，排出活性污泥沉淀后的上清液，恢复到处理周期开始的最低水位。根据不同水质、不同出水质量要求，控制好每个工序的时间。营养物质的投入最好在充水工序。
本发明处理炼油厂碱渣废水，可将有机物由1000～7000mg/L降至400mg/L以下，进水COD容积负荷为0.8～3.0kgCOD/m3.d时，COD去除率为80～90％。挥发酚浓度可从400～1600mg/L，降至15mg/L以下，进水挥发酚容积负荷为0.1～0.5kgCOD/m3.d时，去除率达97.8～99.4％。
大量研究结果表明，炼油厂碱渣废水可以进行微生物处理，特别是可以采用间歇式活性污泥法处理碱渣废水。利用生化曝气池的活性污泥，经过严格的驯化，控制进水中对微生物有毒害的盐的含量，在适当的条件下，可以对炼油厂碱渣废水进行有效的预处理。由于碱渣废水中含有大量对微生物有毒害作用的有机物和盐类，因此用微生物法处理碱渣废水，关键在于活性污泥的驯化，采用本发明的活性污泥的驯化方法，可以在较短时间内使活性污泥驯化，使生化反应池在短时间内达到处理较高负荷碱渣废水的能力。碱渣废水中的盐对微生物的毒害作用最大，在活性污泥驯化和稳定运转阶段都要严格控制进水的盐含量，进水盐含量对微生物的生存和繁殖有较大影响，经大量实验表明，进水的盐含量控制在30g/L以下时，可以得到较稳定、较理想的处理结果。为了避免进水盐含量波动的影响，最好控制在25g/L以下。
本发明方法可以把高有机物浓度、高盐含量的炼油厂碱渣废水进行有效的预处理，处理后的污水可以直接排入污水处理场。本发明方法在一个生物反应池内进行，流程短，工艺简单，易于操作，只需少量微生物的营养物质，操作费用低，整个过程在接近中性条件下进行，无设备腐蚀问题。
下面通过实施例对本发明方法进行祥细说明。
实例1(1)活性污泥驯化阶段采用炼油厂污水处理场表面曝气池污泥，SBR反应池初始污泥浓度为7.2g/L。在驯化阶段初期，每天进行1个操作周期，充水工序为20小时，曝气工序为21小时，沉降工序为2小时，排水工序为1小时，气水体积比为90∶1，水温为22℃，pH值为7.2。在驯化阶段后期，每天进行2个操作周期，充水工序为8小时，曝气工序为10小时，沉降工序为1.5小时，排水工序为0.5小时，气水体积比为80∶1，水温为22℃，pH值为7.2，在进水的同时曝气。
(2)稳定运转阶段每天进行2个操作周期，充水工序为8小时，曝气工序为10小时，沉降工序为1.5小时，排水工序为0.5小时，气水体积比为60∶1，水温为25℃，pH值为7.3，溶解氧含量为3mg/L。在进水的同时曝气。其它条件见表2。
表2
从表2可以看出，用本发明的方法，可以在较短时间内使活性污泥驯化，在长期处理高有机物浓度的碱渣废水时，COD的去除率达89％，挥发酚的去除率达99.9％，取得了理想的处理效果。
实例2～4实例2～4为用不同的驯化条件，处理不同负荷的碱渣废水，在驯化阶段，进水COD负荷逐步提高。其中实例2为每天运行一个周期，采取较长的充水时间，实验流程与实例1相同。实例3除了采用较短的充水周期以外，重复实例1的各步骤。实例4的目的在于说明以间歇式活性污泥法除去碱渣废水中的COD和酚时，增加处理周期数(即缩短每周期的运行时间)得到的效果。实验流程与实例1相同。具体条件及结果见表3。
从表3可以看出实例2采用每天运行一个周期，COD去除率最高，为88.0％，但出水COD较高，且所需的驯化时间较长；相对于实例1而言的实例2，采用较短的充水周期，处理效果优于实例2和实例4，不及实例1；实例4能达到的负荷最高，为2.68kgCOD/(m3.d)，但去除率较低，为81.4％。综上所述，对于高浓度碱渣废水而言，最适宜的处理模式为实例1即每天运行两周期，采取慢速充水方式，这样可减缓废水中有毒害物质对反应池内活性污泥的冲击，缩短驯化周期，达到平稳运行。
表权利要求
1.一种炼油厂碱渣废水的处理方法，其特征在于在生物反应池内采用间歇式活性污泥法处理废水，本方法包括活性污泥驯化阶段和稳定运转阶段，在活性污泥驯化阶段所用时间为12～48天，进水COD浓度为500～4000mg/L，进水容积负荷为0.02～2.0kgCOD/(m3.d)，进水盐含量为25g/L以下，活性污泥含量为4～15g/L；在稳定运转阶段进水COD浓度为1000～7000mg/L，进水容积负荷为0.8～3.0kgCOD/(m3.d)，进水盐含量为30g/L以下，活性污泥含量为7～15g/L。
2.如权利要求1的方法，其特征在于，所述的活性污泥驯化阶段和稳定运转阶段的每个操作周期都包括充水、曝气、沉降、排水工序。
3.如权利要求1的方法，其特征在于，所述的间歇式活性污泥法每天进行1～3个操作周期。
4.如权利要求2的方法，其特征在于，所述的充水工序时间占曝气工序时间的15～95％，曝气工序占每个操作周期时间的60～95％，沉降工序占每个操作周期时间的5～25％，排水工序占每个操作周期时间的2～15％，充水工序和曝气工序同时开始。
5.如权利要求3的方法，其特征在于所述的充不工序时间占曝气工序时间的45～85％，充水工序和曝气工序同时开始。
6.如权利要求3、4或5的方法，其特征在于，在每个操作周期中投加营养物质氮和磷，其BOD5∶N∶P比例按重量计为100∶5～10∶1～2。
7.如权利要求6的方法，其特征在于，所述的营养物质氮通过投加尿素实现，所述的营养物质磷通过投加磷盐实现。
8.如权利要求1的方法，其特征在于，所述的生物反应池内的温度控制在15～40℃，pH值控制在6～10。
9.如权利要求8的方法，其特征在于，所述的生物反应池内的温度控制在20～35℃，pH值控制在7～9。
10.如权利要求2的方法，其特征在于，所述的曝气工序控制生物反应池内的氧溶解量为0.5mg/L以上。
11.如权利要求1的方法，其特征在于所述的驯化阶段的时间为14～28天。
12.如权利要求1的方法，其特征在于所述的驯化阶段可以分4～8次提高进水盐含量和进水容积负荷，每3～6天提高一次负荷。
全文摘要
本发明涉及一种炼油厂碱渣废水的处理方法。采用间歇式生物处理法(SBR),污水处理场的活性污泥经12～48天的驯化用于处理碱渣废水,控制SBR进水的盐含量在30g/L以下,进水容积负荷在3.0kgCOD/(m
文档编号C02F3/12GK1257047SQ9812108
公开日2000年6月21日 申请日期1998年12月16日 优先权日1998年12月16日
发明者许谦, 林涛, 杨英, 王丽颖, 张祖康, 林大泉 申请人:中国石油化工集团公司, 中国石油化工总公司抚顺石油化工研究院