陈浩铭
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摘要：采用水解酸化一好氧工艺对经过物化预处理的油田废水进行生化处理。结果表明：水解酸化一好氧工艺对经物化处理后的油田废水具有理想的处理效果。该工艺与传统的物理化学法处理流程相比，其工程投资和运行费用也具有较为明显的优势。
关键词：油田废水；水解酸化；好氧
石油化学工业是以石油为原料，以裂解、精炼、分馏、重整、合成等工艺为主的一系列有机物加工过程，生产中产生的废水是一种高浓度的有机废水，废水水量大、成分复杂，而且水中污染物多是有害的有机物，对环境污染严重。某石化公司原有一座污水处理厂，废水进行简单的预处理后，二级处理采用进口的纯氧曝气装置，进行纯氧曝气生物处理.但自建成投产，处理效果一直不理想，经过分析，废水中的有机污染物质中，含有一些难生化降解的烃类、醇类、醛类、有机氯化物等，有一部分不能被好氧微生物所降解，单靠好氧活性污泥法处理，很难达到预计目的.需要引入厌氧生物处理系统，提高废水的可降解性，结合该厂具体情况，经过大量的分析研究，拟采用水解酸化 - 好氧工艺改造现有的处理系统。
1 工艺研究
1.1试验材料与方法
1.1.1试验水质及接种污泥
试验用水为某原油污水处理站经过隔油一混凝沉淀后的出水，现场采集后置于4℃环境保存．废水水质见表1。试验用水按COD：N：P=100：5：1投加NH4Cl和KH2P04．接种污泥取自：①某市炼油厂，②金山石油化工厂，③曲阳水质净化厂的二沉池回流污泥．按照体
积比1：1：1混合均匀后投加于水解酸化反应器和好氧反应器，投加量为反应器有效体积的30％．污泥性质见表2。其中，水解酸化反应器采用好氧预挂膜技术。
表1 试用水水质
图1 工艺流程图
1.2试验装置与试验流程
水解酸化一好氧接触氧化反应器试验装置，反应器为立式圆柱状，材料采用有机玻璃，装置的有效容积为6.1 L，内部采用半软性纤维填料。因为夏季来水温度较高，所以水解酸化反应器内采用辅助电热管控温，继电器温度控制在20～40℃。水解酸化反应器上端封闭，留有一直径10mm左右的小孔，DO控制为0～0.2 mg/L。水解酸化反应器后接好氧接触氧化池，好氧接触氧化池中利用曝气头曝气，DO控制为3～5 mg/L。其中每个装置总高度为700 mm，有效段540mm，装置内径120mm。
2试验结果与分析
2.1试验结果
水解酸化一好氧法各工况运行的实际控制条件及运行结果汇总见表3。
表3 各工况运行结果
从表3可以看出各工况出水CODCr均能达到《石油开发工业水污染物排放标准》（GB 3550--83）第一级工类标准。而工况H3一03的水力停留时间最短，是较优工况，为考察该工况其他水质指标能否排放标准，推荐该工况的工艺参数作为今后工程设计参数，将其出水委托上海市杨浦区环境监测站检测，结果表明，工况H3一03出水的各项指标均达到GB 3550--83第一级I类标准。
2.2水解酸化段最佳停留时间的分析
废水经水解酸化后，BOD5/CODCr越高，则水解酸化的出水越容易被后续好氧处理的好氧菌降解。从表3可知，当水解酸化段HRT为10 h时，其BOD5/CODCr0.2降为0.12，表明废水中易降解有机物已得到降解，而难降解CODCr尚未得到较好得转化。可见，此HRT偏短，达不到提高废水可生化性的目的。当水解酸化段HRT为20 h时，其BOD5/CODCr由0.2（原水）降为0.14，且CODCr，去除率较高（50％），高于其他两种工况，表明废水中能生物降解的有机物（包括部分难降解CODCr。转化后的有机物）已得到了较好的降解。但过长的HRT使
水解酸化池容积增大，经济上不合理。当水解酸化段HRT为15 h时，虽然其CODCr，去除率达45％，但BOD5/CODCr，仍为0.2，可见水解酸化段的HRT取15 h时效果最佳，既有较好的CODCr，去除率，还可较好的提高废水可生化性，为最佳水力停留时间。
2.3水解酸化段容积负荷对COD去除率的影响
水解酸化反应器的容积负荷对其出水COD和COD去除率的影响符合生物法处理废水的一般规律，经3种负荷的水解酸化处理后，其后续的好氧段出水COD均能达到排放标准，因此水解酸化段停留时间可采用10h，即COD负荷率选用小于0．487 k/（m3·d）．当好氧反应器停留时间保持10h，水解酸化段COD容积负荷由0.235 kg/（m3·d）提高到0.487 kg/（m3·d），有机物去除率变化不大，均能达到排放标准．从达标排放以及缩小池容、降低工程投资考虑，好氧段停留时间可采用10h，COD容积负荷率可选用小于0.290kg/（m3·d）．根据以上分析可知：经物化处理后的油田废水采用水解酸化．好氧生物法处理工艺的设计参数为：水解酸化段COD负荷率选用小于0．487kg/（m3·d），好氧段COD负荷率选用小于0．290kg/（m3·d）。
3 结论
（1）水解酸化一好氧法对经物化预处理后的油田废水具有理想的处理效果，好氧段各工况的出水COD均能达到《国家石油开发工业水污染物排放标准（GB3550—83）》第一级工类标准．水解酸化段停留时间为15h时，可作为水解酸化段的最佳停留时间．经物化处理后的油田废水采用水解酸化一好氧生物法处理工艺的设计参数为：水解酸化段COD负荷率选用小于0．487 kg/（m3·d），好氧段COD负荷率选用小于0．290 kg/（m3·d）。
（2）运用GC/MS技术分析油田废水有机污染物在工艺流程中的相对组分变化规律，可以获得水解酸化一好氧法处理油田废水过程中的有机污染物迁移和降解规律．其中，在水解酸化段中酮类、芳烃得到较好的降解，好氧段中酚类、酮类、酸类、烷烃和烯烃降解明显，生物法处理油田废水对于其中BTEX具有较好的降解能力．
（3）水解酸化段停留时间为15 h时，反应器除了有较好的CODCr去除率，还较好地提高油田废水可生化性，可作为水解酸化段的最佳停留时间。
（4）水解酸化段CODCr。去除率随着容积负荷的提高而下降。但三种试验负荷下的好氧段出水均能达到排放标准，为节省工程投资可考虑选用容积负荷0.487kgCODCr/（m3·d），相当于本试验条件下的HRT 10 h。
（5）好氧段CODCr，去除率随着容积负荷的提高的提高而下降。但当水解酸化段容积负荷小于0.487kgCODCr/（m3·d）时，好氧段各工况的出水均能达到排放标准，因此，若采用水解酸化一好氧工艺处理油田废水，好氧段的容积负荷可选用0.245kgCODCr/（m3·d），相当于本试验条件下的HRT 10 h。
（6）传统工艺产生的化学污泥需经压滤后卫生填埋，而生物法产生的剩余污泥经简单处理可用在该作业区周边固砂植物的培育，具有较高的农用价值，实现了污泥的循环利用。
（7）物化预处理一水解酸化一好氧工艺与传统的“隔油一混凝一过滤”处理工艺相比，在工程投资和运行费用也具有较为明显的优势。
参考文献
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论文作者:陈浩铭
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第20期
论文发表时间:2018/11/13
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