浅谈炼厂含油污水的生化处理工艺

摘要：本文介绍了通过预处理（除油处理）、生化处理和后处理（污泥处理）的含油污水可达到国家排放标准。 　　

关键词：含油污水；生化处理工艺；污泥处理

　　含油污水主要来源于减粘、焦化和重油处理装置生产过程中产生的污水和储油罐中排放的油罐底水，成份复杂。

　　含油污水如果不加以回收处理，不仅会造成浪费，还会在排入河流、湖泊或海湾时污染水体，影响水生生物生存；若用于农业灌溉，则会堵塞土壤空隙，妨碍农作物生长。含油污水被排到江河湖海等水体后，油层覆盖水面，阻止空气中的氧向水中的扩散； 水体中由于溶解氧减少，藻类进行的光合作用受到限制； 影响水生生物的正常生长，使水生动植物有油味或毒性，甚至使水体变臭，破坏水资源的利用价值； 如果牲畜饮了含油废水，通常会感染致命的食道病； 如果用含油污水灌溉农田，油分及其衍生物将覆盖土壤和植物的表面，堵塞土壤的孔隙，阻止空气透入，使果实有油味，或使土壤不能正常进行新陈代谢和微生物新陈代谢，严重时会造成农作物减产或死亡。另外，由于溢油的漂移和扩散，会荒废海滩和海滨旅游区，造成极大的环境危害和社会危害。但更主要的危害是石油中含有致癌烃，被鱼、贝富集并通过食物链危害人体健康。

　　 含油污水中含油量过高，不宜直接进行的生化处理。需经过预处理、生化处理和后处理三部分完成，其处理后的水质能够达到国家排放标准。

　　 工艺流程图

　　 污水自装置来―→均质池―→隔油池―→调节池―→污水提升泵―→聚结

　　 聚合氯化铝 聚合氯化铝

　　 ↓ ↓

　　除油器―→一级气浮―→二级气浮―→中间水箱―→增压泵―→厌氧池

　　↓↓↓

　　 泥渣 - - - - - -泥渣 - - - - -泥渣―→污泥池―→板框压滤机―→干泥外运

　　 ↑ ↓

　　 ∣压滤水回流到污水池

　　 压缩空气曝气泥渣

　　 ↓↑

　　 ―→兼氧池―→好氧池――→二沉池―→泥水分离器―→活性碳过滤器

　　 ↓

　　 部分回流到兼氧池

　　 ―→监控池―→计量井―→总排口

　　1预处理

　　经过均质池、隔油池、调节池、污水提升泵、聚结除油器、一级气浮、二级气浮的预处理，可除去80-90%的污油，达到较好的除油效果。

　　 一般是先经由隔油池初步油水分离后，再进行第二步上浮或混凝的油水分离。既可防止处理装置被油品堵塞，又可更好地发挥各个装置的除油性能。调节池污水由污水提升泵进入聚结除油器，聚结除油器主要除去污水中细小的微油和加入破乳剂，将剩余的微油基本上去除，聚结除油器出来的污水自流入气浮装置：一级气浮和二级气浮，在进入气浮前都投加入聚合氯化铝PAC，起到凝聚、降解的作用，污水经前两级气浮处理后，COD、BOD、硫化物、氨氮均有大幅度的下降。

　　2生化处理

　　 通过除油预处理后的含油污水的含油量已大大下降，污水进入中间水箱由污水增压泵进入厌氧池→兼氧池→好氧池，生化系统是整套工艺中的主要部分，在生化处理系统中，对废水中的COD、BOD（有机物）和前级预处理未去除的硫化物和氨氮，在生化处理系统中处理后均达到设计值使污水达标排放。

　　 活性污泥法（A/O工艺）是生物脱氮的主要形式。生物脱氮主要是靠一些专性细菌实现氮的形态转化，最终生成无害的氮气，从水体中脱出。

　　 工艺原理

　　 ①氨化

　　 在氨化菌的作用下，有机氮化合物分解，转化为NH3-N，以氨基酸为例，其反应式为：

　　 RCHNH2COOH+O2→RCOOH+CO2+NH3

　　 ②硝化

　　 生物硝化作用是利用化能自养微生物将氨氮氧化成硝酸盐的一种生化反应过程。硝化作用由两类化能自养细菌参与，亚硝化单胞菌首先将氨氮NH3-N氧化成亚硝酸盐NO2--N，硝化杆菌再将NO2--N氧化成稳定状态的硝酸盐NO3--N。后一反应较快，一般不会造成NO2—N的积累。反应过程如下：

　　 第一步，氨转化为亚硝酸盐：

　　 NH4++3/2O2→NO2-+2H++H2O-ΔEΔE=278.42kJ

　　 第二步，亚硝酸盐为硝酸盐：

　　 NO2-+1/2O2→NO3-+2H+ -ΔEΔE=72.58kJ

　　 这两个过程都是释放能量过程，亚硝酸盐和硝酸菌就是利用这两个过程释放的能量来合成新细菌体和维持正常的生命活动。总反应式为：

　　 NH4++2O2→NO3-+2H++H2O -ΔEΔE=351kJ

　　 综合氨氧化和细胞体合成反应式如下：

　　NH4++1.83O2+1.98HCO3-→0.02C5H7O2N+0.98NO3-+1.88H2+ 1.04H2O

　　 ③反硝化

　　 生物硝化工艺可去除废水中的有机氮和氨氮，出水中的氮以硝酸盐的形式存在，本工程中不仅要去除有机氮和氨氮还要去除硝酸盐氮，因此必须在生物硝化工艺的基础上采用生物反硝化工艺，即A/O工艺。

　　 生物反硝化系指污水中的硝酸盐，在缺氧条件下，被微生物还原为氮气的生化反应过程，参与这一生化反应的微生物是反硝化细菌，这是一类大量存在于活性污泥中的兼性异养菌，如产碱杆菌、假单胞菌等菌属均能进行生物反硝化。在有氧存在的好氧状态下，反硝化菌能进行好氧生物代谢，氧化分解有机污染物，去除BOD5；在无分子氧但存在硝酸盐的条件下，反硝化细菌能利用NO3-中的氧（又称为化合态或硝态氧），继续分解代谢有机污染物，去除BOD5，并同时将NO3-中的氮转化为氮气。

　　 反硝化过程分两步进行：第一步由硝酸盐转化为亚硝酸盐，第二步由亚硝酸盐转化为一氧化氮、氧化二氮和氮气：

　　 NO3-→NO2-→NO→N2O→N2

　　 事实上这只是硝酸盐还原的其中一个过程——异化过程。在异化过程的同时，还有一个同化过程，硝酸盐转化成氨氮用于细胞合成。在反硝化过程中要有含碳有机物作为该过程中的电子供体，碳源既可以是污水或细胞体内碳源，也可以外部投加。以采用甲醇作为碳源，反应过程如下：

　　 第一步： 6NO2-+2CO2+4H2O

　　 第二步：6NO2-+3CH3OH→3N2+3CO2+3H2O+6OH-

　　 总反应式为：

　　 6NO3-+5CH3OH→5CO2+3N2+7H2O+6OH-

　　 典型的同化作用反应如下：

　　 3NO2-+14CH3OH+CO2+3H+→3C5H7O2N+19H2O

　　 同化作用和异化作用综合反应式为：

　　NO2-+1.08CH3OH+CO2+H+→0.065C5H7O2N+0.47N2+2.44H2O+0.76CO2

　　新近发展起来的序列间歇式好氧生物处理工艺SBR工艺，是处理含油污水新型工艺，与传统污水处理工艺不同，SBR技术采用时间分割的操作方式替代空间分割的操作方式，非稳定生化反应替代稳态生化反应，静置理想沉淀替代传统的动态沉淀。它的主要特征是在运行上的有序和间歇操作，SBR技术的核心是SBR反应池，该池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，能在一个反应池中依次周期性运行，无需专设二沉池和污泥回流系统，调节池、初沉池也可省略，系统可自动进行污泥培养、驯化。

　　3后处理

　　后处理是经过二沉池、泥水分离器、活性碳过滤器、污泥池和板框压滤机对污泥脱水处理。 生化处理后的水和污泥进入二沉池，在二沉池内固液分离，上清液自流入中间水池（泥水分离器）沉淀污泥由污泥泵回流入兼氧池，剩余污泥排入污泥池，污水进入泥水分离器后由提升泵进入活性碳过滤器。活性碳过滤器是污水排放的把关装置，在这装置中，污水进一步吸附，氧化，以保证污水各项指标均全部达标排放。一、二级气浮，生化系统所产生的污泥全部排入污泥池，进入污泥池的污泥由污泥泵打入污泥脱水机（板框压滤机）经压滤脱水后干泥饼外运。脱泥水回流污水池重新处理。

　　4结论

　　含油污水在生化处理前，先经过除油预处理，既可降低污水中的含油量，又能减少或去除部分有毒有害的有机物，改善其生物降解性。再经后续的生化处理及污泥处理，其水质即可达到国家排放标准。但更应重视清洁生产，从源头减少污染，减轻末端处理压力。