IBAF工艺处理炼油污水回用于工业循环冷却水的应用.doc

IBAF工艺处理炼油污水回用于工业循环冷却水的应用河北圣洁环境生物科技工程有限公司 陈丽芳摘要：IBAF工艺是固定化微生物技术与生物滤池技术相结合的新型污水处理技术，该工艺在石油化工等行业的工业废水处理方面具有强大的优势，COD、氨氮等主要指标可以完全满足回用于循环冷却水补充水的标准。本文介绍了IBAF的工艺原理及技术优势，并结合实际项目举例说明了整体工艺设计。关键词：炼油污水 生物滤池 回用 循环冷却水Application of IBAF process for the reuse of refines oil wastewater in industry circulating cooling waterChen Li-fangHebei Sunkin Envionment Biology Engineering Co.,Ltd Abstract: The IBAF process is the new wastewater treatment technology combine immobilized microorganism with the bio-filter technology , this craft has the formidable superiority in treatment wastewater of petroleum chemical . The major targets about the COD, NH3-N and so on may satisfy completely the circulating cooling water standard. This article introduced the IBAF craft principle and the technical superiority, has explained with the overall technological design on actual project .Key word: Refines oil wastewater; biological aerated filter; reuse circulating cooling water .一、前言水资源是人类赖以生存的基本物质之一，是保证人类社会可持续发展的重要因素。按照我国工业节水“十五”规划要求，国家重点工业企业要全部达到节水型企业标准。要达到此目标，提高工业循环水的利用率是一个重要举措，要保证工业循环冷却水的安全、有效运行，对水中有机物、结垢、腐蚀及微生物的危害均应做好控制。预处理后生物法的选择就非常重要，传统的中水回用工艺系统流程长，设备繁多，不宜实现自动化，容积负荷低，处理效能低下、出水水质波动大，占地面积大，对周边环境容易造成气味、污泥等方面的二次污染，新型的曝气生物滤池因具有处理负荷高、装置紧凑、没有固液分离单元等诸多优点，已经在再生水回用工程中使用。IBAF工艺为固定化微生物曝气生物滤池，作为新型的污水处理技术，该工艺尚处于发展完善过程中。深入了解其性能、机理并对于其在回用于循环冷却水的方面进行研究、应用，对我国工业污水的回用技术能起到积极的促进作用。二、工艺流程设计2.1设计参考依据（1）2004年5月到2005年8月，在中石油乌鲁木齐分公司净化水厂实施了炼油废水现场小试、放大中试（720m3/d），出水COD、氨氮、硫化物等主要指标完全达到了污水再生利用工程设计规范回用于循环冷却水补充水标准。（2）2004年4月，对河北沧州某电厂拟回用城镇生活污水的课题进行了实验室研究，结果COD去除率为87%，氨氮去除率为99%，pH稳定在79之间，相对于没有经过处理的水保持了一定的碱度，有利于循环管道的防腐。2.2设计进出水水质石油炼制废水中含油废水主要含有原油、成品油、润滑油以及少量的有机溶剂和催化剂等，水中的油多以浮油、分散油、乳化油以及溶解油的状态存在。进水COD：10001600mg/L，NH3-N：60200mg/L，设计出水执行污水再生利用工程设计规范循环冷却水补充水标准，同时考虑石化行业内部规范，其出水主要水质标准为：COD30mg/L；NH3-N10mg/L；2.3工艺的选择本工艺选用物化和生物相结合的处理方法，物化采用石化行业传统的隔油、气浮工艺，后期采用IAF（固定化微生物厌氧生物滤池）及IBAF（固定化微生物曝气生物滤池）进行生物处理，厌氧生物滤池利用厌氧微生物的水解、发酵、酸化作用，大量降低COD，提高污水的B/C值，通过反硝化菌实现脱氮，还可降低污水处理的成本；出水进入曝气生物滤池进行好氧处理，通过好氧菌使有机物转变为二氧化碳和水，氨氮转变为硝酸根和亚硝酸根，微量重金属离子于微生物螯合而得以去除。生物池出水一般可达到一级排放标准或生活杂用水的标准，要想稳定的达到回用于循环冷却水标准，除加强生物处理效果外，还需要再对废水进行深度处理，活性炭具有巨大的比表面积和发达的微孔结构，加之其表面的含氧官能团，使其具有了化学吸附、催化氧化、催化还原的特点。在其中接种微生物，发挥吸附与微生物氧化分解的协同作用，可有效提高出水水质，促进水中难生物降解的有机物也能被降解，同时也解决了活性炭的饱和与再生问题。处理工艺流程见下图：IBAF池沉淀池砂滤池IAF池BAC池鼓风机 供气 污水出水蓄水池格 栅均质池隔油池浮选系统集油池浮渣池污泥回流至均质池进水三、工艺流程简述格栅井：除去废水中含有的大的悬浮杂质，避免对后续污水处理设备的影响。设置格栅井，内设粗细机械格栅各一台，栅渣定期由人工清理外运。栅间距分别为5mm和20mm。均质池：由于生产装置的检修、操作事故、产品泄露等原因，对废水的冲击负荷较大，因此，废水进入装置前要进行水质水量的调节，确保处理装置的正常稳定运转。调节池底部安装搅拌设备，以保证水质水量的混合均匀。 均质池设计停留时间5h，池底设置空气搅拌，后端设置污水提升泵。由于污水中含有的油类和悬浮物较多，有时将隔油池放置在调节池前面。隔油池：将含油废水进行油水分离。可采用平流隔油池和斜板隔油池。平流式隔油池结构简单、适应性强、操作方便、可分离去除直径大于150um的油滴。斜板隔油池内设置有与水流方向呈直角的平行板，间距10cm左右，废水通过时油滴上浮碰到平行板，细小的油滴就在板下凝聚成比较大的油膜，隔油效果很好，一般可分离出直径在60um的油滴，出水含油量一般会小于40mg/L。通过设置在池面的集油管和刮油机收集浮油，储存在集油池内，浮油一般可回用。 浮选池：重力分离只能分离出废水中颗粒较大的浮油，对油粒直径较小的浮油或呈乳化状态的乳化油，多采用浮选法去除，将空气通入废水中形成微小的气泡，使油滴附着在微小气泡上，提高油水分离效果，达到去除目的。固定化微生物曝气生物滤池（IBAF池）：IBAF采用一类高效悬浮大孔载体，该载体比表面积大（80m2/g），孔隙率高（98%）。同时，通过分子设计，在载体中引入大量的活性和强极性基团并通过固定化技术，将大量变异菌和酶制剂牢牢固定在载体上，单位体积生物量最高可达60g/L。IBAF工艺中，依据载体性能可维持生物的多样性，使好氧、厌氧和兼性菌同时存在，在去除高浓度、大分子、难降解有机物和NH4+-N方面有其独特的优点。IBAF工艺还具有脱除重金属离子等无机离子的能力，水中的Cl- 、Ca2+、Mg2+等随着微生物的增殖，浓度逐渐减小，起到软化水质的作用。曝气生物滤池（IBAF池）的主要作用是通过好氧微生物降低污水中的COD。池内装填高效悬浮专用载体，曝气生物滤池（IBAF池）池底安装曝气器用于曝气，采用鼓风曝气。设计废水在生物池内停留时间为1215小时，与IAF池组合使用。固定化微生物厌氧生物滤池（IAF池）：由于废水中含有一些难生物降解的成分，单靠好氧不能达到最佳处理效果，因此需要在生物处理阶段，好氧厌氧相结合。固定化微生物-厌氧生物滤池（IAF池）的主要作用是通过厌氧处理，对污水中的难降解有机物进行酸化水解，提高可生化性，同时通过反硝化作用降低COD和氨氮，产生碱度，为后端的硝化反应提供有利条件；同时消除硫化氢产生的臭味，降低污水处理的运行成本。池内装填高效厌氧悬浮专用载体，投加高效专用厌氧微生物。三级深度处理：循环冷却水补充水要求较高，为保证稳定达标，必须增加三级处理，在生物滤池后加接混凝沉淀、砂滤、生物活性炭池等处理工艺，共同作用作为把关工艺。进一步去除SS和COD。活性炭将难生物降解的成分首先吸附在表面，接种在活性炭池的微生物再对有机污染物进行降解，避免了活性炭再生困难的现象。保证出水主要指标满足要求。蓄水池：活性炭池出水进入蓄水池，同时进行接触消毒，可采用二氧化氯发生器或臭氧发生器。出水根据厂方实际情况，再经过精密过滤或反渗透装置即可稳定达到回用于循环冷却水补充水的全部指标要求。四、技术优势及结论4.1 IBAF工艺操作简单，启动周期短。微生物很快会被激活并固定化在载体上，比普通生物法调试时间明显缩短50%以上。4.2 IBAF池的容积负荷可以随着进水浓度的升高而升高，出水稳定。中试期间浮选池的出水受生产及前期处理效果的影响波动较大，进入IBAF池的废水COD浓度最低327mg/L，最高920mg/L，经过前两级IBAF池处理，出水即稳定保持在150mg/L以下。4.3 IBAF工艺对氨氮的处理效果非常显著。经过一段时间的培养、驯化，硝化菌和反硝化菌开始发挥作用，废水中的氨氮含量迅速降低，一周之后，出水氨氮未检出，去除率达到了99.9%以上。4.4 IBAF工艺比活性污泥去除效果好，容积负荷高。为期10天的对比实验数据得出：活性污泥工艺COD平均去除率为56.7%，在停留时间比缩短15%的条件下，IBAF工艺COD去除率为70.8%，高出14.1%；活性污泥工艺氨氮平均去除率6.8%，IBAF工艺氨氮去除率82.5%，高出75.7%； 4.5最终出水稳定达到并超过了要求的出水指标。 出水COD可以达到30mg/L以下，氨氮可以到1mg/L以下，甚至大部分时候在生物池内氨氮未检出。4.6 IBAF技术可以起到软化水质的作用。出水水质非常清澈，完全可