頁巖煉油高氨氮污水處理方法研究

李兆福，趙鑫

（撫順礦業(yè)集團有限責任公司，遼寧 撫順 113000）

頁巖在煉油過程中會產(chǎn)生一定量的高氨氮污水，氨氮不利于污水的再生回用，因此需深度處理。高氨氮污水處理技術主要有：選擇性離子交換法[1]、生物脫氮法[2]、吹脫法[3]、蒸氣氣提法[4]、折點加氯法[5]、化學沉淀法[6]、催化濕式氧化法[7]、膜法[8]、電滲析法[9]等。污水氨氮脫除的這些方法各有優(yōu)缺點，選擇一種經(jīng)濟、可靠的高氨氮污水處理技術是頁巖煉油行業(yè)污水循環(huán)再利用的可靠保證。

本文針對撫順頁巖煉油污水高氨氮的特點，結合現(xiàn)有的生化系統(tǒng)，采用氧化鈣作為堿源對傳統(tǒng)吹脫法、間歇式曝氣吹脫法、二級循環(huán)吹脫法、膜法以及生化法處理頁巖煉油廠高氨氮廢水的效果和經(jīng)濟成本進行對比試驗。

1 試驗部分

1.1 原料與試驗設備

主要原料：工業(yè)級氧化鈣（含量80%以上），H2SO4（工業(yè)級98%），高效脫氮劑。

主要試驗設備：傳統(tǒng)篩板吹脫塔、吸收塔、間歇式曝氣吹脫系統(tǒng)、多級循環(huán)吹脫法、RANS膜處理系統(tǒng)、SDN生化系統(tǒng)，氧化鈣消解池。

1.2 污水中氨氮測定方法

污水中的氨氮測定方法執(zhí)行行業(yè)標準《水質(zhì)氨氮的測定 納氏試劑分光光度法》（HJ535-2009）。

1.3 試驗方法

1.3.1 頁巖煉油廠污水進、出水指標

頁巖煉油廠氣浮池出水作為高氨氮污水處理試驗的進水，處理后的水進入生化池去除生化指標，處理后的水回用，其進、出水水質(zhì)指標見表1。

表1 高氨氮原水指標

1.3.2 處理方法

分別采用傳統(tǒng)篩板吹脫系統(tǒng)、間歇式曝氣吹脫系統(tǒng)、多級循環(huán)吹脫法、RANS膜處理系統(tǒng)對撫順頁巖煉油廠污水氣浮池出水進行高氨氮廢水處理，同時與現(xiàn)有SDN池處理系統(tǒng)的處理效果進行對比。

（1）污水分別進入高氨氮處理系統(tǒng)，調(diào)整堿度、溫度的同時對污水進行處理，分離出來的氨氣采用稀硫酸吸收最終形成硫酸銨產(chǎn)品和處理后的污水。

（2）SDN生化法是目前頁巖煉油廠主要處理氨氮的方法。污水先進入SDN池的A池進行反硝化反應，然后再進入O池進行硝化反應，反應后的污水采用大回流比回到A池與新水摻配繼續(xù)反硝化反應。

2 結果與討論

2.1 溫度對不同工藝的影響

在不同溫度條件下進行去除氨氮試驗工藝方法有傳統(tǒng)篩板吹脫塔系統(tǒng)、間歇式曝氣吹脫系統(tǒng)和多級循環(huán)吹脫系統(tǒng)，試驗結果如圖1。

圖1 不同溫度下各工藝除氨效果

由圖1可知，隨著反應溫度的提高，脫氨效率都在增加。以上3種處理方法相比，多級循環(huán)吹脫系統(tǒng)的脫氨效果最佳，當溫度50℃時脫氨效率達到67%。

2.2 pH對不同工藝的影響

生物法的pH不應有太大的波動，因此此次試驗針對除生化法外的4種方法進行對比，具體效果見圖2。

圖2 pH值對除氨效果的影響

由圖2可知，隨著pH值的增加，不同除氨方法的效率都有所提高。膜法除氨在pH值為11.5時脫氨效率最高。

2.3 不同工藝最佳處理效果

分別對5種處理方法在pH為9.5～10.5時的最佳除氨效果比較，結果如表2。

表2 5種不同工藝最佳處理效果

由表2可知，傳統(tǒng)篩板吹脫系統(tǒng)的處理效率最低為84%。間歇式曝氣系統(tǒng)與多級循環(huán)系統(tǒng)從提高氣液接觸面積和接觸時間上進行了提升改造，效率有所提高。最高效率99.8%是現(xiàn)有SDN生化法實現(xiàn)的，但現(xiàn)有裝置不能實現(xiàn)頁巖煉油廠改造后的處理量。RANS膜法由于膜柱快速的化學吸附使得污水的處理效率達到96%。

3 結論

（1）隨著反應溫度的提高，傳統(tǒng)篩板吹脫系統(tǒng)、間歇式曝氣吹脫系統(tǒng)和多級循環(huán)吹脫系統(tǒng)的脫氨效率都有所增加。3種處理方法相比，多級循環(huán)吹脫系統(tǒng)的脫氨效果最佳，50℃時達到67%。

（2）隨著pH值的增加，不同除氨方法的效率都在提高。膜法除氨在pH值為11.5時脫氨效率最高。

（3）傳統(tǒng)篩板吹脫系統(tǒng)的處理效率最低，僅為84%。間歇式曝氣系統(tǒng)與多級循環(huán)系統(tǒng)從提高氣液接觸面積和接觸時間上提升改造，效率有所提高。最高效率99.8%是現(xiàn)有SDN生化法實現(xiàn)的，但現(xiàn)有裝置不能實現(xiàn)頁巖煉油廠改造后的處理量。RANS膜法處理效率達到96%。吹脫系統(tǒng)與RANS膜處理系統(tǒng)可以用更為廉價的氧化鈣作為堿源從而實現(xiàn)了低成本高效率的除氨效果。

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