EBIS（改良AO）工藝在石化廢水處理上的研究及應(yīng)用

邵宇 閆鑫玉 周立波 呂鑫禹

摘要：簡要介紹了石油化工廢水的主要特點(diǎn)，以及盤錦北方瀝青燃料有限公司引進(jìn)EBIS（改良AO）工藝進(jìn)行廢水處理裝置改造情況，改造后廢水處理結(jié)果表明該工藝對廢水中有機(jī)污染物去除率高、耗氧量低、管理方便、運(yùn)行穩(wěn)定，對該類型廢水有明顯的適應(yīng)性，處理上有明顯的優(yōu)勢。

關(guān)鍵詞：EBIS;石化廢水;抗沖擊

中圖分類號：X742 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-672X（2019）12-00-02

Abstract：The main characteristics of petrochemical wastewater and the transformation of wastewater treatment equipment introduced by Panjin Northern Asphalt Fuel Co.，Ltd. by introducing EBIS （improved AO） process are shown. Low oxygen consumption， convenient management，stable operation，has obvious adaptability to this type of wastewater，and has obvious advantages in treatment.

Key words：EBIS;Petrochemical wastewater;Impact resistance

隨著社會的不斷發(fā)展，對石化行業(yè)的需求越來越高，石化行業(yè)已成為我國的支柱產(chǎn)業(yè)，已深入到各個領(lǐng)域。隨著石化行業(yè)的不斷發(fā)展，對環(huán)境的影響已成為一個亟待解決的問題，石化廢水是一種難處理的廢水之一。由于石油化工業(yè)產(chǎn)品繁多，工藝過程復(fù)雜，因此決定了石油化工廢水污染物種類繁多，成分復(fù)雜，毒性大，廢水排放量大，波動也大，因此，加強(qiáng)對石化廢水處理技術(shù)、工藝的研究和開發(fā)，具有十分重要的意義。

1 石化廢水特點(diǎn)及處理現(xiàn)狀

石油化工生產(chǎn)涉及數(shù)千種原料、產(chǎn)品及中間產(chǎn)品，使得廢水中的污染物數(shù)不勝數(shù)。又由于化學(xué)產(chǎn)品的不斷更新和發(fā)展，廢水中有毒化學(xué)物的品種也在日益增多，這就造成了污水的污染物種類繁多、成分復(fù)雜，而且有許多有毒物質(zhì)，如硫、酚、氰化物等，使廢水具有毒性。除此之外各企業(yè)生產(chǎn)有其自身的不穩(wěn)定性，根據(jù)產(chǎn)品需求和原料品質(zhì)不同，生產(chǎn)流程和產(chǎn)量都會有所調(diào)整，生產(chǎn)流程所排出的不同廢水的數(shù)量和比例也在不斷變化，水質(zhì)水量波動較大。因此，石化廢水具有水量水質(zhì)波動大、含油量大、有機(jī)污染物濃度高、成分復(fù)雜、毒性高的特點(diǎn)，是較難處理的有機(jī)廢水之一。

目前，含油廢水傳統(tǒng)處理流程為“預(yù)處理除油+生化處理+深度處理”。生化處理作為污水處理的核心單元，是去除水中有機(jī)污染物的主要工藝單元，選擇比較多樣。傳統(tǒng)的生化處理工藝抗沖擊能力較差，容易受到進(jìn)水沖擊負(fù)荷的影響，而此類廢水水質(zhì)水量波動較大，所以出水效果得不到保障，而且處理成本較高且運(yùn)行穩(wěn)定性較差。

2 工程介紹

2.1 改造前廢水處理裝置介紹

盤錦北方瀝青燃料有限公司污水處理裝置改造前，原污水處理裝置的處理規(guī)模為8400t/d，生化池容易受到來水水質(zhì)波動的影響，出水水質(zhì)效果不理想，COD、氨氮、總氮容易超標(biāo)，波動較大，出水長時間不達(dá)標(biāo)。廢水處理裝置改造前處理流程為生產(chǎn)區(qū)來水先經(jīng)過調(diào)節(jié)除油罐、隔油池、渦凹?xì)飧〕?、溶氣氣浮池等預(yù)處理單元處理后進(jìn)入生化系統(tǒng)，生化處理后經(jīng)過沉淀進(jìn)入到深度處理單元。

2.2 工程設(shè)計規(guī)模及進(jìn)出水水質(zhì)

污水處理裝置改造工程設(shè)計規(guī)模及進(jìn)出水水質(zhì)如表1。

2.3 采用EBIS工藝改造后工藝流程介紹

由于原污水處理裝置處理效果不理想，出水不達(dá)標(biāo)，另外由于業(yè)主擴(kuò)大生產(chǎn)，又新產(chǎn)生7200t/d廢水需要處理。原污水處理廠已不能滿足新環(huán)境下的新水量和新標(biāo)準(zhǔn)的要求，需要對原污水處理裝置進(jìn)行改造。由于改造周期短、現(xiàn)場用地緊張，沒有空地去新建生化池，因此生化池的改造要求在現(xiàn)有構(gòu)筑物的基礎(chǔ)上進(jìn)行，并要求改造工藝處理效率高、運(yùn)行穩(wěn)定，經(jīng)過多種工藝比選，業(yè)主最終選擇了EBIS（改良AO）工藝。

本次改造工程主要對生化池進(jìn)行改造，改造內(nèi)容為將原有生化池改造成2座EBIS（改良AO）池，總處理能力為15600t/d。污水通過進(jìn)水分配管將污水分配到EBIS（改良AO）生物處理系統(tǒng)內(nèi)，污水經(jīng)預(yù)處理后進(jìn)入EBIS（改良AO）系統(tǒng)的缺氧區(qū)，強(qiáng)化脫氮除磷功能后，在缺氧區(qū)末端進(jìn)入低氧曝氣區(qū)前端，與空氣推流區(qū)產(chǎn)生的大比倍循環(huán)的泥水混合液迅速混合，在低氧的環(huán)境下，利用微生物去除水中的COD、氨氮、總氮等。反應(yīng)中利用溶解氧監(jiān)測儀自控回路調(diào)節(jié)鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)量，從而控制溶解氧濃度，使反應(yīng)池內(nèi)溶解氧維持在較低的水平，實(shí)現(xiàn)同步硝化反硝化過程。

EBIS（改良AO）系統(tǒng)出水進(jìn)入深度處理單元，進(jìn)一步降低SS、CODcr等指標(biāo)后達(dá)標(biāo)外排。

在保留原裝置的預(yù)處理和深度處理的基礎(chǔ)上，又新建一條預(yù)處理和深度處理單元，廢水處理裝置改造后處理流程為生產(chǎn)區(qū)來水經(jīng)過調(diào)節(jié)除油罐、混凝+氣浮一體化設(shè)備等預(yù)處理單元后進(jìn)入EBIS（改良AO）生化系統(tǒng)，經(jīng)生化系統(tǒng)處理后，進(jìn)入深度處理單元，深度處理單元包括多介質(zhì)過濾罐、臭氧催化氧化池、氧化穩(wěn)定池+內(nèi)循環(huán)BAF池等。EBIS（改良AO）工藝流程圖如圖1。

2.4 EBIS（改良AO）生化池介紹

EBIS（改良AO）池利用原生化池改造，每組EBIS（改良AO）生化池包括缺氧區(qū)、空氣推流區(qū)、低氧曝氣區(qū)、澄清區(qū)四部分。其中，缺氧區(qū)尺寸25.7×25×6.1m低氧曝氣區(qū)尺寸52.6×25×6.1m，空氣推流區(qū)設(shè)置在曝氣區(qū)前端，設(shè)計尺寸8×1.2×6.1m，沉淀區(qū)利用原沉淀池利舊，單池尺寸Φ21m，澄清區(qū)表面負(fù)荷：0.47m?/㎡·h，水力停留時間34.5h。

2.5 主要控制參數(shù)

EBIS（改良AO）生化池主要控制參數(shù)包括：

低溶解氧：EBIS（改良AO）生化池低氧曝氣區(qū)控制溶解氧濃度為：0.5～1mg/L，低溶氧的控制與前段水解酸化池結(jié)合更加緊密，有利于培養(yǎng)生長速率相對較小的兼性菌群，從而有效提高系統(tǒng)對難降解有機(jī)物的去除效果。溶解氧控制室通過在線溶氧儀—PLC—變頻羅茨鼓風(fēng)機(jī)組成的控制回路，自動完成調(diào)節(jié)。

大循環(huán)比：EBIS（改良AO）生化池通過空氣推流區(qū)的推流作用控制池內(nèi)混合液循環(huán)比>20，進(jìn)行大比倍的循環(huán)稀釋，使得EBIS（改良AO）生化池進(jìn)水端至出水端的有機(jī)物濃度梯度大幅度縮小，一方面，可以降低污泥的沖擊負(fù)荷，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性;另一方面，給微生物創(chuàng)造了相對穩(wěn)定的生長環(huán)境。大比倍的循環(huán)稀釋是通過特殊的池形結(jié)構(gòu)與智能化控制的空氣推流裝置組成，其空氣消耗量相當(dāng)于低氧曝氣區(qū)曝氣量的5%～15%。

高污泥濃度：EBIS（改良AO）生化池內(nèi)污泥濃度控制在6～8g/L，EBIS（改良AO）池低溶解氧的控制，使得池內(nèi)微生物的生長速率相對較慢，污泥齡增長，可以控制較高的污泥濃度。

3 處理效果分析

污水處理裝置改造完成后，根據(jù)實(shí)際進(jìn)水情況即開始生化系統(tǒng)調(diào)試，經(jīng)過一段時間調(diào)試后系統(tǒng)開始穩(wěn)定運(yùn)行，將穩(wěn)定運(yùn)行半個月的統(tǒng)計數(shù)據(jù)如表2所示進(jìn)行分析，得出EBIS工藝段對CODcr、NH3-N、總氮的平均去除率如表3所示，出水水質(zhì)穩(wěn)定。

4 本工程EBIS（改良AO）工藝優(yōu)勢分析

4.1 節(jié)能

本工程EBIS（改良AO）生化系統(tǒng)在原生化系統(tǒng)的基礎(chǔ)上改造，保留了部分原有設(shè)備進(jìn)行利舊，具體設(shè)備及改造后的EBIS（改良AO）系統(tǒng)和原生化系統(tǒng)的用電設(shè)備和耗電情況對比如表4所示。

EBIS（改良AO）系統(tǒng)與原生化系統(tǒng)省電情況主要體現(xiàn)在以下三個方面：（1）EBIS（改良AO）工藝的低溶氧控制，與原生化系統(tǒng)的高溶氧控制相比，大大降低了充氧電耗。（2）EBIS（改良AO）系統(tǒng)為同步硝化反硝化，縮短了處理流程，節(jié)省了硝化液回流泵等用電設(shè)備。（3）EBIS（改良AO）系統(tǒng)水力停留時間比原生化系統(tǒng)要少，減少了水在系統(tǒng)中的用電時間。

除此之外，EBIS（改良AO）工藝自動化程度高、溶解氧、循環(huán)比等均為自動控制，無需派專人值守，節(jié)省了管理費(fèi)用;EBIS（改良AO）工藝配置的高效曝氣系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)在線清洗及在線更換，而且系統(tǒng)內(nèi)大部分設(shè)備都可以實(shí)現(xiàn)不停車維護(hù)和更換，節(jié)省了檢修維護(hù)成本。

4.2 節(jié)省占地

由于前水廠可利用施工場地有限，本次改造只能在原生化池的基礎(chǔ)上進(jìn)行改造，所以并無增加占地面積和池容，而處理水量增加了近一倍，相比來說EBIS（改良AO）更節(jié)省占地。改造前后生化系統(tǒng)的工藝參數(shù)對比如表5所示。

4.3 EBIS（改良AO）抗沖擊能力強(qiáng)

EBIS（改良AO）系統(tǒng)抗沖擊能力強(qiáng)主要有以下3個原因。

（1）有效的高污泥濃度。EBIS（改良AO）由于控制低氧環(huán)境，且混合液高速循環(huán)使得系統(tǒng)內(nèi)負(fù)荷較為平均且低，微生物平均生長速度水平偏低，導(dǎo)致污泥齡的延長，使得系統(tǒng)可控的污泥濃度增高，微生物數(shù)量大，系統(tǒng)的容積負(fù)荷以及抗沖擊能力大大增強(qiáng)。

（2）大比倍內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)。低氧池末端的水已經(jīng)是處理好的水，各項指標(biāo)都已經(jīng)很低，通過空氣推流系統(tǒng)將低氧池末端的水回流至低氧池前端，回流量能達(dá)到十倍甚至幾十倍，與低氧池進(jìn)水充分混合，將低氧池進(jìn)水稀釋，降低沖擊負(fù)荷，給微生物創(chuàng)造穩(wěn)定的生長環(huán)境。

（3）智能的溶解氧控制系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)可以根據(jù)水質(zhì)水量的變化以及同步脫氮過程中溶氧、氨氮、硝氮以及總氮之間的關(guān)系，綜合判斷系統(tǒng)的實(shí)際需氧量，智能調(diào)節(jié)需氧和供氧的關(guān)系，當(dāng)水質(zhì)波動較大時，系統(tǒng)會自動加大供氧量，防止由于溶解氧不足的原因?qū)е碌某鏊环€(wěn)定。

5 結(jié)論

（1）以EBIS（改良AO）工藝為主要生化處理工藝的“預(yù)處理+生化處理+深度處理”組合用于石油化工廢水處理切實(shí)可行，前提要控制好來水的溫度以及保證預(yù)處理的正常運(yùn)行，從而保證石油類的去除。（2）EBIS工藝對于石油化工廢水的COD、氨氮和總氮有良好的去除效果。（3）高污泥濃度、大比倍內(nèi)循環(huán)以及智能溶氧控制系統(tǒng)的工藝設(shè)計，使得EBIS（改良AO）工藝體現(xiàn)了良好的抗沖擊能力。（4）EBIS（改良AO）工藝相對傳統(tǒng)的生化工藝，所需池容小，占地面積大大節(jié)省。本工程在占地面積和池容不變的情況下，處理水量增加了85%。（5）EBIS（改良AO）工藝與傳統(tǒng)生化工藝相比，EBIS工藝運(yùn)行電耗低，運(yùn)行成本較低。（6）EBIS（改良AO）工藝與傳統(tǒng)生化工藝相比，流程短，水下設(shè)備少，控制簡單，通過溶氧控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)智能控制，運(yùn)行管理方便。

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收稿日期：2019-09-11

作者簡介：邵宇（1986-），男，漢族，本科學(xué)歷，助工，研究方向為環(huán)境監(jiān)測與治理。