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石油化工废水处理技术新进展

作者:钱伯章 朱建芳  
评论: 更新日期:2011年09月06日
2 生物处理技术
2.1菌种选育技术
   哈尔滨工业大学开展的人工固定化工程菌处理含油废水研究项目通过鉴定。含油废水主要来自于石化行业的采油、炼油环节。目前处理含油废水普通使用“老三级”除油工艺,即隔油---级气浮和二级气浮----生化处理。人工固定化工程菌除油装置可用于替代二级气浮重油,“老三级”中的隔油阶段只能除去水中的重油,这时需要进行二次气浮处理,而二级气浮工艺复杂,投资运行费用高,管理不便。人工固定化工程菌除油装置是将工程菌人工投加到含油废水中,经过水循环,工程菌便吸附在活性炭上固定下来。这些工程菌以水中的油为养料,通过代谢作用将油分为二氯化碳和水,最终达到除油目的。人工固定化工程菌除油装置优化了传统除油工艺,不仅效率高,运行效果稳定,而且较二级气浮节省基建投资36%,节省运行费用33%,具有广阔的应用前景。
中国科学院成都生物所筛选出多株高效功能菌,并开发出适用于石化和印染等行业废水的多个品系菌剂及其高密度发酵工艺,形成了规模化的菌剂生产线,并在炼油废水处理工程上进行示范应用,建立了废水处理系统中微生物种群监测及调控的分子生物学方法,在厌氧好氧一休化生物反应器结构设计、微生物菌剂复配、高分子载体制备、反应器与微生物菌载体技术集成等方面取得了创新性成果。
由洛阳石油化工工程公司工程研究院、天津大学、洛阳分公司共同开发的炼油废水生物化床处理技术及设备,采用高效微生物菌群和多导流筒、低高径比生物流化床反应技术,处理后的各项排水指标均优于炼油行业的一级国家排放标准,特别是对氨氯具有较高的去除率。生物流化床装置流程简单、占地面积小、处理费用低,适合煤油企企业的工业应用,可大规模推广。
清华大学、中国科学院成都生物所,同济大学的研究人员用用生物自固定化技术分离选育出了株油脂化工废水高效降解菌、1株制药废水高效降解菌和2株焦化废水高效降解菌,工程应用发明高效菌对污染物降解能力强,以自固化后可有效地截留在反应器中并保持其降解活性。他们还分离筛选了降解石化和化纤废水的高效菌8株,开发了适合高效菌种附着的特殊生物填料。此外,他们对高停职硫有机工业废水建立了硫酸盐还原菌的筛选和培养技术,分离了5株可提高废水打中生化性并达到理想脱硫效果的厌氧脱硫菌。该项目共建成示范工程7座,中试装置2座,工程投运后解决了企业废水的处理问题,并指标均优于废水排水票准,降低了建设与运行成本。
2.2生物强化(QBR)技术
炼油碱渣废水是炼油厂在油品电精制及脱硫醇生产过程中产生的强碱性、高浓度、验生物降解的有机废水,含大量的中性油、有机酸、难生物降解的有机废水,含大量的中性油、有机酸、挥发酚和硫化物等有毒有害污染物。由于污染物浓度高(COD约为2×105 mg/L,挥发酚和硫化物约为3×104 mg/L,含盐量为150 mg/L以上),采用常规方法验以达到处理要求。中国石油大港油田莱特化工公司利用北京集泓源环保科技开发有限公司与韩国SK集团合作研制开发的QBR技术,可使高浓度废水的COD去除率达90%以上。QBR技术是一项专门针对高浓度、验降解的有机废水的处理技术,是将现代微生物培养技术应用于好氧废水处理技系统中,通过生物强化技术将专一性、活法10倍以上的容积负荷,将传统生物法验以处理的高浓度、高毒性废水进行生化处理,极大地降低了高浓度有机废水的处理成本。采用QBR技术的设资、运行费用只有湿式催化、焚烧法的几分之一或几十分之一,运行管理简单,处理效果稳定,而且不产生废气和废渣等二次污染。天津大港石化公司两套处理能力52t/d在碱渣综合处理示范装置已建成并投入运行,可处理包括催化汽油、焦化汽油、液化气、常压柴油碱渣在内的各种碱渣。目前已向兰州石化、吉林石化、锦林石化、辽河石化、胜利炼油厂等国内大中型炼化企事业推广。
南京大学、扬子石化和香港大学联合承担的“跨界融合构建基因工程菌Fhhh处理石化废水的研究”项目目前处于工业化实施阶段。该成果的推广与应用将为我国包括精对苯二甲酸(PTA)生产在内的石化和造纸行业的废水处理开辟一条新路。该项目综合应用了生物工程、环境工程、生产在内的石化和造纸行来的废水处理开辟一条新路。该项目综合应用了生物工程、环境工程、生态毒理、环境信息等学科的前沿理论和高新技术,针对PTA废水的污染问题,采用基因工程融合菌株,处理后废水的污染物浓度低于国家允许的排放标准,生物毒性明显降低。该项目还开发了具有自主知识产权的环境生物技术信息软件,经与荷兰、美国发表的PTA废水、生活污水的处理数据对比,表明该软件系统具有较强的通用性,为处理效率的最小化,调控决策优化、处理成本的最小提供了较好的预测手段。
北京三泰正方生物环境科技发展公司研究开发了3T-IB固定化微生物处理废水技术,对高浓度、难降解的有机废水有独特的处理效果,尤其是以传统处理工艺的微生物有毒有害、难以降解的大分子化合物如酚类(苯酚、氯酚、甲酚、硝基酚等)、芳香烃类(苯、甲苯、二甲苯、硝基苯、苯酚类物质等)、氰类、胺类等有良好的降解效果。系统COD容积负荷高,抗冲击能力强,对高浓验降解有机废水可直接进行生化处理,已在石油、石化、化工、皮革、煤气化、食品、酿造、日化、印染、生物制造、造纸等诸多高浓度降解有机废水处理工程中成功应用。与传统的生物处理技术相比,该技术投资少,占地小,处理效果好,运行成本低,可节省建投资30%。降低运行成本30%-%50
2.3曝气物处理技术
兰州捷晖生物环境工程公司开发出曝气生物流化床工艺,能将皮革、造纸、印染等目前较难处理的废水中的氨氮质量浓度由600 mg/L降为15mg/L,达到国家一级排放标准。该技术在兰州油化工公司进行了3年试验,终于获得成功,目前1.6104 mg/L废水处理工程已投入使用.
华南理工大学、苏州大学和湛江东兴石油化工企业公司联合完成了石油化工企业高浓度有机废水生物技术工业应用项目,开发的生物氧化处理工艺---隔离曝气生物滤池(BAF)技术应用于炼油企业高浓度有机废水处理后,废水中COD、BOD5、硫化物和酚的去除率分别达到70%-90%、60%、80%和85%,出水基本达到国家二级排放标准。此外,该项目研究人员还研发采用独特的隔离曝气技术的新型生物反应器。该生物反应器与国内目前的生物处理反应器相经,具有处理效率高、投资少、运行费用低和占地面积少等特点,是一种高效低耗的废水生化处理技术。
2.4MBR技术
  MBR技术是将生物降解作用与膜的高效他离作用结合而成的一种高效水处理工艺,采用这种工艺几科能将所有的微行物截留在生物反应器中,使出水的有机污染含量降到最低,具有流程简单、效率高、操作简便、易实现自动化控制、投资少、费用低,出水水质稳定等特点,在废水处理与回用中良好的应用前景。采用MBR的废水处理工艺在美国应用以来,在水处理领域受到高度重视,美国、日本、德国、法国、加拿大等国的应用规模也不断增大,处理量从103 mg/L扩大到100003 mg/L,处理对象出不断拓宽,除了对生活污水进行处理并回用外,还在工业废水如食品工业废水、水产加工废水、养殖废水、化妆品生产废水、染料成本、石油化工废水及填埋场渗滤液的处理获得成功。
   胜利油田采油工艺研究院微生物中心针对低渗透油回注废水的主要问题,采用MBR开展回注废水的处理技术和工艺研究,取得良好效果。现场试验表明,最终出水质可达《碎屑岩油藏注水水质推荐指标及分析方法》A2级水平。
   国内与PTA相关的企业,如聚酯生产企业,都会产生大量的含PTA废水,既污染环境,又浪费资源。南京工业大学的“MBR处理PTA废水的高效组合工艺”可大降低上述领域的水消耗成本,还可创造可观的经济效益。这项以MBR为核心单元,以化学催化氧化、商效菌株及生物固定化为辅助单元的PTA废水组合处理工艺及装置,采用以活性炭为主催化剂、空气为氧化剂的催化氧化工艺领处理PTA废水,可有效降低PTA 废水COD,并可将有机大分子催化氧化为有机小分子,年高废水可生化性。活性炭与多种粉末无机微生物的固定化载华表以增加微生物的停留时间,又可用作膜的涂膜材料,减轻膜污染,延长膜的使用寿命。采用该工艺处理后的出水水质可达到国家废水综合排放一级标准,且比现有PTA废水传统处理工艺及装置占地面积节省40%,水力停留时间缩短50%以上,运行费用减少约20%。
   中国石化巴陵分公司为巩固废水标准排放成果,采用先进专利技术MBR工艺(高效膜分离技术与活性污泥法相结合)对废水处理系统进行改造,建设亚洲最大的7.2kt/d MBR.
3 生物法与物理化学法组合技术
3.1电-生物耦合技术
硝基苯类、卤代酚、卤代烃、还原染料等都是重要的工业原料或产品,但它们都很难被微生物所降解。以前这类废水的处理一直是企为业面临的一项难题。中国科学院过程工程研究所经过深入研究发明了电-生物耦合技术,利用电催化反应将水中难降解有机物催化还原(或氧化)成生物易降解的有机分子,微生物则在同一个反应器中同时将它们彻底去除。以含硝基苯质量浓度为100 mg/L的废水为例,经过10h的处理,硝基苯去除率大于98%,COD去除率大于90%,出水达到国家排放标准。
3.1化学模拟生物降解处理技术
广西丽桂环保科技公司经过5年对造纸、淀粉、酒精等生产废水进行反复多次试验,研究成功化学模拟生物降解废水处理综合技术。该技术采用微生物法与降解废水处理综合技术。该技术采用自行研制的可逆氧化还原“活性物”,在化学模拟生物降解池中的有机物降解,然后现利用电化学技术再次将废水进行有机降解,然后再利用电化学技术再次将废水进行强制处理和脱色,从而取得较好的废水处理效果。该技术以贵港市红旗纸业有限公司的造纸黑液进行工业性实验,已正常达标运行1年多。
4结语
废水处理技术正向高效、紧凑、专一、多样化的技术方向发展,微生物处理高效菌种的筛选及高效生物反应器应用仍是发展得心,难生物降解废水的处理是继续和生物化学处理相结合的技术以及光催化技术等)将是继续研究的方向。
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