石油化工廢水是用煉油生產(chǎn)的副產(chǎn)氣體以及石腦油等輕油或重油為原料進(jìn)行熱裂解生產(chǎn)乙烯、丙烯、丁烯等化工原料,進(jìn)一步反應(yīng)合成各種有機(jī)化學(xué)產(chǎn)品,構(gòu)成石油化工聯(lián)合企業(yè)排出的廢水。石油化工廢水的特點(diǎn)是含有大量油、硫化物的有毒有害物質(zhì)和難降解的污染物等,通過(guò)預(yù)處理及二級(jí)生化處理后,基本可以達(dá)到排放要求。但要達(dá)到回用目的,必須進(jìn)行深度處理。
在各種處理手段中,采用MBR技術(shù)是簡(jiǎn)捷有效的,尤其用于改造工程。利用膜的選擇透水性,實(shí)現(xiàn)曝氣池中生物的富集,使生物處理效率大幅度提高。根據(jù)工程實(shí)踐結(jié)果證明,運(yùn)行效果穩(wěn)定,出水水質(zhì)好。
我國(guó)是一個(gè)水資源十分短缺的國(guó)家,水資源總量約為2.8萬(wàn)億m3,人均水資源占用量?jī)H占世界平均水平的1/4,屬貧水大國(guó)。
目前全國(guó)取水量已達(dá)到5500億m3/a,占世界全部取水量的12%。作為經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展中的大國(guó),我國(guó)正常年份需水量約為6000億m3/a,而各種水利設(shè)施供水能力約為5600億m3/a,正常年份缺水量約為400億m3/a。加之大部分水體受到不同程度的污染,水源危機(jī)嚴(yán)重制約了我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展。從1998年到2004年,我國(guó)石化企業(yè)的耗水量和排水量雖有大幅度的下降,但與國(guó)際水平相比仍有較大差距。我國(guó)石化系統(tǒng)節(jié)水還有很大潛力。
石油化工企業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中排出的高濃度廢水,完善降解性較好的適宜于采用厭氧生物法處理,對(duì)生物降解過(guò)程有抑制作用或不能生物降解的則采用化學(xué)或物理方法處理。
(1)厭氧生物處理
厭氧生物法具有能耗少并可回收生物氣作能量源,無(wú)機(jī)養(yǎng)料需要量少,處理費(fèi)用低,過(guò)剩污泥少等特點(diǎn),70年代后期至80年代發(fā)展的高效生物反應(yīng)器床層生物量高,適合于處理高濃度廢水。此外,厭氧生物過(guò)程中的水解發(fā)酵階段有很大的可塑性,經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)呐囵B(yǎng)馴化后對(duì)于難生物降解的有機(jī)物也有相當(dāng)好的降解效果,在石油化工廢水治理中日益受到重視。
(2)化學(xué)及物理方法處理
抑制生物降解及難生物降解的高濃度廢水是石油化工企業(yè)廢水處理中的主要難點(diǎn)。這部分廢水能否得到妥善處理是影響石油化工企業(yè)排水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)鍵。國(guó)內(nèi)外對(duì)此都非常重視,針對(duì)具體情況采取措施并開發(fā)了一些技術(shù),取得到一定效果。但是,離基本解決還有相當(dāng)大的距離,需要繼續(xù)努力進(jìn)行試驗(yàn)研究開發(fā)新技術(shù)。
MBR法處理回用水的可行性
膜生物反應(yīng)器技術(shù)是污水傳統(tǒng)生物處理技術(shù)與膜分離技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。它有分置式(或稱旁流式)和一體式(或稱浸沒式)兩種。以一體式為例,就是將膜組件直接浸在曝氣反應(yīng)池中,通過(guò)透過(guò)側(cè)的抽吸形成膜兩側(cè)的壓力差,進(jìn)行泥水分離。利用膜的選擇透水性,實(shí)現(xiàn)曝氣池中生物的富集,使生物處理效率大幅度提高,經(jīng)過(guò)處理后可得到回用水。
在我國(guó),石化廢水二級(jí)處理多采用生化處理方法,且多為活性污泥法。尤其近年來(lái)很多企業(yè)采用SBR法,這都為采用MBR法提供了有利條件。
MBR法的優(yōu)點(diǎn)主要有以下幾點(diǎn):
(1)在MBR中污泥齡(SRT)和水力停留時(shí)間(HRT)是完全獨(dú)立的,可以在短的停留時(shí)間和長(zhǎng)的泥齡情況下操作。
(2)由于膜的截留作用,可以使反應(yīng)器中的生物濃度很高。在城市廢水處理中,污泥濃度可達(dá)25000mg/L,在某些工業(yè)廢水處理中,甚至可高達(dá)80000mg/L,因此其抗沖擊負(fù)荷能力很強(qiáng)。
(3)可以實(shí)現(xiàn)生物富集和共代謝作用。可以使污水中世代周期很長(zhǎng)的微生物,如硝化細(xì)菌等得到有效截留,從而有效地降解水中的氨氮。而大量微生物聚集在一起的共代謝作用,可以使一些難降解的有機(jī)物得到有效降解。
(4)由于生物處理后的泥水分離采用的是膜分離,因此不用擔(dān)心傳統(tǒng)生物處理技術(shù)出現(xiàn)的絲狀菌繁殖、污泥上浮流失等問(wèn)題操作更加簡(jiǎn)單方便。
(5)出水水質(zhì)優(yōu)異、穩(wěn)定。
(6)對(duì)于新建污水處理場(chǎng),其占地面積與傳統(tǒng)工藝相比,占地面積更小,約為傳統(tǒng)工藝的1/3~1/5。如果對(duì)現(xiàn)有污水處理場(chǎng)進(jìn)行改造,則可以在不增加構(gòu)筑物的前提下,大幅度提高處理能力。
目前,MBR存在兩大問(wèn)題:一是膜孔堵塞和膜污染問(wèn)題。膜孔堵塞可采用間歇抽吸法,即抽吸過(guò)濾8min后,停2min,釋放污堵物。利用曝氣形成向上流動(dòng)的氣液混合物,使截留組分不易沉積在膜面上。至于膜污染問(wèn)題,主要指膜的壽命。目前國(guó)內(nèi)外都在研究抗污染膜,相信很快會(huì)有所突破。二是膜的價(jià)格問(wèn)題。國(guó)外產(chǎn)的膜較貴,使用時(shí)間較長(zhǎng),而國(guó)產(chǎn)膜的品種和質(zhì)量已有很大提高。一般情況下選擇國(guó)產(chǎn)膜可以滿足使用要求。隨著膜技術(shù)的發(fā)展,膜的價(jià)格問(wèn)題將不是制約MBR推廣使用的瓶頸。從以上分析可以明顯看出,采用MBR法用于石化污水處理并作為回用水,是一種合理的選擇。