奧里油工業(yè)廢水處理工藝

奧里油的全稱是奧里乳化油，是以產(chǎn)于南美委內(nèi)瑞拉奧里諾科河(Orinoco)流域的一種環(huán)烷基超重質(zhì)原油(國(guó)外稱之瀝青)為原料，加乳化劑和水乳化而成，目前探明可開采量為460億t，占世界石油總儲(chǔ)量的30%，因此在全球占有重要地位。1988以來，有十幾個(gè)國(guó)家開始進(jìn)口奧里油，多數(shù)用作電廠燃料。我國(guó)從1996年開始大量進(jìn)口奧里油，一部分用作燃料，另一部分用作化工原料。青島重交瀝青廠建成了年處理奧里乳化油50萬t、生產(chǎn)重交道路瀝青30萬t的裝置，并已投入使用，開創(chuàng)了我國(guó)以?shī)W里乳化油為原料生產(chǎn)重交道路瀝青的先河。由于國(guó)內(nèi)原油輕油含量較高，不適宜生產(chǎn)高標(biāo)準(zhǔn)重交瀝青，不能滿足高等級(jí)公路建設(shè)的需要，因此我國(guó)以?shī)W里乳化油為原料生產(chǎn)重交道路瀝青的規(guī)模有不斷擴(kuò)大的趨勢(shì)。但奧里油加工過程中產(chǎn)生的工業(yè)廢水具有特殊性，目前還沒有成熟的處理技術(shù)，在實(shí)驗(yàn)室中曾進(jìn)行過生化處理可行性的研究，結(jié)果表明，通過厭氧和接觸氧化處理可以達(dá)到GB 8978—1996規(guī)定的二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)［1］。在此研究的基礎(chǔ)上，開展了生化處理現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用調(diào)試，結(jié)果表明，應(yīng)用砂濾、氣浮等工藝去除進(jìn)行前處理，再應(yīng)用生化處理，可使水質(zhì)達(dá)到二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。

1 奧里油加工廢水特點(diǎn)

奧里諾科瀝青是一種高粘度的重質(zhì)原油，類似一種膠狀體，無法直接使用，為了便于運(yùn)輸和使用，將其乳化處理后，形成水包油乳狀液，成為奧里油。因此，奧里油是由70%奧里諾科瀝青和30%淡水組成，其中加入1500 mg/L的表面活性劑，經(jīng)機(jī)械混合而成的水包油乳化液，為增強(qiáng)乳化液的穩(wěn)定性，其中還加入了一乙醇胺。使用時(shí)需要加破乳劑進(jìn)行破乳，將油水分離，其水相形成了加工過程中的主要廢水。因此，廢水除了含油外，還含有生產(chǎn)及加工過程中加入的各種化學(xué)劑。青島重交瀝青廠在生產(chǎn)過和中，日產(chǎn)廢水量500～600 m3。由于奧里油在生產(chǎn)過程中使用的是淡水，且比較穩(wěn)定，加工過程中也沒有加入其它的鹽類，因此廢水的礦化度不高，約為3000～4000 mg/L，pH 7～9，溫度較高，廢水從加工流程排出時(shí)在60～70 ℃，其COD主要提供者是含油和加入的化學(xué)藥劑。其中化學(xué)藥劑提供的COD難以去除，但這部分COD基本上是穩(wěn)定不變的，引起COD波動(dòng)的是含油量。現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)結(jié)果表明，廢水懸浮物含量為1000～3000 mg/L， COD在3000～6000 mg/L波動(dòng)，最高時(shí)可達(dá)8000 mg/L，而含油在100～1000 mg/L波動(dòng)，偶爾出現(xiàn)異常現(xiàn)象，含油量會(huì)更高些，這主要與原料來源不同有關(guān)。

2 現(xiàn)場(chǎng)處理流程

為了確保生化處理的順利進(jìn)行，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用了三級(jí)前處理，目的是減輕因含油量的波動(dòng)而引起的對(duì)生化處理的沖擊。因此，現(xiàn)場(chǎng)處理流程分三大部分：一是前處理部分；二是生化處理部分；三是后處理部分。計(jì)劃處理規(guī)模為600 m3/d。

前處理包括連續(xù)的三步工藝：第一步工藝是隔油，通過自然沉降去除不溶解油；第二步工藝是兩級(jí)氣浮，去除水中的懸浮物和膠體物；第三步工藝是砂濾，去除水中的微小顆粒。

生化處理包括厭氧、好氧二級(jí)生物處理法，酸化水解、延時(shí)曝氣工藝去除水中的有機(jī)物。

后處理包括連續(xù)的兩步工藝：第一步為核桃殼過濾；第二步為活性炭過濾（備用），使廢水達(dá)標(biāo)排放。

現(xiàn)場(chǎng)工藝流程見圖1，設(shè)備參數(shù)見表1。

流程安裝完成后，從油田廢水處理流程引入對(duì)油重質(zhì)組份降解能力很強(qiáng)的菌種作為生物處理的微生物接種，這類細(xì)菌曾在實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)中進(jìn)行過試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)細(xì)菌能在廢水中大量而快速地生長(zhǎng)繁殖。

廢水源水pH為6.5～7.5,溫度為50～55 ℃，廢水在進(jìn)入?yún)捬醭貢r(shí)溫度為32～40 ℃，在進(jìn)入好氧池時(shí)溫度為35～40 ℃，好氧池出水溫度在28～32 ℃。

調(diào)試階段是從9月至11月共3個(gè)月時(shí)間，每10天測(cè)試一次含油量和COD，共取9批樣，取樣點(diǎn)分別在隔油后、氣浮后、生化后、核桃殼過濾后和出水。

3 結(jié)果分析及討論

現(xiàn)場(chǎng)取樣測(cè)試結(jié)果見表2。

表2　流程各工藝階段去油和去COD效果

在調(diào)試過程中，來水水質(zhì)和水量基本穩(wěn)定，因此調(diào)試過程中系統(tǒng)易于控制，測(cè)試值能反映真正處理效果。

從測(cè)試結(jié)果中可以看出，油是廢水中提供COD的主要貢獻(xiàn)者，因此在通過隔油處理后去除大量的含油時(shí)COD立即大幅度下降，幾乎同步。因此，去油是處理技術(shù)的關(guān)鍵一步。

含油曲線下降比COD曲線下降更快，說明COD下降有滯后現(xiàn)象，這說明在含油下降達(dá)到一定程度時(shí)，廢水COD主要貢獻(xiàn)者發(fā)生變化，不再是含油，而是其他污染物，這部分物質(zhì)在氣浮工藝過程中得到較有效的去除。

在生化這一步雖然去除了部分含油，但更明顯的是去除COD，這時(shí)的含油接近10 mg/L，而COD平
均值已達(dá)到137 mg/L。在調(diào)試過程中，檢查軟性填料生物膜時(shí)，在半個(gè)月時(shí)生物膜即已出現(xiàn)，但整個(gè)調(diào)試期間，膜的厚度有限，且沒有再繼續(xù)增加，觀察認(rèn)為可能是曝氣速度超大造成了生物掛膜的難度。生化處理出水檢測(cè)表明，細(xì)菌濃度較高，約為103～105 cell/mL。

流程后面兩步過濾，雖然也起到部分作用，但含油和COD降低幅度都不十分明顯。設(shè)計(jì)時(shí)增加后兩步過濾，主要原因是國(guó)內(nèi)沒有對(duì)該類廢水處理的經(jīng)驗(yàn)借鑒，為了確保廢水處理達(dá)標(biāo)，廠家建議增加這兩套設(shè)備，以強(qiáng)化處理效果。

4  結(jié)  論

通過上述流程，可以使奧里油工業(yè)廢水處理到國(guó)家要求的排放標(biāo)準(zhǔn)，通過三個(gè)月的調(diào)試，可以認(rèn)為：

（1）奧里油工業(yè)廢水處理過程中去油是關(guān)鍵的前處理工藝，為了去油現(xiàn)場(chǎng)采用了隔油、氣浮和砂濾三種工藝處理，最終將含油量降至34.87%。一般認(rèn)為這不是理想的效果，但奧里油工業(yè)廢水中因含有大量乳化劑和破乳劑，致使水中的含油難以去除。但作者認(rèn)為可以在氣浮工藝上進(jìn)一步開展研究，還有可能提高氣浮的效果，最終可以僅通過氣浮這一步將含油降至10 mg/L以下。

（2）生化處理雖然在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中起到較好的作用，但工藝上仍有優(yōu)化的可能，從生物膜分析結(jié)果來看，生物膜沒有達(dá)到最佳效果，曝氣過大可能是一方面的原因，在營(yíng)養(yǎng)鹽平衡方面也可能存在問題。

（3）后處理的兩步過濾效果不明顯，可以考慮停止使用，以降低處理成本。

（4）整個(gè)流程可以進(jìn)一步優(yōu)化，從而實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)化。在隔油后直接進(jìn)行高效氣浮，然后進(jìn)行生化處理，生化處理的停留時(shí)間可以進(jìn)一步延長(zhǎng)，并在生化處理后加一步沉淀，預(yù)計(jì)可以達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，而且還會(huì)節(jié)約部分處理成本。如果要求廢水排放達(dá)到一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，可以考慮在最后加一級(jí)過濾。同時(shí)可以參照中國(guó)污水處理工程網(wǎng)其他技術(shù)文檔。

（致謝：在調(diào)試過程中，得到成都沼氣科研所厭氧微生物重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)張輝研究員等在技術(shù)方面的指導(dǎo)，在此表示衷心感謝�。�

參考文獻(xiàn)

1  張  敏，鄧  宇，胡國(guó)全，等.厭氧降解和生物接觸氧化法處理奧里油廢水的實(shí)驗(yàn)研究.中國(guó)沼氣，2003，21(3):15～17，21來源：谷騰水網(wǎng) 作者: 汪衛(wèi)東,耿朝華