反滲透濃水處理工藝方案的選擇

蘭州石化油機的廢水深度處理裝置于2009年竣工并開始生產(chǎn)。主要包括氣浮系統(tǒng)、氣回收生物濾池、混凝沉淀、超濾系統(tǒng)、反滲透系統(tǒng)和醫(yī)藥系統(tǒng)。設(shè)計處理能力為180m。目前，國內(nèi)外常用的廢水氧化技術(shù)主要包括臭氧氧化、Fenton氧化以及次氯酸鈉氧化等1cod和水質(zhì)分析1.1反滲透濃水中cod分析表1為蘭州石化某煉油廠污水深度處理裝置處理后的反滲透濃水中COD值分析監(jiān)測結(jié)果，從中可以看出，2015年該煉油廠污水深度處理裝置處理后的反滲透濃水中COD值最大為98.29mg·L1.2反滲透濃水水質(zhì)特征表2為蘭州石化某煉油廠污水深度處理裝置處理后的反滲透濃水中水質(zhì)分析監(jiān)測結(jié)果，從中可以看出，該煉油廠污水深度處理裝置處理后的反滲透濃水的水質(zhì)特征是濁度低，含鹽量高，硬度高，碳酸氫根質(zhì)量濃度高。結(jié)合上述反滲透濃水中COD分析統(tǒng)計結(jié)果，認(rèn)為該煉油廠污水深度處理裝置處理后的反滲透濃水可生化性較差，若單獨采用臭氧催化氧化技術(shù)則存在臭氧消耗量較大、處理成本高、增加后期裝置運行負(fù)擔(dān)等問題。因此，根據(jù)國內(nèi)同行業(yè)反滲透濃水處理工程經(jīng)驗，宜采用高級氧化和曝氣生物濾池或吸附過濾技術(shù)的組合工藝。2反滲透濃水水質(zhì)分析方案優(yōu)選為選擇適合該煉油廠反滲透濃水的最佳處理工藝路線，結(jié)合反滲透濃水的COD值和水質(zhì)分析結(jié)果，擬定了以下3種方案：(1)臭氧催化氧化+曝氣生物濾池；(2)臭氧接觸氧化+曝氣生物濾池；(3)臭氧催化氧化+活性炭濾池。2.1生化預(yù)處理污水臭氧催化氧化+曝氣生物濾池處理工藝路線圖見圖1。反滲透裝置濃水依靠其自身余壓，進(jìn)入臭氧催化氧化池內(nèi)，利用臭氧作為氧化劑，通過負(fù)載金屬離子催化劑的催化作用，有效生成和增加反應(yīng)體系內(nèi)的OH自由基，將有機污染物氧化去除，臭氧由臭氧發(fā)生器現(xiàn)場制備。在經(jīng)過臭氧催化氧化后，水中難生物降解的長鏈、大分子有機物轉(zhuǎn)化為較小且可生物降解的有機物，同時提高污水B/C，改善可生化性，為后續(xù)生化處理創(chuàng)造有利條件。催化氧化池出水重力流進(jìn)入穩(wěn)定池，耗盡水中殘余臭氧，消除對后續(xù)生物處理系統(tǒng)的影響后，進(jìn)入曝氣生物濾池，通過生化反應(yīng)進(jìn)一步去除水中污染物，減少催化氧化臭氧消耗量。曝氣生物濾池出水重力流排至清水池，再進(jìn)入污水處理廠原301泵房排出廠外。臭氧催化氧化池與曝氣生物濾池反洗水取自清水池，通過反洗水泵對兩池進(jìn)行反洗，反洗排水排放至反洗水排污水池，經(jīng)反洗水排污泵提升送至污水處理廠生化處理系統(tǒng)前端重新處理。2.2反滲透裝置中臭氧接觸氧化的優(yōu)缺點表3和表4分別為3種處理方案的工藝參數(shù)和處理成本對比結(jié)果，可以看出，處理方案一具有運行成本低、系統(tǒng)運行穩(wěn)定、可確保出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)以及操作管理方便等優(yōu)點；而處理方案二中臭氧接觸氧化雖然節(jié)省了催化劑的投資費用，但對于含鹽量高、組分復(fù)雜、難降解污染物的反滲透裝置濃水，氧化效果難以保證，而且臭氧投加量增大，運行費用較高；處理方案三的處理成本雖然也比較低，但活性炭吸附飽和后需要更換，系統(tǒng)長期運行費用較高。因此，綜合對比3種處理方案的工藝參數(shù)、處理效果以及處理成本，選擇處理方案一（臭氧催化氧化+曝氣生物濾池法）作為蘭州石化某煉油廠反滲透濃水的處理工藝。3反滲透濃水處理效果評價根據(jù)以上研究結(jié)果，蘭州石化某煉油廠反滲透濃水處理項目建成穩(wěn)定運行后，分別于2020年8月7日至8月9日對該裝置的處理能力以及處理效果進(jìn)行評價。3.1處理能力表5為處理裝置不同時間的進(jìn)水量統(tǒng)計結(jié)果，由表5結(jié)果可以看出，2020年8月7日至8月9日期間裝置的最低進(jìn)水量為299.6m3.2處理效果3.2.1cod消除效果裝置入口水樣的COD值平均為42mg·L由圖2結(jié)果可以看出，經(jīng)過該裝置處理后的反滲透濃水出口水樣的COD值最大為7.51mg·L3.2.2裝置出口水樣中懸浮物、氨氮值和ph值圖3為裝置出口水樣懸浮物質(zhì)量濃度檢測結(jié)果，由圖3結(jié)果可以看出，經(jīng)過該裝置處理后的反滲透濃水出口水樣的懸浮物質(zhì)量濃度最大值為6.84mg·L此外，對裝置出口水樣中的氨氮值和pH值進(jìn)行檢測，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，水樣中氨氮值為0,pH值最大為7.81，最小為7.16，平均值為7.32，可以看出，水樣中氨氮值和pH值指標(biāo)均能滿足國家標(biāo)準(zhǔn)《石油煉制工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB31570—2015）的要求。4反滲透濃水處理工藝優(yōu)選1）目標(biāo)煉油廠污水深度處理裝置處理后的反滲透透濃水的COD值仍較高，且其含鹽量較高，碳酸氫根根質(zhì)量濃度高，需要進(jìn)一步深度處理以滿足新標(biāo)準(zhǔn)的的排放要求。2）反滲透濃水處理工藝優(yōu)選結(jié)果表明，臭氧催化化氧化+曝氣生物濾池法對目標(biāo)煉油廠反滲透濃水具具有較好的處理效果，且系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠，處理成成本較低。3）反滲透濃水處理效果評價結(jié)果表明，經(jīng)過臭氧氧催化氧化+曝氣生物濾池工藝處理