浅谈IRBAF工艺在石化废水处理中的应用

2022-11-11

1 IRBAF处理工艺简介

内循环固定生物氧化床技术 (Enternal Recurrence Fixed Biological Bed缩写IRBAF) 是在常温、常压的条件下, 利用专属微生物特殊的工艺环境, 形成一个高活性生物酶催化氧化床, 促使水体中污染物氧化。当BAF反应池经过一定时间的运行, 其填料中将产生大量的生物质, 当新增生物量床, 过多时, 会影响水在填料内部的运行, 降低处理效率, 此时需通过反冲洗将生物床中的过剩生物质脱出。BAF的反冲洗可通过反冲洗自控系统或半自控系统来完成。反冲洗周期视进水COD负荷确定, COD负荷越高, 反冲洗周期越短, 反之, BAF的反冲洗周期越长。反冲洗采用新型脉冲气水联合反冲洗技术, 反冲洗风采用炼油厂的非净化风, 反冲洗水采用二级内循环BAF的净化出水, 冲出的高浓度泥水混合液自流进入泥水分离池, 经沉淀分离后, 上层清液循环处理。本工艺产泥量较少, 可滞留于泥水分离池, 不定期排入净化水车间现有的污泥处理系统。

IRBAF工艺的特点: (1) 高品质填料:生物床采用粘土陶粒, 具有较大的比表面积和总孔容积, 抗机械磨损强度高, 表面粗燥, 化学稳定性强。 (2) 隔离式曝气技术:采用独有的隔离式曝气技术, 给反应器充氧的同时, 将污水沿曝气管道提升, 再经过反应器生物床, 形成循环, 避免了传统曝气方式对滤料的冲刷, 同时由于反应器水体呈內循环状态, 每小时可以循环10~20次, 增加了滤料内水流速度, 增强了污水与生物体之间介质的交换, 提高了反应器的处理效能, 具有完全混合式反应器的特点, 提高了反应器耐有毒物质的能力和抗冲击能力, 隔离式的曝气技术改变了传统曝气方式容积利用率低, 易形成水流短路的现象, 提高了反应器的容积效率和处理效率。 (3) 独特的气水联合反冲洗方式:IRBAF的反冲洗技术是一种对传统反洗技术的改进, 提高了滤料层扰动的强度, 提高系统应力中的附加切应力, 提高颗粒间的碰撞机会, 从而提高系统的反冲洗效果, 避免滤料的粘结堵塞, 保持反应器的活性, 达到稳定处理的目的。 (4) 自动化程度高:反冲洗是保障系统正常运行的关键, 对出水水质、运行周期、运行状况的影响很大, 设计系统的整个反冲洗过程由程序控制, 自动按次序控制管道上的阀门, 减少人力, 方便操作。

2 RBAF处理工艺在石油化工企业的应用

2.1 污水来源及水质

某石化公司污水处理场设计处理能力为1000t/h, 随着加工深度的逐步提高, 劣质油参炼比例不断增加, 出水水质的COD值时有超标, 很难稳定达到一级排放标准, 经数据显示进入污水处理场的来水有着高浓度污染源。

根据分析, 汽油碱渣排放液、柴油碱渣排放液、航煤罐区脱水三类废水的COD浓度都在15000mg/l以上, 从浓度和水质特性来看完全属于高浓度难降解废水, 必须对这几股高浓度的污水进行预处理, 以确保总出口排放污水的稳定达标。

2.2 工艺流程

高浓度污水处理工程的重点为COD的降解, 对于高浓度的污水预处理工程, 首先应对进入污水处理场的污水进行分流, 即必须将高浓度的污水与普通的污水在进入污水处理场的构筑物之前进行分开, 尽量减少高浓度污水量, 以减少运行费用, 高浓度碱渣污水经单独的物化处理后, 进入IRBAF生化处理单元, 待COD大部分去除后, 再进入现有的污水生化处理系统处理至达标排放的要求。

2.3 主要构筑物和设备工艺参数

(1) 内循环BAF池:BAF反应池是利用原有的曝气池进行改造, 共设置8间, 单间池体规格:6750×3538×5600, 每间处理水量为15m3/h, 填料容积为62.5/m3, 停留时间4.17h, 填料高度2.5m, 曝气量为3Nm3/min, 反冲洗风量40Nm3/min, 反洗风压0.45MPa。

(2) 内循环接触氧化池:处理水量120 m3/h, 填料容积为1500m3, 停留时间12.5h。

(3) 内循环反冲洗系统:内循环反应池共8间, 每间池安装气动阀2台, 电磁阀1台, 依次为出水气动阀、反冲洗进水气动阀、反冲洗风电磁阀。分别控制出水、反冲洗进水、反冲洗进风的打开与关闭, 以进行BAF池的反冲洗的自动控制。

(4) 泥水分离池:利用一间延时曝气池改造为泥水分离池, 有效容积为150m3。

2.4 IRBAF处理系统运行效果

该工程已于2007年6月完成设计, 2007年11月建成投运, 经过一段时间的运行, 环保监测部门对该工程进行了验收监测, 监测结果如下表中表1所示。

从表中可以看出高浓度的碱渣污水经过物化处理和IRBAF的生化处理后, COD值有很大程度的降解, 从而给后续的生化处理提供了稳定的水质, 提高了污水处理场整个的抗冲击能力, 使该污水处理场在工程投用后出水水质能稳定达到国家综合排放标准的一级排放标准, 其效果是十分显著的, 目前这项技术已经在国内多家石油、石化企业应用, 取得了良好的效果。

2.5 工程设计特点

该设计为在原有的污水处理场进行改造, 内容多、流程长, 设计中总结有以下特点:

(1) 在整个污水处理场的改造过程中尽量利用原有构筑物和设施, 在增加新工艺的同时中尽量通过设置阀门保持原有处理流程的畅通, 使污水处理场可以根据来水的不同而灵活的调节流程, 以节省能耗和提高污水处理场的抗冲击能力。

(2) 处理效率高, 二级内循环BAF生物氧化池的COD降解速率为 (7.2～6.0) kg/m3.d, 是普通工艺的12～15倍, 内循环接触氧化池为1.0kg/m3.d, 是普通工艺的2倍。

(3) 独特的气水联合反冲洗技术使整个工艺运行稳定、管理简便、自动化程度高, 无需增加操作管理人员。

3结语

相对于传统的炼油碱渣处理方法而言, 内循环固定生物氧化床IRBAF工艺具有能耗低、投资少、无化学污泥、占地面积少、处理效率高、操作稳定安全等优点, 应用前景广阔。内循环固定生物氧化床IRBAF工艺开创了石油碱渣和高浓度有机废液处理方法的新思路, 为石油化工企业的节能降耗探索出了一条新途径, 已经成为国内石油化工行业碱渣处理技术的首选工艺, 日益受到企业的关注, 正在发挥巨大的市场潜能。随着石油化工产业的不断发展, 内循环固定生物氧化床IRBAF工艺必将在炼油石化行业的碱渣高浓度污水处理的领域中得到较广泛的应用。

摘要：石油化工企业高浓度生产废水的处理是国内外废水处理领域的一个难题。本文介绍了采用内循环固定生物氧化床技术 (IRBAF) 对高浓度石化废水进行预处理的新方法, 并结合石油化工企业的实际应用情况加以分析, 以抛砖引玉, 引起共鸣。

关键词：IRBAF工艺,石化废水处理,应用