含油污水浮选与生物吸附联合处理技术
目前国内炼油企业处理其产生的含油污水，一般采用“老三套”污水处理技术，即：隔油—浮选—生化。
其中浮选和生化技术最为关键。浮选技术一般采用加压溶气气浮法，该方法操作压力大、部件易损坏、维修不便，不适于中小企业使用;而生化技术则采用O/O、A/O、A/O/O及氧化沟工艺等。这些传统生化工艺各有特点，基本可以保证出水达标〔1〕，但也显示出构筑物庞大、处理时间长、去除速率较低等缺点，而且因为含油污水中的有毒有害物质抑制生化处理，使得处理深度不够〔2-4〕。生物吸附—生物降解工艺(AB法)兼具污泥高效吸附和生物降解的功能〔5〕，适用于有毒有害及有机污染重的含油污水的处理。针对某中小型炼油企业产生的含油污水中石油类及其他有机污染物浓度高、水量也较大的特点，笔者选择AB法作为生化处理工艺，并以涡凹气浮作为浮选工艺进行试验研究，取得了理想的处理效果。
1材料与方法
1.1试验水样
含油污水取自南方某小型炼油厂隔油池出水，该厂污水产生量约30m3/h，污水水质见表1。
表1含油污水水质
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综合来看，该污水的主要污染物为石油类、COD、S2-，其他如NH3-N、CN-含量则较低。
1.2处理工艺及装置
浮选工艺是通过絮凝和气浮作用来去除水中的微小固体和胶体杂质，其对含油污水的石油类和SS具有理想的去除效果，同时也能削减COD。
AB法是由污泥负荷率较高的A段和污泥负荷率较低的B段共两级活性污泥系统串联组成，并分别有独立的污泥回流系统。A、B两段有各自独特的微生物群体，所以处理效果稳定;A段的活性污泥吸附能力强，能吸附污水中大分子有机物，同时因其负荷高，具有很强的抗冲击负荷能力，因而对有毒有害物质的缓冲能力强〔6〕。
试验工艺流程见图1。其中AB法中A段(池)容积为4L，B段(池)容积为43L，总水力停留时间(HRT)为8~10h。
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图1浮选与AB法联合处理含油污水工艺流程
1.3分析项目及方法
含油污水主要分析的项目有pH、溶解氧(DO)、石油类、COD、S2-、NH3-N和CN-等，分析方法均采用国家标准方法测定。pH采用电极法测定;DO采用DO测量仪测定;石油类浓度采用紫外分光光度法测定;COD采用重铬酸钾法测定;S2-采用碘量法测定;NH3-N采用氨气敏电极法测定;CN-采用吡啶-巴比妥酸比色法测定。
2结果与讨论
2.1浮选处理效果
通过絮凝剂筛选实验和适宜pH的实验，确定浮选工艺中选用聚合氯化铝(PAC)作为含油污水的絮凝剂，投加质量浓度约20~40mg/L，以6.5~7.8为最佳絮凝pH，该条件下产生的絮体多，气浮较快，澄清液显浅黄色，浮选效果理想。
浮选工艺对含油污水的去除效果见表2。
表2浮选工艺对含油污水的去除效果
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由表2可知，本实验中，浮选工艺对含油污水中石油类和COD的去除率分别达到70.3%和42.6%，去除效果较理想，为后续生化处理减轻了负荷。
2.2AB法中HRT的确定
通常，一个污水处理系统的效能可由去除负荷和出水水质(或去除率)两个因素来确定，仅当二者都处于相对较高水平时，系统的整体效能才算发挥最佳。
为了分别确定AB法的A段和B段最佳HRT，控制A段DO为0.8~1.2mg/L，pH为6.5~7.8，污泥回流比为30%;控制B段DO为2.5~3.0mg/L，pH为6.5~7.8，污泥回流比为40%。然后分别在A段的HRT为30~60min、B段的HRT为2~14h范围内进行试验。每个条件运行7d，分别考察AB法中A段和B段对主要污染指标COD的去除情况。HRT与A、B段处理效果的关系分别见图2和图3。
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图2A段HRT与处理效果的关系
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图3B段HRT与处理效果的关系
由图2可知，A段整体的去除负荷都较高，当其HRT为30~60min时，COD去除负荷均达到2.0kg/(m3˙d)以上。但是HRT较短时，COD去除率较低。当HRT≤40min时，COD去除率低于30%;HRT≥45min时，COD去除率超过35.5%。但是继续延长HRT，COD去除率增加缓慢，而去除负荷下降却较快，装置整体效能不高，所以AB法的A段HRT确定为45~50min较为合适。
由图3可知，B段的HRT在2~6h时，虽然COD去除负荷超过0.40kg/(m3˙d)，但COD去除率只有48%左右，且出水水质也还达不到排放标准，说明污水处理时间太短，低于污染物降解所需时间。当HRT达到8h以上时，COD去除率达到58%以上，出水水质已达到排放标准。但如果过度延长HRT，装置去除负荷下降较快，COD去除率变化则不大。综合考虑，AB法的B段HRT确定为8~10h较为合适。
2.3浮选与AB法联合处理效果综合分析
含油污水的pH为6.5~7.8，根据污水含油量，按20~40mg/L投加聚合氯化铝絮凝剂进行浮选处理，浮选出水再进入AB系统;A段的HRT为48min，污泥回流比为30%，控制DO为0.8~1.2mg/L;B段的HRT为8h，污泥回流比为40%，控制DO为2.5~3.0mg/L。实验稳定运行了2个月，对含油污水的各主要污染指标进行监测分析，平均结果见表3。
表3浮选与AB法联合处理含油污水的结果
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由表3可以看出，含油污水经浮选与生物吸附法(AB法)联合处理后，污水中石油类、COD、S2-、NH3-N的平均去除率分别达到94.3%、84.4%、96.7%、57.2%，综合处理效果较好。浮选单元对含油污水的石油类的去除效果非常理想，平均去除率达到72.4%;AB法对有机物(COD)的去除效果也较为理想，尤其是A段的COD平均去除负荷达到3.68kg/(m3˙d)，B段的COD平均去除负荷也有0.36kg/(m3˙d)。而且，处理后总出水水质较好，显示出AB法对含油污水有较好的处理深度。这是由于AB法的吸附段(A段)对大分子有较强的吸附去除，为生物降解段(B段)降解其他有机物创造了条件。对于该工艺的处理成本，由于该工艺采用的是涡凹气浮除油方法，其电耗仅为加压溶气气浮的1/6~1/8;连同药剂费，吨水处理成本仅需1.1元左右。而生物吸附法的A段由于负荷高、处理时间极短，总的生化处理段成本也不高;只考虑各电机的耗电费用的话，吨水处理成本约为1.2元。所以采用涡凹气浮与生物吸附联合处理该类含油污水，不仅技术可行，而且运行成本也较低。
3结论
试验表明，采用涡凹气浮和生物吸附法联合处理中小型炼油企业生产废水，技术可行、费用也较低。处理出水可以达到《污水综合排放标准》(GB8978—1996)的一级标准，吨水处理成本仅需2.3元。
(1)采用涡凹气浮技术，不需要压缩空气，不会发生阻塞现象，也不会因为气压不稳而影响运行。涡凹气浮工艺对该污水的石油类和COD的平均去除率分别为70.3%和42.6%。
(2)对于生物吸附法，控制A段的HRT≤50min，DO≤1.0mg/L，其COD的平均负荷可以达到3.68kg/(m3˙d);B段的HRT较长，为8~10h，DO≥2.5mg/L，其COD的平均去除率可以达到58.0%。
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