人工強化氧化塘深度處理石化廢水的研究.pdf

1、近年來，石化工業(yè)迅猛發(fā)展，用水量及排水量大幅增加，造成的環(huán)境污染也日益嚴重。隨著國家污染物排放總量控制政策的實施以及相關(guān)排放標準的日益嚴格，石化企業(yè)廢水需在現(xiàn)有處理工藝的基礎(chǔ)上進行深度處理，但目前常用的深度處理技術(shù)都存在運行成本高，企業(yè)難以承擔的問題。本研究以節(jié)能減排為目標，在傳統(tǒng)氧化塘工藝基礎(chǔ)上，提出以生態(tài)混凝土護坡、人工介質(zhì)及水生植物浮床等為強化措施的人工強化氧化塘組合工藝，并使之配套完善，深度處理石化廢水。本文以中試研究為基礎(chǔ)，對

2、人工強化氧化塘深度處理石化廢水的效果、凈水機理及氧化塘內(nèi)生物生態(tài)特性進行了系統(tǒng)的分析。 氧化塘中人工介質(zhì)、多孔生態(tài)混凝土護坡、水生植物浮床等人工強化措施較大幅度地提高了氧化塘處理效率。進水COD、TN和TP范圍分別為42mg/L～113mg/L、10．3mg/L～16．1mg/L和0．29mg/L～1．29mg/L，在水力停留時間為2d的條件下，系統(tǒng)運行穩(wěn)定，對COD、TN和TP的月平均去除率分別為28．3％～49．4％，21

3、．3％～43．6％和29．3％～45．5％，出水主要水質(zhì)指標皆達到了《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準（GB18918-2002）》一級A標準。氧化塘不同單元對各類特征污染物的去除能力不同，COD主要在兼氧塘和好氧塘去除，而氮、磷則主要由兼氧塘和水生植物塘去除。溫度是氧化塘處理效果的主要影響因素，其對TN去除的影響高于COD和TP；由于進水溫度較高，即使在冬季兼氧塘依然保持較高的凈水效果。氧化塘各單元進、出水有機物氣相色譜掃描分析表明，廢水

4、經(jīng)氧化塘處理后，無論是有機物色譜峰總面積還是有機物種類都明顯降低，進水中有機化合物種類為42種，出水為29種；氧化塘系統(tǒng)對有機物峰面積的去除達到41．4％。 通過靜態(tài)試驗考察相同生物量的水生植物的凈水效果，結(jié)果表明：水生植物晝間根系泌氧現(xiàn)象明顯，夜間存在競爭水中溶解氧現(xiàn)象：沉水植物泌氧能力最強，挺水植物中蘆葦、水蔥表現(xiàn)出較強的泌氧效果；水蔥對有機物的去除效果最好，空心菜對TP及金魚藻對TN的去除則體現(xiàn)出較高的優(yōu)勢；在相同時間內(nèi)

5、空心菜的增長量遠高于其他植物，金魚藻的增長量最低。單位重量植物葉片中葉綠素的含量排序為：水蔥>蘆葦>美人蕉>菖蒲>金魚藻>空心菜，結(jié)果與植物泌氧能力具有一定的相關(guān)性；采用環(huán)境適應(yīng)性及抗凍性指標進行水生植物的抗逆性分析，水蔥的抗逆能力最強，可以很好的適應(yīng)水質(zhì)及環(huán)境，具有較高的耐寒性，而金魚藻抗逆能力最弱；水生植物根系分泌物對藻類的化感作用試驗中，受試藻密度為2×106ind/L，水蔥對藻類的化感作用最強，菖蒲次之，空心菜和美人蕉化感作用較

6、低但對藻類生長亦具有抑止作用。植物不同部位的氮磷含量存在差異，葉中氮的濃度較高，而根中磷的濃度最高，由于植物生物量分布的差異，氮、磷含量主要集中于地上部分；植物干枯后氮、磷干重含量較未枯萎時低15％～25％，因此植物收割宜在11月底至12月初植物剛開始枯萎時進行；植物腐爛分解過程中，磷的釋放超前于氮的釋放及生物質(zhì)的釋放；冬季植物黑麥草適應(yīng)水質(zhì)及環(huán)境條件，低溫季節(jié)可以生長，而水芹則無法適應(yīng)，不能正常生長。 通過PFU微型生物富集

7、試驗，氧化塘內(nèi)共檢測出微型生物39種，纖毛蟲為主導(dǎo)微生物；人工介質(zhì)具有較好的富集微生物效果，但隨空間布置變化明顯，兼氧塘介質(zhì)富集效果優(yōu)于好氧塘，進水口介質(zhì)富集微生物量及活性皆高于出水口；空間位置上，上層最高，中下層依次降低。人工介質(zhì)微生物相豐富，主要有藻類、鞭毛蟲，肉足蟲、纖毛蟲以及輪蟲、線蟲等，構(gòu)成較為完整的生物體系。生態(tài)混凝土護坡提高了氧化塘內(nèi)的生物多樣性，生態(tài)混凝土間土壤微生物的量及活性明顯高于硬質(zhì)護坡，而植物根區(qū)土壤微生物的量及

8、活性又優(yōu)于非根區(qū)土壤；利用Shannon－Wienner公式計算生態(tài)混凝土護坡植物物種的多樣性指數(shù)，結(jié)果表明其物種多樣性為良，物種比較豐富。 底泥中磷主要是以鐵磷和鈣磷的形式存在，從前端至后端，底泥中鈣磷的比重逐漸加大，鐵磷的比重逐漸降低。兼氧塘底泥以鐵磷所主；好氧塘底泥中鐵磷和鈣磷含量相當；由于植物殘體腐爛等因素，水生植物塘底泥中有機磷所占的比例升高，鐵磷所占比例較好氧塘下降，而鈣磷所占比例則達到52．1％。氧化塘中氮的去除

9、70％是由生物脫氮完成，植物吸收脫氮則占了15％；植物吸收除磷是夏季氧化塘內(nèi)磷的主要去除部分，占系統(tǒng)總除磷量的48％，冬季塘內(nèi)磷則主要由顆粒磷沉降及底泥吸附等作用去除。 以上研究結(jié)果表明，人工強化氧化塘工藝將廢水的生物、生態(tài)處理技術(shù)有效結(jié)合，在保留傳統(tǒng)氧化塘運行穩(wěn)定、經(jīng)濟節(jié)能優(yōu)點的同時，縮短了水力停留時間，提高了運行效率。該生態(tài)環(huán)境友好型污水處理技術(shù)，符合國家節(jié)能減排的政策，是污水深度處理技術(shù)的發(fā)展方向之一，具有較高的工程應(yīng)用