含油废水生物处理技术的研究进展

第42卷第12期 当 代 化 工 Vol.42，No.12 2013年12月

Contemporary Chemical Industry December，2013

基金项目： 2012年省级大学生创新创业训练计划立项项目: 腈纶废水专用复合絮凝剂的研制开发，项目号：201210148009。 收稿日期： 2013-05-18 作者简介： 张豫宁（1991-），女，辽宁葫芦岛人，研究方向：环境科学。E-mail：1005254662@https://www.wendangku.net/doc/2014901631.html,。 通讯作者： 李萍（1961-），女，教授，博士，研究方向:污染物处理与资源化。E-mail：yangchun_bj@https://www.wendangku.net/doc/2014901631.html,。

含油废水生物处理技术的研究进展

张豫宁，刘国斌，李 萍

（辽宁石油化工大学，辽宁 抚顺113001）

摘 要：生物方法处理含油废水的工艺因其环保、简单有效的特点而受到国内外学者的广泛青睐。主要介绍了生物处理方法中的生物膜法和活性污泥法，其中生物膜法又分为曝气生物滤池、接触氧化、生物流化床等，对各种方法进行了评价和比较，并对含油废水的生物处理技术今后的发展提出了建议。 关 键 词：含油废水；曝气生物滤池；接触氧化；生物流化床；活性污泥法

中图分类号：X 703 文献标识码： A 文章编号： 1671-0460（2013）12-1671-03

Research Progress in Oily Wastewater Biological Treatment Technology

ZHANG Yu-ning ，LIU Guo-bin ，LI Ping

（Liaoning Shihua University, Liaoning Fushun 113001, China ）

Abstract : Biological treatment methods of oily wastewater are widely favored at home and abroad because of its environmental protection and simple process. In this paper ，biological treatment methods were mainly introduced, such as the biofilm method (including aeration biological filter,contact oxidation,biological fluidized bed,ect.) and activated sludge method. Then these methods were evaluated and compared ，and the biological treatment technology development of oily wastewater in the future was proposed. Key words : Oily wastewater ；Biological aerated filter ；Catalytic oxidation ； Biological fluidized bed ；Activated sludge process

含油废水是指在石油生产和加工过程中所产生的废水，其中含有油类、芳烃、氨、磷、硫和重金属等成分。含油废水中的油会在水面上形成一层薄膜，阻止氧溶解于水中，从而导致溶解氧含量下降，不但会使水中生物因缺氧而死亡，还会阻挡水生植物进行光合作用，从而影响水体的自净能力。可食用的水生生物长期在含油污水中生活将导致其体内累积有害物质，从而变味，不宜食用；含油废水的水体表面的油层遇明火容易引发火灾。因此，国际规定含油废水必须经过处理后才能排放，其中，巴黎公约规定的非陆地含油废水排放标准为40 mg/L，陆地排放标准为5 mg/L。目前，含油废水的治理已经引起国内外学者的广泛关注。其中通过生物方法处理含油废水的工艺，因环保、简单有效的特点而备受关注[1]

。

1 生物技术研究进展

1.1 曝气生物滤池（BAF）

含油废水中含有大量的有机污染物，曝气生物滤池不仅能够对有机物进行生物氧化，同时还具有生物吸附和过滤作用，因此近年来研究较多。

翟计红[2]

等人采用CAST /曝气生物滤池(BAF)工艺处理戚墅堰机车有限公司的废水，工艺流程为：生产废水→粗格栅→进水泵房→平流隔油池→CAST 反应池→中间水池→曝气生物滤池→中水水池（兼做消毒池）→回用。结果表明，曝气生物滤池在挂膜没完全成功的情况下对COD 去除率也可以达到20%以上，出水COD 平均值为35.8 mg/L，出水悬浮物<10 mg /L，达到《铁路回用水水质标准》( TB /T 3007) 2000)。

林明[3]

等以机械加工过程中产生的含油废水为

研究对象，

采用破乳技术+膜过滤技术+ Fenton 试剂氧化+生物处理技术处理含油废水，其中生物滤池的进水为含油废水和生活污水的混合水，出水COD 从171～641 mg/L 下降到50 mg/L 以下，水质达到DB21－60－89《辽宁省污水排放标准》水质要求，另外由于生物膜表面的生物絮凝填料作用及本身截留作用，使得出水固体悬浮物浓度（SS）含量低于10 mg /L，出水清澈透明。

刘文洪[4]

等对影响曝气生物滤池系统好氧段运行效果的主要因素，以及系统的抗冲击负荷能力进行了试验研究，结果表明，COD 的去除率随着水力

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负荷升高而增加，当水力负荷为0.20 m3·m-2·h- 1，COD容积负荷达到2.08 kg·m-3·d- 1，对应的水力停留时间保持在5 h时，COD 去除率达到最高，最大值为78%。此外，当滤层高度不同时，COD的降解效率也不同，降解效果最好的好氧段是0～30 cm 段。实验采用水解酸化-曝气生物滤池(BAF)两段式工艺处理陕西某油田过滤后的含油废水，结果表明，水解酸化段的水力停留时间为7 h时，BAF进水的可生化性较好，BAF的前30 cm滤料层是污染物降解效率最高的区域。当进水中石油类污染物浓度大于70 mg/L时，该工艺的污染物去除率会降低，有时生物膜底部甚至会出现灰色。总之，对于含油废水来说，就算可生化性不强的含油污水，曝气生物滤池的处理效果也优于其他的水处理工艺，因为通过曝气生物滤池处理有机污水时，除了依靠生物氧化外，本身还具有显著的生物吸附和过滤作用，因此可去除一些可生化性不强和粒径较大的物质。

生物滤池占地面积小、基建投资少、运用费用低，具有氧传输效率高、耐冲击负荷能力强、出水水质高的特点。但水力不足时，曝气生物滤池易发生滤层顶部堵塞过快等问题。

2.2 接触氧化

接触氧化池具有耐负荷能力强，污泥浓度高，处理效率高且稳定，运行成本低，生物活性高，无污泥膨胀等特点，能够有效去除废水中的有机污染物。

刘爱军[5]等人对某石化公司排放的含油废水进行了分析研究，运用水力旋流分离浮油自动收集排油组合装置、气浮一体化技术、水解酸化和厌氧接触氧化组合工艺进行处理。实验表明，通过厌氧接触氧化工艺使废水中的有机杂质被生物膜和活性污泥中的微生物分解吸收，同时通过反硝化作用达到去除氨氮的作用。该组合工艺对COD Cr、氨氮、含油量的去除率分别可达到94%、86%和99%，而且得到副产品油可以再进行炼制。

胡艳东[6]利用气浮－水解酸化－反应沉淀－接触氧化工艺对石化废水进行处理研究，处理结果表明，接触氧化工艺对污染物的去除效率高、稳定，最终出水的各项指标都达到GB8978―1996规定的二级排放标准，并且能够有效去除废水中的COD、石油类、甲苯、二甲苯和苯酚等有毒、有害物质。含油废水经过此工艺后能够去除绝大部分的石油类污染物，去除率可高达97％～98％。

张彩虹[7]采用斜管隔油沉沙、气浮、生物接触氧化及CIO2消毒处理工艺处理铁路机务段含油废水，实验结合实际需要在池内设置了高效的组合填料，用来提高活性污泥浓度，安装高效可变微孔曝气管，使氧气的利用率提高到20％～25％，并采用推流式进水方式。实验结果表明，出水的各项指标基本上达到《污水综合排放标准》（GB8978-1996）一级标准。处理后废水还可以进行例如绿化、清洁等二次利用，不但解决了含油污水的排放还节约了水资源，而且还符合环境友好型的环保理念。

接触氧化还存在以下问题：当填料生物增长后会使有效作用面积降低，从而导致处理效率降低。填料串不易安装，且安装不当会导致运行时间长之后填料串松动，影响运行效果。接触氧化具有处理效率高、抗冲击负荷能力强、停留时间短等特点。

2.3 生物流化床

生物流化床是一种高效、稳定性好、适用性广的新型污水处理技术。张有贤[8]等在炼油废水处理中应用厌氧型─好氧型─移动床生物膜反应器（A/O+MBBR）的组合工艺，在试运行期前段（即本实验试运行期前16 d）MBBR 池出水COD平均值为55.61 mg·L-1，平均去除率为80.88%。试运行期后段（即试运行期后16 d），MBBR池出水COD 平均值为40.78 mg·L-1，在试运行开始不到10 d的时间里，MBBR 池出口氨氮质量浓度就稳定在10 mg·L-1以下，并且进水氨氮质量浓度对其影响较小，氨氮的去除率上升也很明显，去除率从11.03%上升到89.37%，表现稳定，平均为81.74%，MBBR池氨氮去除率开始较低，但最终可达到88.90%。但作者还指出，MBBR填料时容易在个别的网眼发生堵塞，还需要对反冲装置及筛网安装位置进行进一步的择优选择。

王欲晓[9]等利用流动床生物膜反应器（MBBR）对以传统老三套工艺“隔油-气浮-生化”为生化单元的传统活性污泥法（CAS）进行升级改造。实验结果表明，改造后的MBBR-CAS组合工艺比CAS 工艺出水水质稳定，MBBR中出水中COD含量小于60 mg/L，氨氮含量小于5 mg/L。然而研究报告也指出在进水石油类提高到50～70 mg/L，COD提高700～900 mg/L时，虽然MBBR出水中COD低于60 mg/L，但是氨氮含量变化较大。

曹春艳[10]等利用移动床生物膜反应器(MBBR)处理石化废水，考察了在相同水力停留时间下，不同填充率对污染物去除率和氧传递速率的影响。结果表明，当填料填充率小于30%时，水中COD和NH3-N去除率都随着填料填充率的增加而快速增加。当填料填充率达30%时，COD去除率达到最大值90.98 %，氧总传递系数达12.66，是无填料时的

第42卷第12期 张豫宁，等：含油废水生物处理技术的研究进展 1673

1.48倍。当填料填充率大于30%时，COD和NH3-N 的去除率随着填料填充率的增加变化并不显著。综合考虑对含油污水中污染物的去除效果和绿色应用原则，填料填充率为30%时为最佳工况。

目前生物流化床仍然存在池中pH不均匀，填料填充率不好控制，运行成本不稳定等问题。

2.4 活性污泥法

活性污泥法通常和其他方法结合使用对含油废水进行处理。冯爱辉[11]对利用化学混凝—SBR法处理含油废水进行了实验研究，研究了在采用SBR 法处理含油废水过程中运行参数对实验效果的影响，考查的运行参数包括曝气时间、污泥浓度、温度及pH值，确定了系统降解有机污染物的最佳运行条件。实验结果表明，污泥质量浓度由3g/L 提高到4 g/L和5 g/L，其对COD及油去除率的增大效果不明显。设备运行最适宜pH值在6.5～8.5之间，设备温度保持在嗜温菌生长最适宜温度15 ℃到35℃之间。NaCl质量浓度应该保持在5 g/L以下。但是实验中也指出了活性污泥法的局限性，运用活性泥中的微生物对环境的pH值的要求较高。

何爱翠[12]等人在被石油污水长期污染的活性污泥中提取出能够有效降解污染物的优势菌种H1，并对其选育和其降解效果进行研究。实验数据表明，H1的最适生长条件为4O ℃、pH值为9、NaCI浓度为0.5 mol/L。H1降解含油废水的最佳条件为: pH 值为7、温度30～40 ℃、培养时间为40 h，最佳菌体接种比例为1︰50，C/N最佳比值为3︰1。该研究有效地解决了市售菌种因没有针对性而产生浪费的现象，进而降低成本。但要使出水达国家排放标准，需要大量的时间，最长要达50 h，而且单一菌种的针对性较强，废水成分一旦改变，降解率将会大大降低。

余伟[13]等研究了采用活性污泥法处理含油废水的过程中泡沫的形成。在使用活性污泥法处理含油废水时会产生大量泡沫，泡沫会影响处理系统的正常运行和出水水质。研究报告表明，将污泥浓度控制在较低水平，pH值保持在8左右，进水COD< 1 000 mg/L，系统溶解氧含量保持在4～5 mg/L，降低憎水性物质等方法，都可以降低泡沫产生量，从而提高整体工艺的处理效率。

凌敏华[14]等采用生物膜法+活性污泥法两段好氧工艺，对原废水处理装置进行改造。结果表明，改造后装置处理能力增强，处理效果稳定。进水COD控制在700～1 000 mg/L，进水流量保持在422 m3/h左右，COD去除率87.5%，出水COD合格率几乎100%，达到设计目标。出水水质完全符合各环保局拟定水质指标要求。

活性污泥法仍然存在很多不足之处，比如还存在pH值要求严格，不好操作、微生物数量不好控制，易形成新的污染物、菌种针对性强从而应用不广泛等问题。

3 结 论

生物处理技术是处理含油废水成本较低的处理方法[15]。本文就近几年的含油废水的生物处理方法研究现状进行总结和概括。笔者建议今后在含油废水的生物处理方法的研究应该围绕以下几个方面展开：高效降解菌的筛选、污水处理生物反应器及相关工艺组合方面的研发。

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含油废水生物处理技术的研究进展

作者：张豫宁， 刘国斌， 李萍， ZHANG Yu-ning， LIU Guo-bin， LI Ping

作者单位：辽宁石油化工大学,辽宁 抚顺,113001

刊名：

当代化工

英文刊名：Contemporary Chemical Industry

年，卷(期)：2013(12)

参考文献(15条)

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引用本文格式：张豫宁.刘国斌.李萍.ZHANG Yu-ning.LIU Guo-bin.LI Ping含油废水生物处理技术的研究进展[期刊论文]-当代化工2013(12)