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技术|石油炼化废水处理技术

石油炼化废水是污染较严重和治理领域中处理难度较大的一类工业废水，

其特征是高氨氮，污染物成份复杂、浓度高且多为生物难降解有毒有害有机物，

水质、水量的波动幅度大。相比物理法和化学法，生物法具有去除污染物的种

类多，效率高、抗冲击能力强、处理成本低等优点。

目前，针对可生化性差、可生化利用率低的石油炼化废水，石油炼化企业

通常采用A2/O和A/O等常规生物脱氮工艺技术，但这些技术的氨氮去除负荷低、

溶解氧消耗量大，而且由于硝化细菌世代周期长，上述单污泥系统运行方式使

氨氮硝化易受复杂的高浓度有机物影响，运行不稳定。新型处理技术，如臭氧

氧化技术，电化学和光化学法与氧化剂(如H2O2,O3和Cl2等)结合使用的技术

尽管对于污水的处理和回用方面存在一定的优势，但由于能耗和处理费用较高，

生产上尚未大量应用。

厌氧氨氧化是指在厌氧条件下微生物直接以NH4+为电子供体，以NO2-为电

子受体的氧化还原反应，产物为N2。随着水处理技术的不断发展，厌氧氨氧化

技术以其独特的技术优势受到国内外学者的关注。现阶段国内对于石油炼化废

水的处理工艺研究主要集中在A/O生物法曝气生物滤池、臭氧一曝气生物滤池、

三元微电解-Fenton试剂氧化法、臭氧一固定化生物活性炭滤池和悬浮填料移

动床生物膜法等技术，但关于将厌氧氨氧化技术应用到石油炼化废水的处理和

探究对其菌群影响的研究较少。

本实验利用已具有高效脱氮性能的厌氧氨氧化一反硝化细菌混培物建立生

物脱氮反应器进行连续驯化实验，旨在探究石油炼化废水中COD和毒性物质对

于脱氮处理应用过程中厌氧氨氧化一反硝化细菌混培物的影响。

1、实验部分

1.1实验装置

本实验装置由原水箱、上向流移动床厌氧氨氧化反应器、反应器进水泵三

部分组成。原水箱总容积为20L。反应器材质为有机玻璃，形式为圆筒形，内

径为42mm，高为400mm。反应器底部为厚度70mm的承托层，由粒径为2-20mm

砂砾石组成。承托层以上装填80mm高的由厌氧氨氧化细菌和反硝化细菌为核心

的细菌混培菌块构成有效生化反应区。反应器的总容积0.5L，有效反应容积

0.11L，运行方式采用上向流。反应器外表面用黑塑料薄膜包裹，以防光线对细

菌混培物的负面影响。反应器进水泵为蠕动泵，额定流量为0.2-2.0L/h。具体

实验装置见图1。

1.2细菌来源

该反应器中所用厌氧氨氧化一反硝化细菌混培物取自已稳定运行6个月的

厌氧氨氧化生物滤池反应器。生物滤池运行工况:进水温度33℃，进水基质浓

度NH4+-N200mg/L(NO2--N与NH4+-N浓度比为1.0-1.3),TN去除负荷为

13.5kg·(m3·d)-1，三氮化学计量比为NH4+-N去除量:NO2--N去除量:NO3--N

产生量=1:1.34:0.20。

1.3实验原水

实验原水采用人工配制，由石油炼化废水和基础配制原水两部分组成，石

油炼化废水取自天津市大港区某石化企业气浮池出水，基本组分为:NH4+-N浓

度为80mg/L,pH为7.45,COD浓度为675mg/L;基础配制原水由脱除余氯的自来

水、NH4Cl,NaNO2,KH2PO4、FeCl3·6H2O和NaHCO3等组成。

配制方法:不同阶段配制的实验原水成分为NH4+-N浓度278.28-

229.93mg/L;NO2--N浓度201.51-319.55mg/L(NH4+-N和NO2--N的浓度据实验

要求按需配制且比例控制在1:1.3左右);KH2PO4浓度10mg/L;NaHCO3浓度

200mg/L;FeCl3·6H2O浓度4.0mg/L;COD由石油炼化废水带入，不需另行投加。

原水的pH值采用2.0mol/L的HCl进行调节。原水配制过程中，为了补充微量

元索，另投加体积分数0.17%的灭菌生活污水。原水成分及反应器运行条件见

表1。

1.4实验方法

实验装置进水流量为0.4L/h，水温为(29士1)℃，通过控制石油炼化废水

的添加比例并采用连续进水的方式，将NO2--N与NH4+-N浓度比控制在1.30左

右。通过不同阶段石油炼化废水的添加，实现在不断增大难降解COD及毒性物

质浓度的情况下，考察以厌氧氨氧化一反硝化细