石油煉化廢水厭氧氨氧化脫氮技術(shù)研究

丁浩

摘 要：在水處理領(lǐng)域的近幾十年來(lái)，難降解有機(jī)廢水的處理己成為難點(diǎn)與熱點(diǎn)，且石油煉化廢水是一類處理難度較大的工業(yè)廢水。預(yù)處理-短程硝化-厭氧氨氧化技術(shù)在石油煉化廢水處理上具有一定的實(shí)踐應(yīng)用價(jià)值?；诖耍恼轮饕獙?duì)石油煉化廢水厭氧氨氧化脫氮技術(shù)進(jìn)行了分析與研究，以期能夠提高石油煉化廢水處理水平。

關(guān)鍵詞：石油煉化；廢水處理；厭氧氨氧化脫氮技術(shù)

石油煉化是石化企業(yè)生產(chǎn)常見(jiàn)的一種類工藝技術(shù)，其煉化內(nèi)容包括：石油焦化、催化重整、加氫裂化和催化裂化等工藝，在這些工藝過(guò)程中，其廢水的處理及凈化一直是制約石化企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的難題。因此，企業(yè)在石油煉化廢水處理過(guò)程中，應(yīng)對(duì)其廢水處理技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新，在提高廢水處理效果的同時(shí)，也能夠提升企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

一、石化廢水的危害

石化廢水大都屬于有機(jī)廢水或重金屬含量較大的廢水，其不論是對(duì)周圍環(huán)境還是對(duì)人體都存在一定的危害。下面我們來(lái)具體介紹一下石油煉化廢水的危害：

第一，石化廢水中的油類物質(zhì)以懸浮油、溶解油、分散油及沉積油等多種形式存在。懸浮油的存在會(huì)隔絕空氣與水體的交換，影響水體自凈；對(duì)于溶解油來(lái)講，其會(huì)粘附于水生生物的體表和呼吸系統(tǒng)，使水產(chǎn)生物呼吸受阻。第二，石化廢水中具有毒性的大分子物質(zhì)屬于難去除物質(zhì)。這些有機(jī)物或無(wú)機(jī)物本身的毒性較小甚至不具有毒性，但這些物質(zhì)在水中積累過(guò)多，會(huì)造成富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象，使水體的自凈能力受到嚴(yán)重影響甚至完全喪失。第三，石化廢水中含有大量的重金屬難以去除。石化廢水中的重金屬種類和數(shù)量豐富，當(dāng)其隨著自然界中植物的吸收作用和動(dòng)物的食物鏈進(jìn)行傳遞后，會(huì)最終進(jìn)入到動(dòng)物或人的體內(nèi)且會(huì)慢慢產(chǎn)生重金屬的富集效應(yīng)，若發(fā)生了積累性毒性作用，則會(huì)對(duì)器官機(jī)能造成嚴(yán)重?fù)p害，長(zhǎng)期不能恢復(fù)，嚴(yán)重的甚至?xí){生命安全。

二、厭氧氨氧化脫氮工藝

（一）厭氧氨氧化反應(yīng)機(jī)理。在厭氧氨氧化反應(yīng)過(guò)程中，其反應(yīng)機(jī)理可以分為生化反應(yīng)和化學(xué)反應(yīng)機(jī)理。

第一，化學(xué)反應(yīng)機(jī)理。在氧化反應(yīng)中，厭氧氨氧化菌以為氧化劑，把氧化成，再被氧化成。其中涉及到的反應(yīng)方程式如下：

第二，生化反應(yīng)機(jī)理。在該生化反應(yīng)模型中，亞硝酸鹽還原酶催化完成了還原為的過(guò)程，該還原酶定位于雙層膜外側(cè)的外室細(xì)胞質(zhì)中；聯(lián)氨水解酶催化完成了與縮合成的過(guò)程，但該水解酶是假設(shè)存在于跨膜的；聯(lián)氨氧化酶催化氧化成為并釋放4個(gè)電子，該氧化酶存在于雙層膜內(nèi)側(cè)的厭氧氨氧化體中，產(chǎn)生的4個(gè)電子又被利用而進(jìn)入第一個(gè)還原過(guò)程，從而形成鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。

（二）厭氧氨氧化工藝影響因素。目前對(duì)于厭氧氨氧化工藝影響因素的研究主要集中在值、溫度、溶解氧、基質(zhì)濃度、有機(jī)物、菌種來(lái)源、污泥齡和反應(yīng)器構(gòu)型等方面。

第一，主要在直接作用和間接作用兩個(gè)方面對(duì)厭氧氨氧化工藝產(chǎn)生影響。若值超出細(xì)菌的耐受限度，則會(huì)影響厭氧氨氧化工藝進(jìn)度。如，當(dāng)在6.0-7.5之間時(shí)，值越高，則厭氧氨氧化反應(yīng)速率就會(huì)越高；當(dāng)值超出9.5時(shí)，反應(yīng)速率就會(huì)下降。因此，值在7.5-8.0之間最合適。第二，溫度。厭氧氨氧化細(xì)菌的生化反應(yīng)均屬于酶促反應(yīng)，即需要在各種酶的參與進(jìn)行，由于酶活性對(duì)溫度比較敏感，所以溫度對(duì)于厭氧氨氧化細(xì)菌影響明顯。當(dāng)溫度在15-30℃之間時(shí)，其反應(yīng)速率隨著溫度的升高而變大；當(dāng)溫度超出35℃時(shí)，反應(yīng)速率會(huì)隨著溫度的升高而降低。所以，該反應(yīng)溫度應(yīng)控制在30℃左右。第三，溶解氧。溶解氧會(huì)對(duì)厭氧氨氧化活性產(chǎn)生可逆性的抑制，且可在進(jìn)行除氧后恢復(fù)。由于厭氧氨氧化活性在溶解氧濃度為（0.5～2.0%）的空氣飽和度條件下將會(huì)被完全抑制，所以溶解氧的抑制濃度應(yīng)低于0.5%空氣飽和度。第四，基質(zhì)濃度。和是厭氧氨氧化反應(yīng)的基質(zhì)，由于厭氧氨氧化菌混培物對(duì)氨和亞硝酸鹽的親合力都很高（），但若超過(guò)其對(duì)應(yīng)的閾值，將會(huì)對(duì)細(xì)菌活性產(chǎn)生抑制。在厭氧氨氧化反應(yīng)中，底物和產(chǎn)物對(duì)細(xì)菌活性的影響均較小，只要兩者濃度在1000以下就不會(huì)對(duì)細(xì)菌活性產(chǎn)生抑制。第五，有機(jī)物。厭氧氨氧化菌一般屬于化能自養(yǎng)型的專性厭氧菌，且生長(zhǎng)較緩慢。有機(jī)物在厭氧條件下會(huì)作為電子供體與亞硝酸鹽發(fā)生反硝化反應(yīng)，于是異養(yǎng)的反硝化菌易快速增殖并逐漸成為優(yōu)勢(shì)菌種，反硝化菌與厭氧氨氧化菌在反應(yīng)器中競(jìng)爭(zhēng)生存空間，從而抑制厭氧氨氧化菌活性。如，葡萄糖或甲醇等易降解的有機(jī)物加入到厭氧氨氧化反應(yīng)器中，會(huì)對(duì)厭氧氨氧化菌活性產(chǎn)生明顯抑制，活性抑制則會(huì)體現(xiàn)在脫氮性能明顯降低的現(xiàn)象；腐殖酸等難降解的有機(jī)物加入反應(yīng)器后，卻未出現(xiàn)活性的明顯抑制和脫氮性能明顯降低的現(xiàn)象。

三、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，石油煉化作為一類化工生產(chǎn)工藝，其煉化廢水所包含的化學(xué)物質(zhì)比較多，若不對(duì)其進(jìn)行凈化處理，則廢水排放將會(huì)嚴(yán)重影響周圍環(huán)境及居民的生產(chǎn)生活。因此，石化企業(yè)應(yīng)注重?zé)捇瘡U水的凈化與處理，了解厭氧氨氧化脫氮技術(shù)原理，分析其影響因素，進(jìn)而有效控制其工藝參數(shù)，提高煉化廢水處理工藝水平。

參考文獻(xiàn)：

[1]王猛，張樹德，楊雪瑩，楊宏.石油煉化廢水組成對(duì)厭氧氨氧化-反硝化細(xì)菌混培物的影響[J].環(huán)境工程學(xué)報(bào)，2017，（04）：2584-2590.

[2]王猛，張樹德，楊雪瑩，陶慕翔，高洋，田玉斌，楊宏.石油煉化廢水對(duì)ANAMMOX的脫氮性能影響研究[J].中國(guó)給水排水，2017，（03）：73-77+81.endprint