金 松

LTBR生物处理工艺处理甲乙酮废水的中试*

金 松

（中国石油抚顺石化公司石油二厂，辽宁抚顺113006）

在高浓度甲乙酮废水的生物处理试验过程中，采用LTBR生物处理工艺，使用特效微生物和营养基质，可以在高COD的不利条件下正常进行有机物降解，探索出了使用生物方法处理甲乙酮废水的合理工艺，为处理甲乙酮废水的工程应用开辟了新思路。

LTBR生物处理工艺；特效微生物；甲乙酮废水；高COD

随着国家和地方政府对环保要求的日益提高以及污染物跨地区转移的严格控制，如何经济有效的完成各种石油化工废水的无害化处理成为各炼化企业亟待解决的环保问题之一。在石油炼制和加工过程中会产生高浓度、难处理的化工废水，常规的水处理工艺难以达到水质排放标准。目前国内针对这种高浓度、难降解的废水多采用焚烧、稀释处理、催化氧化法来进行处理[1]。但这些方法不同程度存在着设备投资较高、处理过程需要消耗大量能耗、运行管理比较复杂、会产生大气污染、运行费用较高等缺点。为突破石油化工废水处理的瓶颈，需要引进新技术、新工艺来满足高浓度石油化工废水的处理。

中国石油抚顺石化公司石油二厂现原油加工能力为600万t/a，在成品油的加工精制以及化工产品的炼制过程中产生大量高浓度的废水，甲乙酮废水就是其中的一种高浓度有机废水，公司多年来也一直在寻求合理、经济有效的技术解决甲乙酮废水无害化处理的问题。

LTBR生物处理技术是在对高浓度有机废水中的污染物成分进行全面分析基础上，通过筛选、驯化、诱变等技术得到适合降解特定污染物的特效微生物菌团，并根据微生物的共性和特性配制适合其生长繁殖的营养基质，确保其在废水生物处理过程中的长期优势地位，实现对废水中特定污染物的充分生物降解，从而极大提高废水中污染物的可生物降解比率和废水处理系统的处理效率[2]。LTBR生物处理技术与普通的生化处理技术不同，它可以以高于传统活性污泥法10倍以上的容积负荷，将传统生物法难以处理的高浓度、高盐、有毒废水，比较经济的处理成低浓度、易生化废水，大大降低高浓度有机废水的处理成本[3-4]。

抚顺石化公司与天津莱特化工有限公司采用LTBR生物处理工艺，对处理甲乙酮废水进行了中试试验，取得了理想效果。

1 试验工艺流程及分析方法

1.1 试验装置工艺流程

本试验装置的工艺流程如图1所示。

图1 试验装置工艺流程Fig.1 Test device process flow diagram

首先对甲乙酮废水进行pH调节，然后进入LTBR生物强化反应器，废水中的大部分有机物在反应器内被特效微生物降解。为了保持反应器内微生物长效的高处理能力和高活性，利用鼓风机持续向反应器内供氧，利用营养液计量泵定期向反应器内投加专用的营养液LTMM。反应器内曝气液自流进入沉淀池，在沉淀池内，良好的微生物絮凝体在重力条件下，通过自然沉降实现固液分离，清水即为排放水，直接排入厂区污水收集管道。

1.2 试验设备、仪器及药剂

试验装置设备及材料见表1。

表1 试验装置设备及材料Table 1 Equipments and materials for test

1.3 试验出水水质

试验设计出水水质指标见表2。

表2 设计出水水质Table 2 Outlet water quality of design

1.4 分析方法

试验主要分析项目及分析方法见表3。

表3 分析项目及方法Table 3 Major analysis items and methods for test

2 启动与运行

2.1 微生物激活阶段

本阶段从2010年6月25日至6月27日。首先在LTBR生物强化反应器中加经调节后的甲乙酮废水（COD为2 000 mg/L左右），加入高效菌种和专用营养基，调节pH值至中性，充分闷曝。连续曝气30 h后，曝气液中的溶解氧迅速下降后又逐步升高,说明微生物已经被激活。

2.2 微生物调整阶段

本阶段从2010年6月27日至7月8日。先采取间歇进水方式，使微生物对该废水有一定的适应性，然后开始连续进水,并逐级增加进水量，使处理负荷维持在较高水平上。在逐渐适应该种废水后，微生物活性非常好，污泥增长较快，而且絮体大，絮凝较快。出水更加清澈透亮，处理效果良好。这一时期平均进水COD为5 265 mg/L，平均出水COD为252.9 mg/L，COD去除效率达到95.19%。

2.3 微生物稳定运行阶段

本阶段从2010年7月9日至8月7日。通过进一步调整优化操作，LTBR生化处理系统逐渐转入正常，污泥稳定增长，活性污泥絮体明显增大，沉降性能良好。由此判断试验装置已经可以转入正常运行。

2.4 微生物正常运行阶段

试验装置正常运行后，可以在此基础上进行各类影响因素试验研究。从2010年8月8日至9月5日，在保持处理负荷的前提下，提高进水COD浓度，进行了浓度冲击标定。标定结果显示试验完全达到和超过了设计要求。

3 结果与分析

3.1 稳定运行阶段处理效果分析

装置的平均进水COD为5 398 mg/L、平均出水COD为93.2 mg/L，远低于试验要求的500 mg/L，COD平均去除效率为98.27%，试验装置对COD的处理效果如图2所示。可见，LTBR生物处理工艺处理效率较高，处理效果稳定，达到了试验预期的目标。

图2 稳定运行时进出水COD及处理效果Fig.2 COD of outlet and inlet water and treatment results during the stable operation of test device

由于要保证微生物活性，需向系统中投加营养基质，造成出水氨氮升高，但都＜10 mg/L，满足试验要求。

3.2 浓度冲击处理效果分析

浓度冲击运行标定期间，进水COD平均为8 441 mg/L，出水COD平均为110.9 mg/L，COD去除率98.67%，取得了良好的处理效果，证明在甲乙酮废水COD浓度较高的状态下，LTBR生物处理工艺仍能正常运行并超过预期的处理效果。试验装置对COD的处理效果如图3所示。

图3 浓度冲击运行时对COD的处理效果Fig.3 Treatment result of COD in the different concentration range of testing device

3.3 运行后的pH分析

整个中试过程中，出水pH均在6～9之间，符合废水预处理后进入污水处理厂的标准。

3.4 合理运行参数

试验装置的合理运行参数见表4。

表4 合理运行参数Table 4 Reasonable running parameters of the test device

4 结论

（1）工艺技术先进。通过处理高浓度甲乙酮废水的中试试验可以看出，LTBR生物处理工艺对废水中COD的去除率达到了98%以上。相对于其他常规工艺，该技术体现出了较好的处理效果。所以，试验的结果证实了该技术的先进性。

（2）运行稳定，抗冲击能力强。系统运行的稳定性强，对COD的适应范围广，可以适应化工水质多变的要求，具备较强的抗冲击能力。

（3）管理方便，操作安全。该系统工艺流程短，仅经过pH调节和一级生物强化处理即可满足处理要求，运行管理简单方便。工程实施后的运行完全在常温常压下进行，避免了高温、高压等安全隐患。

（4）成本低投资小。

LTBR技术与常规的催化氧化、焚烧处理等技术相比，大大缩短了处理工艺流程，降低了工程投资，而且运行成本主要是设备电耗和营养基质费用，运行费用较低，有较大推广价值。此外，该技术在常温、常压条件下实施，避免了焚烧法、催化氧化法等存在的潜在的危险因素，不但在投资和运行费用上具有绝对优势，而且是真正意义上的环保处理技术，没有转移污染物，不会带来二次污染，对主要污染物的去除效率较高，所以该技术可以在高浓度甲乙酮废水处理方面进行推广应用。

[1]孝宇.宋乾武，李秀金.化学混凝与曝气生物虑池组合工艺用于再生水处理中试研究[J].环境科学研究，2005，18（6）：64-67.

[2]齐军，顾温国.水中难降解有机物氧化处理技术的研究现状和发展趋势[J].环境保护，2000，3：17-19.

[3]张新惠，郝日诗，王军，等.莱特生物强化技术处理高浓度有机废水的中试[J].油气田环境保护，2010，1：37-40.

[4]肖从峰，朱国宾，吴建华，等.生物强化技术处理乙烯碱渣的实验研究[J].石油化工安全技术，2009，25（2）：43-46.

Pilot-scale Test of LTBR Biological Treatment Process of Wastewater From Methyl-ethyl Ketone Unit

JIN Song
（CNPC FuShun Petrochemical Company No.2 Refinery，Liaoning Fushun 113006，China）

In biological treatment test of high concentration waste water from methyl-ethyl ketone unit，by using special efficiency microorganism and nutrition base material，LTBR biological treatment process was used to degrade organic compounds under the poor condition of high COD，which discovered reasonable process of biological method to treat wastewater from methyl-ethyl ketone unit and developed a new idea for project application of treating methyl-ethyl ketone wastewater.

LTBR biological treatment process；Special efficiency microorganism；Methyl ethyl ketone wastewater；High COD

X703

A

1671-0460（2010）05-0567-03

2010-09-12

金 松（1970-），男，辽宁抚顺人，工程师，1992年毕业于抚顺石化公司职工大学，从事环保管理工作。E-mail：jinsong225032@sohu.com。