活性炭在煉油污水處理中的應用

摘要：文中結合某石化廠煉油污水處理流程及活性炭的特性和工作機理，介紹了活性炭在煉油污水處理中的應用，并針對應用中的問題提出了對策分析。

煉油污水的處理方法很多，主要有重力沉降法、過濾法、浮選法、絮凝法、生化法、膜分離法、吸附法等。這里介紹的是活性炭在煉油污水處理中的應用，活性炭不僅吸附能力強，還具有強化生物處理及助凝的作用，被廣泛應用于煉油污水處理中。

1、煉油污水處理流程

某石化廠煉油污水裝置設計處理能力700t/h，正常情況下裝置來水量在320t/h左右，污水處理率100%。上游來水經格柵、均質罐、斜板隔油（CPI）回收可浮油，再經渦凹氣浮（CAF）、斜板加壓氣浮（ADAF）去除乳化油，后經一、二級生化、膜過濾設施、污水提標以及活性炭吸附后，除去污水中的污染物質，達到回用或排放標準。

2、活性炭的特性及工作機理

活性炭是一種具有高度發達孔隙結構，物理化學性質穩定的優良吸附劑。它是利用富含碳的有機材料，如木炭、優良煤、果殼等，在高溫和一定壓力下經催化活化而制成的。在制造過程中，其揮發性有機物被去除，晶格間生成空隙，形成復雜的孔隙結構和巨大的表面積。活性炭的較強吸附能力即在于它巨大的吸附面積。

活性炭的工作機理，主要是利用它吸附能力強的特性。活性炭一般分為粉末狀和顆粒狀兩種。粉末狀活性炭吸附能力強，制備容易，價格較低，但再生非常困難；顆粒狀活性炭相對于粉末狀活性炭，它的價格較貴，但可再生后重復使用，并且使用時的勞動條件較好，操作管理方便。

3、活性炭在煉油污水處理中的應用

3.1粉狀活性炭強化活性污泥工藝

粉狀活性炭強化活性污泥工藝是一種粉狀活性炭（PAC）與生物處理聯合使用的廢水處理方法。煉油污水裝置采用該工藝，在二級生化來水不好或污泥性能差時，將粉狀活性炭投加到二級生化曝氣池中，平均半月投加1次。2017年8月7日，總進來水中COD為2162mg/L，大大超過設計指標1200mg/L，故對二級生化曝氣池進行一次粉狀活性炭投加。8月7日二級生化出水COD為79.4mg/L，COD去除率為49%，投加粉狀活性炭之后，8月8日出水COD降至44.9mg/L，COD去除率增加為69%，出水水質得到明顯改善。在投加粉狀活性炭之后，曝氣池內溶解氧由1.89mg/L增加為2.13mg/L，且混合液污泥濃度由1377mg/L增加為3958mg/L，污泥指數由232mL/g減小為111mL/g，表明污泥量增加，且污泥沉降性能得到明顯改善。實踐證明：粉狀活性炭強化活性污泥工藝促使系統處理效果的改善，不僅來源于活性炭對于難降解有機物及有毒物質的吸附作用，還在于粉狀活性炭在系統中提高生物量、提高微生物代謝活性及提高污泥沉降性能的作用。

3.2粉狀活性炭強化絮凝沉降工藝

煉油污水提標裝置采用高效沉淀池+曝氣生物濾池組合工藝。高效沉淀池由混凝、絮凝和沉淀澄清三個單元組合而成，主要去除污水中的有機物、膠體、懸浮物。其中絮凝池投加粉狀活性炭可以強化絮凝沉降，水體中膠狀物質含量減少，投加活性炭后水體相當部分有機物得到去除，表面粘度下降。由于活性炭比重大，并具有良好吸附性能，吸附在絮狀物上，增加絮狀物的比重，使水中相當部分有機物得到去除，具有良好的助凝性能。所以絮凝池中投加粉狀活性炭除有良好的去除有機污染能力，同時還具有良好的助凝作用，使出水水質得到大幅度提高。

3.3顆粒活性炭在煉油污水深度處理中的應用

為了實現煉油污水處理后回用，煉油污水在經污水提標裝置后進入活性炭塔，利用活性炭吸附對煉油污水進行深度處理，可以進一步去除污水中微量的COD、BOD、SS、高濃度營養物質（氮、磷等）及鹽類。2017年8月煉油污水經活性炭塔處理后COD及氨氮平均去除率分別為36.1%及33.7%。實踐證明：經過活性炭塔吸附處理后，污水中COD及氨氮得到進一步去除，出水水質達到排放及回用要求。

4、活性炭在煉油污水處理應用中的問題及對策分析

在粉狀活性炭應用于強化活性污泥工藝及強化絮凝沉降工藝中，均有剩余污泥排出，此剩余污泥中的粉狀活性炭仍存在著較大的再生潛力。目前，排出的剩余污泥經二相離心機脫水減容，進入污泥干化裝置后進入電站焚燒處理，剩余污泥中的粉狀活性炭無法得到有效利用，造成較大浪費。若將此部分粉狀活性炭進行再生并回用于系統中，可大大減少運行成本。

在顆粒活性炭應用于煉油污水深度處理中，活性炭存在著吸附易飽和、再生成本高的問題。在日常操作中，可以通過控制活性炭塔進水水質、水量，及控制活性炭塔反洗頻率、方法等來減少活性炭用量，延長活性炭使用壽命。有研究表明，在活性炭上固定微生物，形成生物活性炭，可以提高活性炭吸附容量，延長活性炭的使用壽命，且增強對水中有機物的降解能力。生物活性炭技術不但能大大延長活性炭的使用壽命，同時還可去除活性炭和微生物單獨作用時不能去除的一些污染物，進而減少活性炭使用成本。