专利技术

高濃度堿渣廢水生物處理技術(SKBR工藝)

1.SKBR工藝概要

什麼是SKBR高效生物處理工藝?

SKBR高效生物處理工藝是韓國SK的生物強化技術在石油煉化堿渣處理領域内取得良好應用及擴展的新一代的生物處理技術,其工藝特點是利用特效菌種和生物強化培養裝置及特制的營養劑,快速、經濟地将傳統的生化法無法處理的高濃度毒性廢水處理成低濃度的可生化廢水,是一個全新概念的高濃度堿渣生物前處理工藝。

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應用的領域

主要用于處理:高濃度、高鹽度、難生物降解、高毒性的廢水
已成功處理的廢水種類:
 ● 煉油堿渣(汽油、柴油、航煤、液化烴、精制劑等)
 ● 乙烯堿渣
 ●苯乙烯(SM)、對羟基苯甲醛、順酐、異丁烯、乙基苯過氧化氫 
    (EBHP)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丁酮(MEK)和苯及其同系物
    (BTEX)等石油化工裝置廢水

           替代焚燒法、濕式氧化法、物理化學法等高運行費用的新一代廢水處理技術。

工藝對比

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SK生物強化技術獲得的專利情況

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2.SKBR技術說明

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SKYCLEAN 技術原理

SKYCLEAN是SK化工中央研究所開發的全新概念的廢水處理技術,在對廢水進行全面分析的基礎上,篩選特效菌種和特制培養基,并對廢水的水溫、pH值和營養源進行總體的平衡,使特效菌種在優化的條件下獲得快速增殖和馴化。
上述目标通過一體化的生物強化培養裝置——SKYCLEAN實現。

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SKYCLEAN對微生物的強化培養曲線

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SKYCLEAN快速提高曝氣池内有效微生物的數量

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SKYCLEAN對難降解性有機物分解效率的提升

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特效菌種

針對于難降解有機物含量高、毒性高的廢水,SK利用領先的現代微生物技術,從廢水處理廠現場取樣的廢水中分離出對特定廢水中的污染物具有高效分解能力的微生物,并利用生物強化培養裝置擴大培養後再投放到曝氣池中,以較低的費用實現穩定的達标排放。

特效菌種具有針對性,對某一類有機污染物質具有更高效分解和優先利用的效果,對污染物的承受負荷遠高于普通的生物菌群,處理效果也遠優于普通生化處理,保證系統穩定運行,提升出水水質。

優勢微生物的濃縮

利用菌種濃縮專用裝置,以原水中的碳源和無機礦物質培養基為底物,維持适合的pH值和溶解氧濃度的條件下濃縮菌種。通常情況下,菌種需經三級以上濃縮,即逐級濃縮三次以上,才能獲得高純度的菌種。

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優勢微生物的純培養

從濃縮菌種中篩選對目标有機物具有高效分解效率的優勢微生物并進行純培養。

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對篩選優勢微生物的第一次分解能力評價

添加固體培養基的條件下,對純培養的優勢微生物進行第一次分解能力評價。

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定性分析

準确定性通過第一次分解能力評價的優勢微生物的菌屬,判斷是否是病原菌。

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專用培養基的配制

根據對優勢微生物的定性結果,配制針對性的培養基。

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活性度評價

以原水中的碳源和特制培養基為底物,利用呼吸儀(Respirometer)測定累積耗氧量來判斷優勢微生物的活性度。

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保  存

對篩選完成的微生物進行冷凍保存。

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擴  配

根據需要激活冷凍保存的優勢微生物,利用專業培養裝置和針對性的培養基對優勢微生物進行擴培并包裝後供應給客戶。

        上述優勢微生物的篩選過程需要約75日~90日的時間。

特制營養劑(HN 100)

特制營養劑由生物酶、腐殖質、微量元素等組成,是為特定廢水處理篩選的特效菌群量身定制,其目的是防止優勢微生物的老化,以較少的投加量,使微生物始終處于高活性的增殖階段,同時通過優勢微生物與特制營養劑間的共代謝作用,提高對難降解性污染物的分解速率,保證生化系統穩定和高效運行。

3. SKBR技術在堿渣處理中的應用

SKBR技術(堿渣處理)業績

● 中石油大港石化50t/d柴油堿渣處理(2005年調試運行)——該項目于 2006年被中石油煉油與銷售闆塊評定為系統内推廣示範項目
● 中石油大港石化50t/d綜合堿渣處理(2006年調試運行)
● 延長石油30t/d綜合堿渣處理(2009年4月底調試運行)
● 中石油遼河石化60t/d綜合堿渣處理(2008年10月底調試運行)
● 中石油錦州石化40t/d綜合堿渣處理(2008年8月調試運行)
● 中石油吉林石化1000t/a液化氣堿渣處理(2011年12月調試運行)
● 中石油獨山子石化75t/d綜合堿渣項目(2011年12月調試運行)
● 中石化青島煉化10t/d綜合堿渣處理(2012年12月調試運行)
● 中石化青島石化15t/d綜合堿渣處理(預計2014年1月調試運行)
● 山東金誠石化12t/d綜合堿渣處理(調試中)
● 中石化安慶石化12t/d綜合堿渣處理(完成現場中試,可研階段)
● 中石化荊門石化12t/d堿渣處理(完成現場中試,可研階段)

青島煉化堿渣處理工程應用情況

青島煉化高濃度廢水處理項目

● 行業:石油化工

● 進水量:10m3/d

● 進水水質:

序号

廢水種類

單位

綜合堿渣

檢修廢水

1

水量

t/d

5

5

2

COD

mg/L

120000

3

硫化物

mg/L

20

-

4

TDS

g/L

500

-

5

揮發酚

mg/L

2000

-

6

氨氮

mg/L

50

-

7

pH   

無量綱 

14

-

SKBR生化處理工藝流程框圖

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進水水質(考核期間)

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處理水水質(考核期間)

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項目總結

● COD指标

      堿渣原液COD濃度範圍從12萬mg/L到27萬mg/L之間變化,出水COD指标大多維持在1000mg/L以下,顯示了較高的去除率和運行穩定性。
● 硫化物指标

      由于堿渣是催化汽油和液化氣脫硫醇的産物,理論上堿渣中硫化物指标應在1萬mg/L以上,但分析結果偏低,可能是由于其它幹擾物影響所緻。從出水硫化物指标來看,大多在1mg/L以下,由此看出裝置對堿渣中的硫化物處理較為徹底。
● 酚類指标

      酚類污染物在生物處理過程中屬于有毒有害物質,進水濃度達到5670mg/L,出水酚類物質可以穩定在5mg/L以下,體現出特效菌種對高毒性物質的良好降解能力。

    經過裝置處理後,堿渣廢水從高硫化物、高酚、高毒性的惡性廢水轉化
為低濃度廢水,實現了對堿渣的無害化處理。

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獨山子石化堿渣處理工程應用情況

獨山子石化項目概況

● 行業:石油化工

● 堿渣廢水量:75m3/d

● 進水水質

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SKBCR生化處理工藝流程框圖

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現場考核階段堿渣原水水質指标

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獨山子堿渣廢水處理項目全景

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項目總結

● 工藝
     采用完全混合式BCR工藝,與推流式生化池相比,抗沖擊能力提升,運行穩定性明顯增強。
     堿渣處理裝置産生的廢氣經收集後采用三段PSSE工藝進行處理,各項污染物指标穩定滿足排放要求。
● COD指标
     堿渣廢水COD濃度範圍從1.4萬mg/L到3.4萬mg/L之間變化,在COD容積負荷達到8Kg COD/m3.d的條件下,出水COD指标維持在1000mg/L以下,顯示了較高的去除率,占地面積比常規工藝減少6倍以上。
● 揮發酚指标

     揮發酚指标在1000~2400mg/L之間波動,出水揮發酚濃度穩定在1mg/L以下,體現出特效菌種對高毒性物質的良好降解能力。

山東金誠重油化工堿渣處理工程應用情況

金誠重油化工項目概況

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SKBR生化處理工藝流程框圖

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金誠石化堿渣廢水處理項目現場圖片

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蘭州石化乙烯堿渣處理現場中試試驗

蘭州石化乙烯堿渣中試項目概況

● 行業:石油化工

● 堿渣廢水水量和水質

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現場中試裝置圖片

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現場中試水樣實拍:原液、SKBR生化池液、處理水

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蘭州石化廠監測站标定監測數據

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進出水COD曲線圖

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進出水硫化物濃度曲線圖

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驗收意見

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項目總結

● 處理效率高。

     乙烯堿渣中主要污染物如COD、硫化物等的去除率都達到了96%以上,體現出了較好的處理效果。

● 運行穩定,抗沖擊能力強。

     中試試驗的平穩運行說明,系統運行的穩定性強,對COD、硫化物的适應範圍廣,可以适應石化企業堿渣水質多變的要求,具備較強的抗沖擊能力。
● 運行管理方便,操作安全。

    系統工藝流程短,僅經過pH調節和一級生物強化處理即可滿足處理要求,運行管理簡單方便。工程實施後的運行完全在常溫常壓下進行,避免了高溫、高壓等安全隐患。
● 運行成本低,項目投資省。

     試驗标定階段的平均直接處理成本為98元/噸堿渣,相對于濕式氧化工藝大幅度降低了處理成本。同時,一次性投資僅為同規模高溫高壓濕式氧化處理工藝的30%~50%。

堿渣廢水處理過程中硫化氫的産生情況

安慶石化堿渣廢水現場中試

● 行業:石油化工

● 堿渣廢水水量和水質

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● 現場中試試驗方法
      采用一級完全混合式BCR生物強化技術,pH值在生化池内進行調節,防止過量硫化氫的溢出。

● 硫化氫溢出情況測試:

  1. 原堿渣加硫酸調節pH值
       硫化氫便攜式報警儀量程為100ppm,設定硫化氫濃度超過10ppm就開始報警并報警燈閃爍,屏幕實際濃度及R2交替顯示。原堿渣在加入硫酸進行pH調節時,實際産生的硫化氫濃度為60.4ppm。

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● 硫化氫溢出情況測試:

2.在生化池BCR内投加硫酸調節pH值
   生化池BCR表面和其配套的脫氣池内不産生硫化氫。

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4. SKBR工藝的升級技術 - 附件

電化學氧化技術

概    要

電化學氧化法是指利用具有催化活性的電極氧化去除水中污染物的方法,包括污染物在電極上發生直接電化學反應和利用電極表面産生的強氧化性活性物種使污染物發生氧化還原轉變的間接電化學轉化。
      在安裝有不溶性電極(Ir/Ti)為陽極和陰極的電解反應槽,以氯化鈉等鹽類為電解質,利用電解氧化過程中産生的 NaClO、HClO、ClO- 和O3及具有強氧化能力的自由羟基(HO-),通過直接和間接的電化學反應,去除廢水中的 CODCr、NH3-N和CN- 等污染成分。

電化學氧化的分類

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電化學氧化工藝

● 直接電解

直接電解是指污染物在電極上直接被氧化或還原而從廢水中去除,直接電解可分為陽極過程和陰極過程。
陽極過程就是污染物在陽極表面氧化而轉化成毒性較小的物質或易生物降解的物質,
甚至發生有機物無機化,從而達到削減、去除污染物的目的。
陰極過程就是污染物在陰極表面還原而得以去除,主要用于鹵代烴的還原脫鹵和重金屬的回收。

● 間接電解

間接電解是指利用電化學産生的氧化還原物質作為反應劑或催化劑,使污染物轉化成毒性更小的物質。間接電解分為可逆過程和不可逆過程,可逆過程是指氧化還原物在電解過程中可電化學再生和循環使用,不可逆過程是指利用不可逆電化學反應産生的物質,如具有強氧化性的氯酸鹽、次氯酸鹽、H2O2和O3等氧化有機物的過程,還可以利用電化學反應産生強氧化性的中間體,包括溶劑化電子、·HO和·HO2 等自由基。

電化學氧化技術的優勢

● 電化學反應具有比一般的化學反應更強的氧化和還原能力。

● 利用氧化還原反應可同時處理多種污染物(CN-、COD、BOD、氨氮和硝态氮等)。

● 處理過程清潔,電子是電化學反應的主要反應物,電子轉移隻在電極及廢物組分之間進行。

● 設備相對簡單,可控性好,操作和維護費用較低。

● 能使有機物徹底氧化降解,或将結構複雜的有機物轉換成簡單的有機物,提高廢水的可生化性,同時污泥量少,後處理簡單占地面積小,處理周期短。

電解反應

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總氮及有機物的去除機理

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氰化物的去除機理

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其他物質的去除機理

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