臭氧接触氧化-臭氧催化氧化深度处理含盐污水试验效果分析

陈 伟，刘家节

（1.中海油惠州石化有限公司，广东 惠州 516086；2.天津正达科技有限责任公司，天津 300152；3.中海油天津化工研究设计院有限公司，天津 红桥 300131）

根据《石油炼制工业污染物排放标准》（GB61570-2015），一般地区执行污水 ρ（COD）≤60 mg／L，特别地区2017年7月1日后执行污水ρ（COD）≤50 mg／L。因此，惠州石化污水处理场在2014年10月检修时采用臭氧催化氧化-曝气生物滤池（O3-BAF）组合工艺［1］新建污水深度处理装置处理含盐污水二级生化MBR膜出水，目标是含盐二级生化MBR膜出水经O3-BAF工艺深度处理后达标排放。经过半年调试很难达到出水ρ（COD）≤50mg／L，并在2015年8月将深度处理流程改为“BAF-O3”，经过后半年调试，仍很难达到改造目标。故对MBR产水和新增深度处理出水作为原水，分别进行“臭氧接触氧化+臭氧催化氧化”处理试验，进一步验证臭氧对惠州石化含盐污水作用效果。

1 臭氧试验装置基本情况

1.1 臭氧试验装置工艺流程

MBR膜产水进入臭氧催化氧化中试装置中间水罐，由1＃泵提升送入预曝气器，在预曝气器内喷淋而下。臭氧自预曝气器底部微孔曝气盘涌出，与污水逆流接触，污水与臭氧分子充分传质和反应后进入催化罐，在催化剂（氧化铝基）的作用下深度分解水中的有机物质［2］，出水进入溢流进入污水处理场区污水收集池。

试验装置相关参数见表1。工艺流程为“MBR膜产水→中间水罐→1＃预曝气罐→2＃预曝气罐→臭氧催化氧化罐→出水”

表1 臭氧试验装置设备相关参数

1.2 臭氧试验装置运行情况

1）第一阶段。采用MBR膜产水作为原水进行试验，控制停留时间为1.5h，臭氧投加浓度为50mg／L。

2）第二阶段。采用MBR膜产水作为原水进行试验，控制停留时间为1.5h，臭氧投加浓度为75mg／L。

3）第三阶段。采用MBR膜产水作为原水进行试验，控制停留时间为2h，臭氧投加浓度为75mg／L。

4）第四阶段。采用改造后深度处理出水作为原水进行试验，控制停留时间为2h，臭氧投加浓度为75mg／L。

2 臭氧试验装置运行效果分析

第一阶段。试验装置进水ρ（COD）为108.5mg／L，臭氧投加浓度为50.2mg／L，经过臭氧接触氧化后出水 ρ（COD）为90mg／L，接触氧化 ρ（COD）去除率为17.1%；再进入催化氧化罐后，出水ρ（COD）为65mg／L，ρ（COD）总去除率为40.12%。

第二阶段。试验装置进水ρ（COD）为115.5mg／L，臭氧投加浓度为75.5mg／L，经过臭氧接触氧化后出水 ρ（COD）为92.7mg／L，接触氧化 ρ（COD）去除率为19.77%；再进入催化氧化罐后，出水ρ（COD）为70.3mg／L，ρ（COD）总去除率为 39.07%。在同样停留时间下，提高臭氧投加量有利于臭氧试验装置臭氧接触氧化ρ（COD）去除率的上升。根据前两个阶段ρ（COD）总去除率可以发现，停留时间为1.5 h，提高臭氧投加浓度对ρ（COD）总去除率的去除没有影响，说明污水在臭氧催化氧化段停留时间不足。故对下一阶段试验进行调整，及延长试验装置处理的停留时间。

第三阶段。试验装置进水ρ（COD）为107.6mg／L，臭氧投加质量浓度为71.4mg／L，经过臭氧接触氧化后出水 ρ（COD）为 73.2mg／L，接触氧化ρ（COD）去除率为31.92%；再进入催化氧化罐后，出水 ρ（COD）为 53.7mg／L，ρ（COD）总去除率为50.06%。第三阶段停留时间改为2h后，臭氧接触氧化段ρ（COD）去除率明显上升。说明延长停留时间后，有利于提高臭氧试验装置ρ（COD）去除率。

第四阶段。试验装置原水改用改造后深度处理出水，停留时间为 2h，进水 ρ（COD）为 53mg／L，臭氧投加质量浓度为75.7mg／L，经过臭氧接触氧化后出水 ρ（COD）为39.7mg／L，接触氧化 ρ（COD）去除率为25.84%；再进入催化氧化罐后，出水ρ（COD）为31.7mg／L，ρ（COD）总去除率为 40.72%。第四阶段原水改为水质更好的深度处理出水后，在同样停留时间下，第四阶段臭氧浓度虽较第三阶段高4.3mg／L，但各段 ρ（COD）去除率却有所下降。其中，试验装置ρ（COD）总去除较第三阶段降低9.34%，臭氧接触氧化段 ρ（COD）去除率降低6.08%。

3 结果与讨论

在停留时间为2h，臭氧投加质量浓度＞70mg／L情况下，含盐MBR膜出水和深度处理出水经过预曝气罐后，臭氧氧化 ρ（COD）去除率可以达到25.84%～31.92%，再经过臭氧催化氧化，ρ（COD）去除率可以提升到40.72%～50.06%。说明惠州石化含盐污水在足够量的臭氧浓度和停留时间下，仍可对有机物进行降解，ρ（COD）可以达到＜50mg／L目标。

4 结论

1）在停留时间为2h，臭氧投加质量浓度＞70mg／L条件下，含盐MBR膜出水经“臭氧接触氧化+臭氧催化氧化”工艺处理后，ρ（COD）总去除率可达到50.06%。含盐深度处理出水经“臭氧接触氧化+臭氧催化氧化”工艺处理后，ρ（COD）总去除率可达到40.72%。

2）含盐污水深度处理出水现很难达到＜50mg／L目标，试验证明适当延长停留时间，适当提高臭氧投加浓度有利于有机物的进一步降解，出水ρ（COD）可以降解达到 ＜50mg／L。

3）由于本次试验装置现场工况限制，不能进一步提高臭氧投加浓度和延长停留时间，根据试验数据显示，预计处理效果还有上升空间。