路明義 王業(yè)君 張方銀 李茂雙 鄧建利
齊魯石化公司研究院，山東省淄博市，郵編255400

　　摘要：用生物接觸氧化+活性炭吸附的試驗(yàn)流程，可有效脫除某地下水中石油類有機(jī)污染物，處理后的水得到回用。
　　關(guān)鍵詞：有機(jī)物污染 地下水 處理

1 前言

　　淄博市是一個(gè)以地下水為供水水源的工業(yè)城市，有水源地十幾處，其中一處水源已受到較嚴(yán)重污染，主要污染物為石油化工類有機(jī)物等。該地下水開采能力為3萬m³/d，已停止作為水源使用。為了減輕對(duì)其它水源地的污染擴(kuò)散，只得強(qiáng)行開采，以降低其水位，開采出來的地下水排入污水處理廠或直接排海。造成人力、物力及水資源的極大浪費(fèi)。由于受污染的水無法使用，造成水質(zhì)性缺水，另一方面需水量迅速增加，造成該地區(qū)水資源日趨緊張。因此對(duì)該水源進(jìn)行治理并加以利用具有及其重要的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
　　本研究選擇目前正在強(qiáng)行開采排放的三口井水進(jìn)行處理。選擇了生物氧化+活性炭吸附的試驗(yàn)流程，可將該地下水中油脫除至≤0.2mg/L，其他指標(biāo)均達(dá)標(biāo)。
　　處理前后的水質(zhì)指標(biāo)如表1所示。

表1 處理前后的水質(zhì)指標(biāo)　　　mg/L 油 COD 苯 甲苯 二甲苯 苯乙烯 酚 原水 10～15 5～10 10～15 2～5 0.5～10 0.05～0.1 0.1～0.3 出水 ≤0.2 ≤6 檢不出 檢不出 檢不出 檢不出 ≤0.002

2 試驗(yàn)部分

2.1 生物氧化試驗(yàn)
　　試驗(yàn)裝置為生物氧化塔，填料為陶粒和承托礫石。
　　陶粒是以天然的頁巖為原料，經(jīng)高溫焙燒（1000℃左右）膨脹而成的輕質(zhì)多孔骨料。其外表呈磚紅色。頁巖陶粒質(zhì)地堅(jiān)硬，多孔質(zhì)輕，不含對(duì)人體有害的重金屬及其它有害物質(zhì)，是一種較為理想的生物膜法反應(yīng)器內(nèi)微生物固著生長(zhǎng)填料。
2.1.1 生物馴化
　　試驗(yàn)設(shè)備安裝調(diào)試完成之后，進(jìn)行生物接觸氧化塔的啟動(dòng)掛膜。為了便于快速完成這一過程，啟動(dòng)階段采用半封閉式循環(huán)系統(tǒng)。適當(dāng)添加一定比例的營(yíng)養(yǎng)成分，加入5mg/l的 NaAc(25g/h)，按C：N：P=100：5：1的比例添加氮和磷。加入一定量的活性污泥，由泵提升到生物接觸氧化塔，出水一部分再回流到進(jìn)水池中，一部分排掉。水中的細(xì)菌靠近陶粒時(shí)，便被陶粒吸附或主動(dòng)附著在陶粒上，作為生長(zhǎng)繁殖的場(chǎng)所，并消耗水中的基質(zhì)。每天測(cè)兩塔出水的油含量，待出水中油含量穩(wěn)定時(shí)，微生物馴化完成。
2.1.2 結(jié)果與討論
　　生物馴化完成后，進(jìn)行生物氧化試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果見圖1。

　　圖1中生化進(jìn)水油含量平均為6.73mg/L，第一生化出水中油含量平均為4.94mg/L，油平均脫除率26%，第二生化出水中油含量平均為2.17mg/L，油平均脫除率為68%，除油效果顯著。
　　生物接觸氧化對(duì)水中苯系物、酚、COD_Mn等的去除結(jié)果見表2。

表2 生物接觸氧化對(duì)地下水水質(zhì)影響　　　　mg/l 項(xiàng)目 進(jìn)水 一級(jí)生物氧化 二級(jí)生物氧化 COD_Mn 8.8
7.2
9.1 5.7
5.4
5.8 3.6
3.2
3.6 苯 1.07
0.71
0.55 0.08
0.06
0.06 未檢出
未檢出
未檢出 甲苯 0.22
0.19
0.26 0.05
0.04
0.07 未檢出
未檢出
未檢出 二甲苯 0.17
0.11
0.17 0.02
0.02
0.02 未檢出
未檢出
未檢出 酚 0.40
0.71
0.44 0.02
0.01
0.01 未檢出
未檢出
未檢出

　　從表2可以看出，生物接觸氧化處理對(duì)苯系物（苯、甲苯、二甲苯和苯乙烯）、COD_Mn、NH₃-N、酚和鐵、錳都有很好的去除作用。
2.1.3 水力停留時(shí)間的影響。
　　水力停留時(shí)間對(duì)除油效果的影響如圖2所示。

　　由圖2可見,水力停留時(shí)間應(yīng)大于30分鐘。此時(shí)的水力負(fù)荷為107 m³/m²d。
2.2 活性炭吸附
　　通過活性炭吸附可進(jìn)一步脫除生化出水中的有機(jī)物，確保出水中油含量<0.2mg/L，同時(shí)活性炭單元對(duì)生化出水中的懸浮物起到過濾的作用。
2.2.1 選炭試驗(yàn)
　　用三種活性炭及一種果殼各10克分別投入1000毫升原水中，恒溫振蕩攪拌30分鐘，過濾取清水分析。結(jié)果如表3所示。

表3 各種炭除油效果　　　　mg/L 試驗(yàn)序號(hào) 原水 太原炭 福建炭 二化炭 果殼 1 2.55 0.96 0.70 2.08 2 2.91 1.43 0.93 0.93 3 3.53 0.81 1.04 1.65 4 2.21 1.31 1.04 1.15 5 2.07 0.84 0.75 0.87 平均 2.65 1.10 0.94 1.05 脫除率% 58 64 60 22

　　根據(jù)靜態(tài)吸附除油試驗(yàn)結(jié)果，選用福建產(chǎn)ZY-2型無規(guī)則果殼活性炭進(jìn)行試驗(yàn)。
2.2.2 試驗(yàn)結(jié)果

　　生物氧化出水進(jìn)入活性炭吸附，試驗(yàn)結(jié)果見圖4。
　　由圖3可以看出，活性炭單元具有良好的處理效果，可以確保出水油含量測(cè)定值小于0.2mg/L。
　　活性炭吸附對(duì)其它有機(jī)物的脫除效果見表4。

表4 活性炭吸附對(duì)其它有機(jī)物的脫除效果 酚 COD 苯 甲苯 乙苯 二甲苯 苯乙烯 原水 0.43 21.8 1.25 0.25 0.11 0.21 0 出水 0 2.6 檢不出 檢不出 檢不出 檢不出 檢不出

　　由表4可以看出，生化出水經(jīng)活性炭吸附后，各項(xiàng)有機(jī)物指標(biāo)均可達(dá)到處理要求。
2.2.3 水力停留時(shí)間對(duì)除油效果影響

　　水力停留時(shí)間對(duì)除油效果影響見圖4。
　　由圖4可以看出，水力停留時(shí)間應(yīng)大于10分鐘?？账€速為6m/h。
2.3全流程連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)結(jié)果

　　生物氧化單元水力停留時(shí)間30分鐘，水力負(fù)荷為107 m³/m²d。活性炭單元水力停留時(shí)間應(yīng)大于10分鐘?？账€速為6m/h，各單元的除油效果見圖5。
　　由圖5可以看出，各單元均有良好的除油效果。有機(jī)物含量較低的井水油含量約為1 mg/L左右，生化出水油含量可降至約0.4 mg/L左右，脫除率約60%，活性炭單元出水油含量可降至0.2 mg/L以下。
　　各單元對(duì)各類有機(jī)物的脫除效果如表5所示。

表5各單元對(duì)各類有機(jī)物的脫除結(jié)果　　 單位 mg/L 序號(hào) 組分名稱 生化進(jìn)水 生化出水 活性炭出水 1 苯 1.27 未檢出 未檢出 2 氯代烴 0.50 未檢出 未檢出 3 油 1.17 0.60 0.20

　　由表5可見，各單元對(duì)各類有機(jī)物的脫除效果均達(dá)到處理要求。

3 結(jié)論

　　用生物氧化+活性炭吸附流程脫除受污染地下水中有機(jī)物是可行的。生化出水油含量可從平均8 mg/L左右降至3 mg/L以下，脫除率60%以上，活性炭單元出水油含量可降至0.2 mg/L以下。其它有機(jī)物指標(biāo)均達(dá)標(biāo)。

參考文獻(xiàn)

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　　10 內(nèi)部資料

　　第一作者 路明義，高級(jí)工程師，齊魯石化公司研究院環(huán)保研究室從事水處理研究工作。1961年生，1982年畢業(yè)于青島海洋大學(xué)，獲理學(xué)學(xué)士學(xué)位，1996年畢業(yè)于浙江大學(xué)環(huán)境工程專業(yè)，獲工學(xué)碩士學(xué)位。
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