(中國(guó)石油股份有限公司獨(dú)山子石化分公司研究院，新疆 獨(dú)山子 833699)

洗罐站污水水質(zhì)分析及生物毒性評(píng)價(jià)

呂 慧 何麗麗

(中國(guó)石油股份有限公司獨(dú)山子石化分公司研究院，新疆 獨(dú)山子 833699)

本研究首次對(duì)洗罐站污水水質(zhì)和生物毒性進(jìn)行了分析和評(píng)價(jià)。結(jié)果表明洗罐站污水污染物組成復(fù)雜、濃度高，平均COD在8000mg/L以上?；钚晕勰嘟到鈱?shí)驗(yàn)表明，37%的COD難被微生物降解。該廢水的BOD5/COD僅為0.06，進(jìn)一步證明該污水屬于難生物降解污水。GC-MS分析結(jié)果顯示，洗罐站污水中含有大量的大分子苯類(lèi)、多環(huán)芳烴類(lèi)、有機(jī)酸、醇類(lèi)和烷烴類(lèi)有機(jī)物，這些有機(jī)物大多具有生物毒性且分子量大、易被微生物富集，是污水難生物降解的主要原因。該污水的處理應(yīng)考慮采用預(yù)處理技術(shù)提高生化降解性能后再進(jìn)行集中處理。

洗罐站 水質(zhì)分析 生物毒性

0 前言

洗罐站是石化公司的重要輔助生產(chǎn)裝置，主要負(fù)責(zé)油品輸送罐車(chē)的清洗和檢修工作。洗罐站廢水排放水質(zhì)水量波動(dòng)變化較大，主要與洗刷業(yè)務(wù)量、洗刷罐車(chē)種類(lèi)和季節(jié)等因素有關(guān)。例如清洗軍用航空煤油罐車(chē)需采用深度清洗，其廢水產(chǎn)生量是清洗普通罐車(chē)的2-3倍。洗罐站廢水污染程度較高，其中主要污染物是石油類(lèi)、酚、硫化物和洗滌劑等有毒有害物質(zhì)。若直接排入污水處理廠，會(huì)由于其較高的污染負(fù)荷對(duì)生化處理工藝造成沖擊，使微生物活性下降，污水處理效果降低，甚至導(dǎo)致最終污水廠總排水水質(zhì)不達(dá)標(biāo)。因此對(duì)洗罐站污水水質(zhì)及微生物毒性進(jìn)行深入的剖析和評(píng)價(jià)是十分必要的，對(duì)制定相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施、開(kāi)發(fā)有效的處理工藝具有指導(dǎo)性意義。本研究以某石化公司洗罐站為調(diào)研對(duì)象，詳細(xì)分析了其污水的污染物濃度和組成，并評(píng)價(jià)了該洗罐站廢水的微生物毒性。

1 實(shí)驗(yàn)方法

1.1 宏觀水質(zhì)指標(biāo)分析

對(duì)該洗罐站廢水進(jìn)行間歇、多次取樣，并對(duì)各污染物指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定，測(cè)試結(jié)果取平均值。COD、揮發(fā)酚、油含量、氨氮采用國(guó)標(biāo)法進(jìn)行測(cè)定；pH采用pH計(jì)測(cè)試；電導(dǎo)率采用電導(dǎo)儀測(cè)試；VOC采用VOC儀測(cè)試。

1.2 活性污泥降解實(shí)驗(yàn)

取洗罐站廢水200mL，按照該污水排入到下游污水處理廠所占污水廠處理總水量的體積比進(jìn)行稀釋。采用污水廠曝氣池內(nèi)的活性污泥進(jìn)行接種，接種體積20%，連續(xù)曝氣24小時(shí)，測(cè)試24小時(shí)后廢水COD的濃度變化。

1.3 BOD5/COD實(shí)驗(yàn)

采用BOD儀測(cè)試洗罐站廢水的五天生化需氧量，同時(shí)測(cè)定該水樣的COD濃度。計(jì)算洗罐站廢水的BOD5/COD。

1.4 GC-MS污染物微觀組成分析

采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用方法分離鑒定洗罐站廢水中主要有機(jī)污染物組成。首先通過(guò)液萃取法對(duì)樣品進(jìn)行前處理，具體步驟為：取500mL樣品于1L分液漏斗中，用0.5mol/L氫氧化鈉調(diào)pH值至≥等于12，然后加入30mL二氯甲烷，振蕩15min后靜置30min，將有機(jī)相用無(wú)水硫酸鈉干燥后收集于三角瓶，水相加入30mL二氯甲烷再次萃取。重復(fù)以上步驟共萃取3次完成堿萃；剩余水相用濃硫酸調(diào)節(jié)pH值至≤2，萃取過(guò)程同上完成酸萃，收集并合并有機(jī)相于三角瓶中。用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀濃縮所有有機(jī)相至0.5mL轉(zhuǎn)移至干凈分析小瓶中，進(jìn)行儀器分析。分析結(jié)果選擇Qual Browser系統(tǒng)參照標(biāo)準(zhǔn)譜圖庫(kù)中的物質(zhì)對(duì)每個(gè)質(zhì)譜峰進(jìn)行鑒定，最終確定水樣中的主要污染物組成。

2 結(jié)果與討論

2.1 宏觀水質(zhì)評(píng)價(jià)

由于污水罐油污嚴(yán)重，在清洗過(guò)程中加入洗潔精KYDQ-4(一種表面活性劑)，導(dǎo)致洗罐站排水水質(zhì)較為惡劣，COD含量極高，平均超過(guò)8000mg/L。洗罐站污水整體偏酸性，平均pH值約為6.4；油含量較高，平均值約為465.2mg/L；揮發(fā)酚濃度較高約為35mg/L；揮發(fā)性有機(jī)物濃度也較高，最大值超過(guò)350mg/L；由于受罐車(chē)所承裝油品品質(zhì)影響，氮含量較低，洗罐廢水氨氮濃度不高，基本在30 mg/L以下。

綜合來(lái)看，洗罐站廢水屬于典型的高濃度有機(jī)廢水，由于存在表面活性劑，廢水乳化嚴(yán)重，成乳白色牛奶狀。其中COD、油含量、揮發(fā)酚、VOC濃度較高，氨氮濃度較低，也屬于高碳低氮廢水，治理難度大。

2.2 微生物毒性評(píng)價(jià)

按照排入到污水廠所占污水廠處理總水量的體積比進(jìn)行稀釋后的洗罐站廢水COD濃度為321mg/L，經(jīng)過(guò)活性污泥降解24小時(shí)后，該廢水剩余COD濃度仍為118mg/L。表明稀釋后的廢水中仍有37%的有機(jī)污染物不能被微生物降解。同時(shí)通過(guò)對(duì)廢水BOD5/ COD的測(cè)定，進(jìn)一步明確洗罐站廢水的微生物毒性。

BOD5/COD是判斷污水可生化降解性能的重要指標(biāo)。BOD5/COD比值的大小反映了污水可生化降解性能的好壞。表1給出了BOD5/COD與生物降解性能的關(guān)系[1]。由表可知，可生物降解的BOD5/COD值最小要在0.25以上。本實(shí)驗(yàn)所測(cè)洗罐站廢水BOD5/COD僅為0.06，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于可生物降解指標(biāo)的最低值。由此可以判斷，洗罐站廢水屬于難生物降解廢水，不可直接采用活性污泥法進(jìn)行處理，而必須通過(guò)其他前處理手段提高其生化性后再進(jìn)入生化處理單元。

2.3 污染物微觀組成

上述結(jié)果表明，洗罐站污水有機(jī)污染物含量高且難被微生物降解。采用GC-MS對(duì)其污染物有機(jī)組成進(jìn)行檢測(cè)，可以從微觀角度判定生物毒性的主要污染成分。GC-MS分析結(jié)果表明，見(jiàn)圖1，洗罐站污水中主要包含苯類(lèi)、烷烴類(lèi)、環(huán)烷烴類(lèi)、有機(jī)酸類(lèi)、多環(huán)芳烴類(lèi)、雜環(huán)化合物類(lèi)及醇類(lèi)化合物。其中苯類(lèi)化合物含量最高，占總量的69.13%；其次為烷烴類(lèi)化合物，占有機(jī)污染物總量的15.68%；環(huán)烷烴化合物含量最低占1.40%。

對(duì)各有機(jī)污染物化學(xué)性質(zhì)及毒性進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，洗罐站廢水中含有大量生物難降解性有機(jī)物。主要包括大分子苯類(lèi)(分子量為120和134)，生物富集性高、不易水解，且含量占苯類(lèi)含量的52.81%；烷烴類(lèi)化合物雖生物毒性低但生物降解很慢；多環(huán)芳烴類(lèi)化合物(14.08%)生物富集性高、生物毒性大，是主要的毒性物質(zhì)之一[2]；此外污水中還含有大量大分子醇類(lèi)化合物和大分子有機(jī)酸類(lèi)化合物，分子量在150以上，這些化合物雖生物毒性低但分子量大，微生物富集后需要較長(zhǎng)時(shí)間水解，仍屬于生物難降解有機(jī)物。

Quality Analyzation and Biotoxicity Evaluation of Tank Washing Wastewater

LV Hui, HE Li-li
(The Research Institute of Petrochina Dushanzi Petrochemical Company, Dushanzi 833699, China)

This study first reported the characteristic and biotoxicity of tank washing wastewater. The results showed that tank washing wastewater is complicated and high concentration of pollutant with average COD of over 8000mg/L. The experimental results showed that over 37% COD is difficult to be biodegraded. The value of BOD5/COD is 0.06 further demonstrated that washing tank wastewater is biorefractory. GC-MS results showed that macromoleculr benzene，polycyclic aromatic hydrocarbon, organic acid and alcohol, alkanes were exist in the wastewater. Among them, most organic compounds are with big molecule and easily to be bio-concentrated. It should be considered that improve the biodegradability of the wastewater by pretreatment before discharging into the wastewater treatment plant.

tank washing wastewater; quality analyzation; biotoxicity

TE988

A

10.13726/j.cnki.11-2706/tq.2014.11.059.02

呂慧 (1972－) ，女，江蘇沛縣人，高級(jí)工程師，學(xué)士，主要從事水處理技術(shù)研究工作。