近年來,隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,國內(nèi)企業(yè)對化工產(chǎn)品的需求越來越大。石化倉儲企業(yè)主要為客戶提供液體化學(xué)品的倉儲綜合服務(wù),庫區(qū)的污水來源主要是工業(yè)廢水(如儲罐清洗廢水、罐區(qū)地面沖洗廢水、卸船洗船艙水、吹掃管線水等)、生活污水及初期雨水。如何控制和治理化工廢水,也是石化企業(yè)面臨的重要課題。傳統(tǒng)的污水處理工藝是在污水站中進(jìn)行物理沉降及生化氧化處理后達(dá)標(biāo)排放。但受技術(shù)限制,原廢水經(jīng)處理后,水體中仍含有一定濃度的有機(jī)污染物,隨著政府環(huán)保監(jiān)管部門排放標(biāo)準(zhǔn)的提高,企業(yè)也亟需對廠區(qū)內(nèi)污水排放進(jìn)行提標(biāo)改造,進(jìn)一步提高排放標(biāo)準(zhǔn)。人工濕地技術(shù)是近年發(fā)展比較迅猛的污水處理熱點技術(shù),國內(nèi)已有許多研究,但大部分都集中在河道整治、城鎮(zhèn)生活污水、農(nóng)業(yè)面源污染、畜禽養(yǎng)殖廢水、普通工業(yè)廢水處理等方面,缺少對石油化工廢水的應(yīng)用研究。
1、人工濕地技術(shù)原理
人工濕地法處理污水是一種經(jīng)濟(jì)型、節(jié)能型、模擬和強(qiáng)化自然濕地功能的污水處理技術(shù)。它由水生植物-微生物-基質(zhì)三大核心部分組成,其凈化機(jī)理獨特且復(fù)雜,通過將污水有控制地投配到基質(zhì)-植物系統(tǒng)中,充分接觸,經(jīng)過一定的流動方式,不溶性有機(jī)物經(jīng)過沉淀、過濾等物理性截留沉淀作用后,與可溶性有機(jī)物一起被生物膜吸附、吸收及生物代謝從而實現(xiàn)降解去除。污水中的氮是植物和微生物代謝所需營養(yǎng)成分,可被直接吸收,此外氮還在微生物的氨化、硝化、反硝化以及厭氧氨氧化作用中轉(zhuǎn)化成NOx、N2,從系統(tǒng)中逸出;污水中的磷可以被植物和微生物代謝利用,也可以通過基質(zhì)的吸附共沉淀作用從而脫離污水。
2、人工濕地的選型
通常人工濕地生態(tài)按水流方式可分為表面流人工濕地、水平潛流人工濕地和垂直潛流人工濕地。表面流人工濕地是指污水在基質(zhì)層表面以上,從池體進(jìn)水端水平流向出水端的人工濕地。該方式是污水水流經(jīng)由濕地表面流經(jīng)植物,并從地表出流,水位較淺,污水中的污染物主要通過植物根系的攔截、吸收、吸附及分解作用以凈化水體,整個系統(tǒng)雖然操作簡單、運行費用低,但對水體中的污染物處理效率低。
水平潛流人工濕地是指污水在基質(zhì)層表面以下,從濕地一端進(jìn)入,沿水平方向在基質(zhì)及根系間隙緩慢流動并由濕地另一端流出。此方式是通過在填料床上方栽種根系發(fā)達(dá)的濕生型植物,污水以水平潛流方式經(jīng)格柵池、預(yù)處理后進(jìn)入濕地床,在基質(zhì)、植物及表層土的共同作用下,提高對污染物的去除率(特別是對COD、BOD的去除效果),處理效率較高。垂直潛流人工濕地是污水垂直通過池體中基質(zhì)層的人工濕地,最終出水經(jīng)由底部的集水管收集而排出。該系統(tǒng)能產(chǎn)生較好的硝化作用,但對處理污水中有機(jī)物的能力不足,同時存在著系統(tǒng)控制相對復(fù)雜等問題。
3、人工濕地的基質(zhì)材料
基質(zhì)是人工濕地的重要組成部分,是形成濕地床體的主要元素,基質(zhì)不僅能夠通過過濾和吸附作用直接去除水中的污染物,還能為植物和微生物的生長提供必須的介質(zhì),促進(jìn)對污染物的吸收降解,基質(zhì)材料間的孔隙為植物提供充足的氧量,避免植物在水環(huán)境中爛根,間接提高人工濕地的處理效果。礫石、沸石、火山巖等多種物質(zhì)均被用作濕地填料來強(qiáng)化濕地的除污效果。
為了在改善水質(zhì)上取得最好效果,考慮到材質(zhì)來源和盡量不引入新的消耗,根據(jù)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三段不同的濕地處理系統(tǒng),Ⅰ和Ⅱ濕地系統(tǒng)將采用覆土土壤層、礫石層等基質(zhì)層,其粒徑大、水力條件好、吸附能力較強(qiáng)的特點,可增大系統(tǒng)的抗負(fù)荷能力,同時增大填料的比表面積,提高對污染物的去除率;Ⅲ濕地系統(tǒng)從上至下分別選用了泥土、改性蛭石、火山巖填充材料,選用的粒徑范圍在8~16mm之間,并分別按厚度為0.3m、0.3m、0.4m平整分布,材質(zhì)的粒徑小,減慢水流速度,提高出水水質(zhì)效果和穩(wěn)定性。
4、人工濕地的植物
濕地植物是種植在人工濕地中,具有一定的耐污能力和污染物去除功能,同時具有一定景觀效果的植物,其主要作用是吸附/吸收富集污染物、輸送氧氣給好氧微生物、加強(qiáng)和維持水力傳輸。主要有挺水植物、浮葉植物、沉水植物和浮游植物四大類。
5、同步高級氧化生化技術(shù)
同步高級氧化生化技術(shù)帶有生物反應(yīng)塔和溶氣泵,利用集高級氧化、超聲分解和微生物分解于一體的技術(shù),使難以生化分解的大分子污染物轉(zhuǎn)化為小分子物質(zhì),從而被填料上的微生物及漂浮植物吸收分解。