路明義 王業君 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+活性炭吸附的試驗流程，可有效脫除某地下水中石油類有機污染物，處理后的水得到回用。
　　關鍵詞：有機物污染 地下水 處理

1 前言

　　淄博市是一個以地下水為供水水源的工業城市，有水源地十幾處，其中一處水源已受到較嚴重污染，主要污染物為石油化工類有機物等。該地下水開采能力為3萬m³/d，已停止作為水源使用。為了減輕對其它水源地的污染擴散，只得強行開采，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。由于受污染的水無法使用，造成水質性缺水，另一方面需水量迅速增加，造成該地區水資源日趨緊張。因此對該水源進行治理并加以利用具有及其重要的經濟效益和社會效益。
　　本研究選擇目前正在強行開采排放的三口井水進行處理。選擇了生物氧化+活性炭吸附的試驗流程，可將該地下水中油脫除至≤0.2mg/L，其他指標均達標。
　　處理前后的水質指標如表1所示。

表1 處理前后的水質指標　　　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 試驗部分

2.1 生物氧化試驗
　　試驗裝置為生物氧化塔，填料為陶粒和承托礫石。
　　陶粒是以天然的頁巖為原料，經高溫焙燒（1000℃左右）膨脹而成的輕質多孔骨料。其外表呈磚紅色。頁巖陶粒質地堅硬，多孔質輕，不含對人體有害的重金屬及其它有害物質，是一種較為理想的生物膜法反應器內微生物固著生長填料。
2.1.1 生物馴化
　　試驗設備安裝調試完成之后，進行生物接觸氧化塔的啟動掛膜。為了便于快速完成這一過程，啟動階段采用半封閉式循環系統。適當添加一定比例的營養成分，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水池中，一部分排掉。水中的細菌靠近陶粒時，便被陶粒吸附或主動附著在陶粒上，作為生長繁殖的場所，并消耗水中的基質。每天測兩塔出水的油含量，待出水中油含量穩定時，微生物馴化完成。
2.1.2 結果與討論
　　生物馴化完成后，進行生物氧化試驗。試驗結果見圖1。

　　圖1中生化進水油含量平均為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。
　　生物接觸氧化對水中苯系物、酚、COD_Mn等的去除結果見表2。

表2 生物接觸氧化對地下水水質影響　　　　mg/l 項目 進水 一級生物氧化 二級生物氧化 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 水力停留時間的影響。
　　水力停留時間對除油效果的影響如圖2所示。

　　由圖2可見,水力停留時間應大于30分鐘。此時的水力負荷為107 m³/m²d。
2.2 活性炭吸附
　　通過活性炭吸附可進一步脫除生化出水中的有機物，確保出水中油含量<0.2mg/L，同時活性炭單元對生化出水中的懸浮物起到過濾的作用。
2.2.1 選炭試驗
　　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。結果如表3所示。

表3 各種炭除油效果　　　　mg/L 試驗序號 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

　　根據靜態吸附除油試驗結果，選用福建產ZY-2型無規則果殼活性炭進行試驗。
2.2.2 試驗結果

　　生物氧化出水進入活性炭吸附，試驗結果見圖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定值小于0.2mg/L。
　　活性炭吸附對其它有機物的脫除效果見表4。

表4 活性炭吸附對其它有機物的脫除效果 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，生化出水經活性炭吸附后，各項有機物指標均可達到處理要求。
2.2.3 水力停留時間對除油效果影響

　　水力停留時間對除油效果影響見圖4。
　　由圖4可以看出，水力停留時間應大于10分鐘。空塔線速為6m/h。
2.3全流程連續運轉結果

　　生物氧化單元水力停留時間30分鐘，水力負荷為107 m³/m²d。活性炭單元水力停留時間應大于10分鐘。空塔線速為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。
　　各單元對各類有機物的脫除效果如表5所示。

表5各單元對各類有機物的脫除結果　　 單位 mg/L 序號 組分名稱 生化進水 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，各單元對各類有機物的脫除效果均達到處理要求。

3 結論

　　用生物氧化+活性炭吸附流程脫除受污染地下水中有機物是可行的。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。其它有機物指標均達標。

參考文獻

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　　9 陸在宏，給水排水，1995，（3）：37～39
　　10 內部資料

　　第一作者 路明義，高級工程師，齊魯石化公司研究院環保研究室從事水處理研究工作。1961年生，1982年畢業于青島海洋大學，獲理學學士學位，1996年畢業于浙江大學環境工程專業，獲工學碩士學位。
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