煉油過(guò)程中常采用堿洗的方法對燃料油進(jìn)行精制。由于堿液可與油品中含S、N、O等的化合物發(fā)生反應，從而有效脫除影響油品穩定性的物質(zhì)及部分含硫化合物，如環(huán)烷酸、酚類(lèi)、硫化氫、硫醇等，因此堿洗精制過(guò)程成為改良油品性狀、提高油品質(zhì)量的重要環(huán)節，也由此產(chǎn)生了大量堿渣廢水。堿渣廢水中含有大量的污染物，其COD。通�？蛇_到幾千mg/L甚至幾十萬(wàn)mg/L，而且堿渣廢水中還含有較高的鹽分，很難用活性污泥法對其進(jìn)行生化處理。
針對高鹽、高濃度、難降解的堿渣廢水的處理始終是石化行業(yè)的高難課題。萊特化工公司多年來(lái)與韓國SK集團生物實(shí)驗研究所合作，將SK高效生物處理技術(shù)應用于高濃度堿渣廢水的處理中。并在工程實(shí)踐中不斷完善，逐步形成了獨有的新技術(shù)工藝，并命名為萊特生物器(LTBR)工藝，這種利用高效微生物處理高濃度堿渣廢水的技術(shù)已經(jīng)在石化堿渣廢水處理領(lǐng)域取得了巨大成功。
1LTBR工藝簡(jiǎn)介
LTBR工藝的高效生物處理技術(shù)與普通的生化處理技術(shù)不同。它所利用的不是普通的活性污泥。
而是在對廢水中的污染物成分進(jìn)行全面分析和模擬廢水環(huán)境條件的基礎上.篩選適合降解特定污染物的特效微生物菌群，并根據微生物的共性和特性配制適合其生長(cháng)繁殖的專(zhuān)用營(yíng)養液——LTM，確保特效微生物菌群在廢水生物處理過(guò)程中的優(yōu)勢地位，實(shí)現對廢水中目標污染物的充分生物降解。從而提高了廢水中污染物的可生物降解水平。LTBR工藝可以處理普通生化法不能處理的高生物毒性、高濃度的廢水，且對廢水中污染物濃度、毒物濃度、含鹽量等的變化有很強的適應能力。LTBR工藝處理堿渣廢水的流程如圖1所示。
2LTBR生物反應器溫升解析
綜合堿渣廢水呈強堿性(pH>13)，其中揮發(fā)酚質(zhì)量濃度為1500～5000mg/L，硫化物質(zhì)量濃度為5000～25000mg/L，COD0高達25000-35000mg/L。在堿渣廢水處理裝置運行過(guò)程中，經(jīng)常存在運行溫度過(guò)高的現象，有時(shí)溫度甚至達到45℃以上。造成處理裝置運行溫度升高的原因主要有以下幾點(diǎn)：
(1)由于堿渣廢水呈強堿性，生化處理之前需要進(jìn)行pH調節，在酸堿中和反應過(guò)程中釋放出大量的熱.使生化前的廢水本身溫度有所升高，從而對運行溫度的升高產(chǎn)生一定的影響。
(2)由于堿渣廢水COD。異常高，因此需向反應器中通人大量的空氣以保證所需的氧氣量，所以外界氣溫的高低對裝置的溫度影響較大。本工藝采用SSR型羅茨鼓風(fēng)機向反應器供風(fēng)，空氣在經(jīng)風(fēng)機增壓過(guò)程中溫度大幅升高，特別是在夏季氣溫較高時(shí)，進(jìn)入反應器內的空氣溫度尤其高，甚至達到80℃。鑒于生化反應需風(fēng)量較大，所以空氣帶入的熱量是生化反應器溫度大幅升高的主要原因。
(3)微生物代謝過(guò)程中釋放的能量除一部分供給自身生命活動(dòng)外，大量的能量以熱能的形式釋放。由于本工藝負荷較高，微生物代謝、繁殖等生命活動(dòng)異常劇烈，釋放的熱能也十分巨大，這也是造成反應器溫度大幅升高的重要原因。
3高溫對堿渣廢水處理裝置的影響
溫度是影響微生物生長(cháng)與存活的重要因素之一。溫度升高對微生物機體的影響表現在兩方面：一方面隨著(zhù)溫度的上升，細胞中的生物化學(xué)反應速率和生長(cháng)速率加快。在適宜的溫度范圍內，溫度每升高10cc，生化反應速率可相應提高1—2倍;另一方面.機體的重要組成如蛋白質(zhì)、核酸等對溫度都較敏感.隨著(zhù)溫度的增高可能遭受不可逆的破壞。因此，只有在一定的溫度范圍內，機體的代謝活力與生長(cháng)繁殖速率才隨著(zhù)溫度的上升而增加，當溫度上升到一定程度時(shí).繼續升溫則對機體產(chǎn)生不利的影響，如溫度再繼續升高，則細胞功能急劇下降以至死亡。
這種導致微生物死亡的最低溫度界限即為致死溫度，而且隨著(zhù)溫度的升高微生物死亡加快。
微生物高溫致死的原因與下列因素有關(guān)：
(1)細胞內的酶遇熱失活，不能進(jìn)行正常的代謝。
(2)非酶蛋白和核酸等細胞成分被破壞。
(3)細胞膜中脂類(lèi)的熱溶解使膜出現小孔，造成細胞內含物泄漏。
同傳統的活性污泥法中的微生物一樣，LTBR工藝中的高效微生物大部分也屬于中溫微生物范疇，其代謝、生長(cháng)、繁殖的最適溫度在28～35℃，因此大幅的溫升會(huì )對堿渣廢水處理裝置的平穩運行造成極為不利的影響。溫度過(guò)高，抑制了微生物代謝活性，嚴重影響了裝置的處理效率，使裝置出水水質(zhì)出現較大波動(dòng)。溫度過(guò)高還使反應器內泥水混合液溶氧能力急劇下降，只有通過(guò)增加供風(fēng)量才能滿(mǎn)足生化反應所需的氧氣量.但增加風(fēng)量不僅會(huì )給系統帶人更多的熱量，造成溫度進(jìn)一步升高，同時(shí)風(fēng)機動(dòng)力效率的降低以及風(fēng)量供給的增加，也會(huì )造成裝置能耗的大幅增加。為了控制反應器大幅的溫升，不得不降低堿渣廢水處理量，以降低反應器負荷，從而達到控制反應器溫度的目的.但這極大地影響了公司的正常生產(chǎn).對公司經(jīng)濟和社會(huì )效益造成了重大的損失。因此，改進(jìn)LTBR工藝，解決反應器溫升問(wèn)題至關(guān)重要。
4BR工藝的改進(jìn)經(jīng)過(guò)大量的科研和市場(chǎng)調查工作后.最終確定通過(guò)引入換熱系統對LTBR工藝進(jìn)行改進(jìn)與完善。
4.1換熱系統
換熱系統整體包括換熱器和冷卻水塔兩部分。生物反應器內的活性污泥混合液與冷卻水在換熱器內實(shí)現熱交換，活性污泥混合液被冷卻后回流至生物反應器.循環(huán)冷卻水則由配套冷卻水塔供給，冷卻水在換熱后回流至冷卻水塔進(jìn)行降溫冷卻。如此循環(huán).達到LTBR反應器降溫的效果。本系統采用BR60D型板式換熱器，該換熱器以不銹鋼板片作為傳熱元件，冷熱兩流體逆流平行于換熱面，基本不存在換熱死角且無(wú)旁流，換熱器末端溫差很小，可達到1cI二。換熱器傳熱板片板厚適中，板槽較深，壓制成人字形波紋，流體在流動(dòng)時(shí)湍流效果好。在相同工況下，換熱效率為一般管式換熱器的2～3倍，大大降低了冷卻水循環(huán)量。本系統配套的冷卻水塔采用機械驅動(dòng)、逆流、開(kāi)放式的圓形塔狀結構。冷卻水塔是以散熱冷卻為目的的灑水系統.由于水具有高潛熱(蒸發(fā)熱)熱能，而空氣具有吸濕能力，其與冷卻水在水塔內進(jìn)行熱量傳遞，可以降低冷卻水溫度，在這種有利條件下，冷卻水塔成為散熱最有效且最經(jīng)濟的工具。本換熱系統中冷卻水塔塔頂裝一軸流風(fēng)扇驅動(dòng)空氣流動(dòng)，冷卻水塔塔頂出口空氣流速較高，入風(fēng)量大，吹出的濕空氣回流量較少，換熱效率較高。
4.2技改效果分析
為了驗證換熱系統在控制堿渣廢水處理裝置溫度方面的效果，2008年7月進(jìn)行了換熱系統投用前后的對比試驗。試驗期間堿渣廢水處理裝置生物反應器溫度的變化如圖2所示。
由圖2可以看出.在換熱系統投用前，反應器溫度大多在40～42℃，居高不下；在換熱系統投用后，反應器溫度下降迅速.在3～4d時(shí)間內溫度迅速下降到35℃以下，并逐步穩定在32～33℃的較適宜溫度范圍內，降溫效果顯著(zhù)。
實(shí)踐表明，在LTBR工藝中引入換熱系統后，對堿渣廢水的處理完全達到了預期效果，堿渣廢水處理裝置具有了較大的可操作彈性。即使在夏季最高氣溫條件下。亦能使反應器溫度穩定在3035cI=的適宜溫度范圍內，這就使堿渣廢水處理裝置的高效性得到了切實(shí)的保證。具體參見(jiàn)http://www.sharpedgetext.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。
4.3技術(shù)經(jīng)濟簡(jiǎn)析
本次技術(shù)改造基本沒(méi)有改動(dòng)原系統設施、設備的性能與結構，對原系統的正常運行造成的影響較小，基本沒(méi)有影響到公司的正常生產(chǎn)活動(dòng)。本次改造新增設備占地約50mz.一次性投資9.8萬(wàn)元，具體投資詳見(jiàn)表1。
引進(jìn)換熱系統對堿渣廢水處理裝置運行成本的影響只局限于新增設備的電耗，新增設備總裝機容量為48kW。工作容量為20.4kW，電費標準按0.6元／(kW•h)計算，則處理lt堿渣廢水新增運行成本O.82元。
由于對LTBR工藝進(jìn)行了改進(jìn)與完善。極大地降低了外界氣候條件對堿渣廢水處理裝置的不良影響，保證了高溫期堿渣廢水處理裝置的出水水質(zhì)和廢水處理量，并避免了由于溫升造成的裝置能耗損失，保障了公司正常生產(chǎn)，給公司帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟和社會(huì )效益。
由此可見(jiàn).此次LTBR工藝改進(jìn)具有新增占地面積小、一次性投資少、新增運行成本低、經(jīng)濟和社會(huì )效益顯著(zhù)等特點(diǎn)，故此次LTBR工藝改進(jìn)是極其必要的。
5結論
運用LTBR工藝處理堿渣廢水的成熟性已經(jīng)得到了業(yè)界的廣泛認同.此工藝已經(jīng)在石化堿渣廢水處理領(lǐng)域得到推廣。
本次技術(shù)改進(jìn)是LTBR堿渣廢水處理工藝在高溫條件下高效、穩定運行的切實(shí)保證，并為L(cháng)TBR工藝今后在其他高鹽、高濃度、難降解的化工廢水處理領(lǐng)域的推廣提供了重要的技術(shù)支持，使LTBR工藝在“三高”廢水處理領(lǐng)域的發(fā)展前景更加廣闊。
