洗罐站污水水质分析及生物毒性评价

(中国石油股份有限公司独山子石化分公司研究院，新疆 独山子 833699)

洗罐站污水水质分析及生物毒性评价

吕 慧 何丽丽

(中国石油股份有限公司独山子石化分公司研究院，新疆 独山子 833699)

本研究首次对洗罐站污水水质和生物毒性进行了分析和评价。结果表明洗罐站污水污染物组成复杂、浓度高，平均COD在8000mg/L以上。活性污泥降解实验表明，37%的COD难被微生物降解。该废水的BOD5/COD仅为0.06，进一步证明该污水属于难生物降解污水。GC-MS分析结果显示，洗罐站污水中含有大量的大分子苯类、多环芳烃类、有机酸、醇类和烷烃类有机物，这些有机物大多具有生物毒性且分子量大、易被微生物富集，是污水难生物降解的主要原因。该污水的处理应考虑采用预处理技术提高生化降解性能后再进行集中处理。

洗罐站 水质分析 生物毒性

0 前言

洗罐站是石化公司的重要辅助生产装置，主要负责油品输送罐车的清洗和检修工作。洗罐站废水排放水质水量波动变化较大，主要与洗刷业务量、洗刷罐车种类和季节等因素有关。例如清洗军用航空煤油罐车需采用深度清洗，其废水产生量是清洗普通罐车的2-3倍。洗罐站废水污染程度较高，其中主要污染物是石油类、酚、硫化物和洗涤剂等有毒有害物质。若直接排入污水处理厂，会由于其较高的污染负荷对生化处理工艺造成冲击，使微生物活性下降，污水处理效果降低，甚至导致最终污水厂总排水水质不达标。因此对洗罐站污水水质及微生物毒性进行深入的剖析和评价是十分必要的，对制定相应的应对措施、开发有效的处理工艺具有指导性意义。本研究以某石化公司洗罐站为调研对象，详细分析了其污水的污染物浓度和组成，并评价了该洗罐站废水的微生物毒性。

1 实验方法

1.1 宏观水质指标分析

对该洗罐站废水进行间歇、多次取样，并对各污染物指标进行测定，测试结果取平均值。COD、挥发酚、油含量、氨氮采用国标法进行测定；pH采用pH计测试；电导率采用电导仪测试；VOC采用VOC仪测试。

1.2 活性污泥降解实验

取洗罐站废水200mL，按照该污水排入到下游污水处理厂所占污水厂处理总水量的体积比进行稀释。采用污水厂曝气池内的活性污泥进行接种，接种体积20%，连续曝气24小时，测试24小时后废水COD的浓度变化。

1.3 BOD5/COD实验

采用BOD仪测试洗罐站废水的五天生化需氧量，同时测定该水样的COD浓度。计算洗罐站废水的BOD5/COD。

1.4 GC-MS污染物微观组成分析

采用气相色谱-质谱联用方法分离鉴定洗罐站废水中主要有机污染物组成。首先通过液萃取法对样品进行前处理，具体步骤为：取500mL样品于1L分液漏斗中，用0.5mol/L氢氧化钠调pH值至≥等于12，然后加入30mL二氯甲烷，振荡15min后静置30min，将有机相用无水硫酸钠干燥后收集于三角瓶，水相加入30mL二氯甲烷再次萃取。重复以上步骤共萃取3次完成碱萃；剩余水相用浓硫酸调节pH值至≤2，萃取过程同上完成酸萃，收集并合并有机相于三角瓶中。用旋转蒸发仪浓缩所有有机相至0.5mL转移至干净分析小瓶中，进行仪器分析。分析结果选择Qual Browser系统参照标准谱图库中的物质对每个质谱峰进行鉴定，最终确定水样中的主要污染物组成。

2 结果与讨论

2.1 宏观水质评价

由于污水罐油污严重，在清洗过程中加入洗洁精KYDQ-4(一种表面活性剂)，导致洗罐站排水水质较为恶劣，COD含量极高，平均超过8000mg/L。洗罐站污水整体偏酸性，平均pH值约为6.4；油含量较高，平均值约为465.2mg/L；挥发酚浓度较高约为35mg/L；挥发性有机物浓度也较高，最大值超过350mg/L；由于受罐车所承装油品品质影响，氮含量较低，洗罐废水氨氮浓度不高，基本在30 mg/L以下。

综合来看，洗罐站废水属于典型的高浓度有机废水，由于存在表面活性剂，废水乳化严重，成乳白色牛奶状。其中COD、油含量、挥发酚、VOC浓度较高，氨氮浓度较低，也属于高碳低氮废水，治理难度大。

2.2 微生物毒性评价

按照排入到污水厂所占污水厂处理总水量的体积比进行稀释后的洗罐站废水COD浓度为321mg/L，经过活性污泥降解24小时后，该废水剩余COD浓度仍为118mg/L。表明稀释后的废水中仍有37%的有机污染物不能被微生物降解。同时通过对废水BOD5/ COD的测定，进一步明确洗罐站废水的微生物毒性。

BOD5/COD是判断污水可生化降解性能的重要指标。BOD5/COD比值的大小反映了污水可生化降解性能的好坏。表1给出了BOD5/COD与生物降解性能的关系[1]。由表可知，可生物降解的BOD5/COD值最小要在0.25以上。本实验所测洗罐站废水BOD5/COD仅为0.06，远远低于可生物降解指标的最低值。由此可以判断，洗罐站废水属于难生物降解废水，不可直接采用活性污泥法进行处理，而必须通过其他前处理手段提高其生化性后再进入生化处理单元。

2.3 污染物微观组成

上述结果表明，洗罐站污水有机污染物含量高且难被微生物降解。采用GC-MS对其污染物有机组成进行检测，可以从微观角度判定生物毒性的主要污染成分。GC-MS分析结果表明，见图1，洗罐站污水中主要包含苯类、烷烃类、环烷烃类、有机酸类、多环芳烃类、杂环化合物类及醇类化合物。其中苯类化合物含量最高，占总量的69.13%；其次为烷烃类化合物，占有机污染物总量的15.68%；环烷烃化合物含量最低占1.40%。

对各有机污染物化学性质及毒性进行分析发现，洗罐站废水中含有大量生物难降解性有机物。主要包括大分子苯类(分子量为120和134)，生物富集性高、不易水解，且含量占苯类含量的52.81%；烷烃类化合物虽生物毒性低但生物降解很慢；多环芳烃类化合物(14.08%)生物富集性高、生物毒性大，是主要的毒性物质之一[2]；此外污水中还含有大量大分子醇类化合物和大分子有机酸类化合物，分子量在150以上，这些化合物虽生物毒性低但分子量大，微生物富集后需要较长时间水解，仍属于生物难降解有机物。

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

吕慧 (1972－) ，女，江苏沛县人，高级工程师，学士，主要从事水处理技术研究工作。