石油催化剂废水处理技巧

1 引言

石油裂化催化剂的生产主要以分子筛产品为原料，与高岭土、水铝石、氨盐等进行合成，

经过成胶、干燥及焙烧过程最终生产出催化剂(郭宏山，2001).其生产过程中产生的废水水

质比较复杂，含大量氨氮、悬浮物、Cl-及金属离子、难降解有机物(挥发酚)等.传统的好氧

生化处理工艺存在容积负荷低、能耗高、碱度消耗大、运行成本高等问题，新型生物脱氮技

术的出现为解决传统脱氮问题带来了曙光.

CANON(Completely Autotrophic Nitrogen Removal over Nitrite，CANON)工艺是一种

新型的生物脱氮工艺，其脱氮原理为：氨氧化菌(Ammonia-Oxidizing Bacteria，AOB)利用

溶解氧(Dissolved Oxygen，DO)将 NH4+-N 氧化成 NO2--N，厌氧氨氧化菌(Anaerobic Ammonium

Oxidation，ANAMMOX)利用 AOB 提供的基质和创造的缺氧环境对 NH4+-N 和 NO2--N 进行转化

从而实现脱氮.反应过程如下:

由于 AOB 和 ANAMMOX 均为自氧菌(Kimura et al., 2011)，与传统脱氮工艺相比，CANON

工艺可节省 63%的曝气量和近 100%的外加碳源，是最具发展潜力的生物脱氮工艺之一

(Sliekers et al., 2002a;付昆明等 2012).目前，CANON 工艺的应用研究仍处于试验阶段，

且其多集中在污泥消化液(Sliekers et al., 2002a)、垃圾渗滤液等(Miao et al., 2015)

等低 C/N 废水的处理，针对石油裂化催化剂废水的研究还鲜有报道.

石油裂化催化剂废水低 C/N、较高水温、高氨氮的水质特点适合 CANON 工艺的应用，但

其废水中的有机物也会对厌氧氨氧化产生不利的影响(Kumar et al., 2010).采用电絮凝作

为废水预处理单元，可通过絮凝、气浮、氧化还原等反应去除 SS 及部分有机物(李艳等，2014;

熊道文等，2013).因此，本研究采用电絮凝工艺对原水进行预处理后，考察 CANON 工艺的启

动方式及对有机物、氮素的去除效能，以期为石油裂化催化剂废水脱氮和 CANON 工艺的推广

应用提供借鉴.

2 试验材料和方法

2.1 试验用水

CANON 工艺的启动阶段采用人工模拟高氨氮废水.启动完成后，利用某石化公司石油裂

化催化剂生产废水对微生物进行驯化，废水日产量约为 15.6×103 m3.模拟高氨氮废水的水

质如表 1 所示(于英翠等，2012)，微量元素成分见表 2.