目前，国内多数炼化企业污水处理设施采用隔油—气浮—生化工艺或其改良工艺，从实际运行情况来看，该工艺不能保证出水完全达标。由于出水中残留的有机物为难降解物质，仅现有工艺简单扩建或单纯增加多段生化处理，也难以使出水达标。 臭氧氧化+曝气生物滤池（BAF）组合工艺作为一种有效的深度处理技术能进一步去除有机物，满足日益严格的出水排放标准。笔者通过对该工艺进行现场中试实验研究，分析和评价了臭氧氧化对COD、氨氮等指标的去除效果以及通过改变难降解物质分子结构，以提高难降解废水的可生化性的能力，并对该工艺整体生化处理效果进行了探讨，为该工艺在工程实践中的应用提供技术参考和理论依据。
中试连续实验装置及工艺流程 中试连续实验装置由两个相对独立的处理单元组成，分别是臭氧氧化接触池、BAF，两个单元之间设置一个中间水池，该装置的处理水量为1 m3/h。具体工艺流程如图 1 所示。图 1 中试装置工艺流程由图 1 可见，炼油外排水经射流器与臭氧发生器产生的臭氧混合，进入臭氧接触塔中反应，提高B/C，并去除部分COD，后进入中间水池，经泵提升后进入一级生物滤池，出水重力流入二级曝气生物滤池，出水进入清水池外排。臭氧发生装置为板式臭氧发生器，与传统管式臭氧发生器相比，具有能耗低、占地面积小、操作方便、可模块化设计等优点，规格为100 g/h。通常情况下，臭氧接触反应池中的水力停留时间为5~10 min，考虑到进水水质波动较大，进水SS可能较高，因此设计水力停留时间为30 min。为提高臭氧的利用率，臭氧接触反应池中还填充鲍尔环填料，使臭氧与进水充分接触反应，同时减少SS 对臭氧氧化的影响。为有效防止水中残留臭氧对后续BAF 生物菌种造成影响，根据臭氧在水中的半衰期为35 min 左右的特点，在臭氧反应池之后设置水力停留时间为3 h 的中间水池，以彻底去除水中残留的臭氧。中试装置各设备详细参数如表 1 所示。表 1 中试装置各设备详细参数一、二级曝气生物滤池的表面水力负荷分别为3.3、1.7 m3/（m2·h）；一、二级曝气生物滤池的空床水力停留时间分别为30、40 min。
实验水质 根据现场运行数据来看，含油污水经生化处理后出水水质指标如下：pH：6～9，COD 为70～180 mg/L，氨氮≤7～26 mg/L，水中油≤10 mg/L，挥发酚≤0.5 mg/L，SS≤70 mg/L。现将某炼油企业污水处理装置含油废水二沉池出水作为中试装置臭氧接触池的进水，实验过程中有个别时段的COD 或氨氮超标，主要是污水处理场总进水水质受上游装置波动影响所致。
水质分析指标及测试方法 实验中测定的主要水质指标及分析方法如下：每天上、下午分别采样一次，采样点位置参考工艺流程图上标注。分析项目和方法如下：COD，快速消解分光光度法（HJ/T 399—2007）；氨氮，蒸馏-中和滴定法（HJ 537—2009）； SS，重量法（GB 11901—1989）； 石油类，红外光度法（GB/T16488—1996）；臭氧浓度，碘量法。
臭氧氧化/曝气生物滤池组合工艺 臭氧是一种强氧化性气体，能以氧分子形式与许多有机物或官能团发生反应，如C=C、芳香化合物、杂环化合物、N=N、C=N、C—Si、—NH2，—CHO等。可将难生物降解的有机物环状或长链分子部分断裂，其氧化产物通常为小分子的羧酸、酮和醛类等，不能彻底降解为CO2、H2O 和无机物。臭氧氧化亦能够改变有机物的结构特性，虽然有机物总量不会有所改变，但是大分子有机物降解为可生物降解的有机物，为臭氧氧化与其他生物处理工艺的组合创造了条件。因此，在废水提升处理中一般采用臭氧与生物处理组合工艺，臭氧氧化通过将大分子有机物转化为小分子有机物和改变分子结构降低出水中的COD，提高废水的可生化性，以提升后续BAF 的生物降解效果。BAF 集生化降解和截留悬浮物于一体，可有效去除污染物，还可起到减少臭氧投加量、降低运行成本的效果，该组合工艺有效发挥了化学氧化和生物降解两种技术的优势。