搞好工藝設備改造 確保污水總排達標

劉玉鳳，張柏成

（大慶石化公司煉油廠，黑龍江 大慶 163711）

一、污水處理場工藝流程及運行情況

大慶石化公司煉油污水處理場有第一、第二兩套污水處理裝置和一套三泥處理裝置。第一污水處理場始建于1978年，處理能力為：含油污水900m3/h；第二污水處理場始建于1992年，處理能力為：含油污水600m3/h。為了節能降耗，2008年3月對第二污水處理場進行了技術改造，改造了曝氣頭、砂濾罐、鼓風機等設備。2008年5月投入運行，污水處理能力升至800m3/h，排放標準達到100%，滿足國家的環保要求，因而停運第一污水處理場。

一、三循來水進入沉砂池，自流至吸水池，提升到1萬m3調節除油罐，經過除油后的污水自流進入斜板隔油池進一步除油。斜板隔油池出水通過溢流堰進入一級浮選溶

氣罐，經一級浮選池，出水自流進入二級浮選池溶氣罐。二級浮選池出水自流進鼓風生化池。進行生物氧化后，出水自流進入輻流式二次沉淀池進行沉淀分離，經過沉淀后的二次沉淀池出水送到高速過濾器進行過濾，達到設計指標后，排到污水東排一號提升泵站，進入東排1#泵站。

第二污水處理場進水量升至800m3/h后，現有設備不能滿足處理要求。主要表現為：一、二級浮選池浮渣量大，三泥裝置處理浮渣費用高；污水處理場的污水處理方法較落后，抗污水沖擊能力差；污水場的自動控制水平較低，缺少必要的水質及水場運行的監測手段。因而對第二污水處理場設備及工藝進行了技術改造。

二、第二污水處理場設備及工藝方面存在問題

1.設備方面存在問題

（1） 生化池里曝氣頭易損壞、充氧不均勻

生化池里曝氣頭采用雙螺旋曝氣器易損壞，使用壽命短（僅有1～2年），每年需維修及更換一部分。第二污水處理場生化池是推流式的，兩間一個池子，每間里有兩排雙螺旋曝氣器，充氧不均勻，氧轉移效率低 （9.5%～11%）、能耗高、對菌膠團有破碎作用。

（2） 三間砂濾罐吸附能力一般、通透性小

車間砂濾罐采用的是過濾法。常用的濾料有石英砂、無煙煤級玻璃纖維、高分子聚合物等?，F有三臺砂濾罐已暴露出跑損濾料、過濾介質阻力大、反洗周期短等缺點，給車間的日常操作和維護帶來很大麻煩。三間砂濾罐里填料為石英砂，吸附能力一般、通透性 (污水占罐的容積)小，由于污水場處理水量的增加，顯然其原有三臺砂濾罐不能滿足過濾后出水水質、水量的要求，因此必須對砂濾罐進行改造。

（3） 生化池鼓風機耗電能大

第二污水處理場有二臺630kW鼓風曝氣風機，給原生化池雙螺旋曝氣器供風，每臺風機產風量400m3/min過大，造成電能浪費，且噪聲大。

2.工藝方面存在問題

（1） 沉砂池雜物多

第二污水處理場來水沉砂池中雜物多，如樹枝、樹葉、塑料袋、破布等無法去除，這些雜質造成后續管路堵塞和機泵設備的損壞，影響正常運行，嚴重時會造成停工。

（2） 提升吸水池 (180m3)、 調節除油罐 (10 000m3)、生化池 (9 600m3)容積小

第二污水處理場由原來600m3/h污水處理量需提升到800m3/h，提升吸水池容積不能滿足處理量增加后的需要。

煉油廠各生產裝置在運行過程中難免導致高濃度污水直接進污水處理場，必將影響污水場的正常運行。解決煉油廠污水水質水量變化大的最好辦法是設置調節設施。第二污水處理場現有一座10 000m3調節除油罐，但缺少水質均衡的措施。隨著污水量的增加，調節除油罐調節容積不足和無水質均衡措施的問題將愈顯突出，因此對調節除油罐的改造迫在眉捷。

目前在水處理領域中，普通活性法耐沖擊負荷能力差，進水水質水量變化劇烈時運行困難，而且只適用于含碳有機物的去除（BOD），對氮磷的去除率較低，約為20%。第二污水處理場生化處理 (原生化池)正是采用此工藝，因而技術改造中需將新、舊生化池改建成具有脫氮功能A/O的生化處理工藝。

（3） 浮選池浮渣、藥劑量大

原第二污水處理場采用兩級全溶氣浮選，同時向水中投加混凝劑。收渣槽不能收集浮選池反應區浮渣，而且收集池內浮渣時，必須提高液位才能實現，使得浮渣帶水多。由于浮渣排量大，占三泥裝置總量的2/3以上，“三泥”脫水費用高，且“三泥”裝置脫出水排至污水場又會對污水場造成沖擊。浮選池混凝劑用量過大，第一、二污水處理場藥劑用量達到200t/年。溶氣效果不穩定，而且釋放器經常堵塞，無法清理，嚴重影響裝置的處理能力和處理效果。所以需對現有浮選池進行改造。

3.自動控制方面存在問題

原第二污水處理場自動化程度低，操作強度較大，監測手段不及時等，因而需對第二污水處理場增加自動控制系統。

三、技術改造措施

1.從設備方面進行改造

（1） 生化池里曝氣頭更換

將舊生化池池底的雙螺旋曝氣器更換成聚合物微孔管式曝氣器。聚合物微孔管式曝氣器是將多種高分子樹脂混合物放入模具中，在一定溫度和壓力下燒結成型的多孔物體。微孔曝氣是利用空氣擴散裝置在生化池內產生微小氣泡后，微小氣泡與水的接觸面積大，在水中通氣時，空氣通過曝氣器多孔以直徑≤3mm的氣泡從孔中溢出，達到向水中充氧的目的。燒結成的聚合物多孔管，再配上前蓋、后蓋、密封墊、連接桿和螺母組成高分子聚合物管式曝氣器，曝氣器呈圓柱形，外徑φ75mm，內徑φ50mm，長度250～500mm。該聚合物微孔管式曝氣器氧轉移率高達38%，耐腐蝕，耐堵性好，阻力小，管式布置分布均勻，布氣效果好，使用壽命較長。這次改造將新、舊生化池池底曝氣頭都更換成聚合物微孔管式曝氣器。

（2） 改造三間砂濾罐

為了增加砂濾罐的處理量，對砂濾罐內部進行改造。將原有的三臺φ5 800mm×7 050mm×10mm石英砂過濾器改造成自助力式高效纖維束過濾器，可滿足第二污水處理場改造及提高排放水質的要求。自助力式是在過濾設備內部設置自助力式纖維密度調節裝置，該裝置不需額外動力和附加操作，僅在正常過濾操作和反洗操作過程中通過水力完成對纖維濾層的壓縮和放松。在過濾操作時，能迅速（一般在1min內） 將濾層壓縮至所需狀態，而且絕不損傷纖維，也不會導致靠近活動支撐裝置的纖維密度大于濾層主體密度的不利層態。在反洗操作時，無論濾層積泥量有多大、濾層被壓縮得多密實，均能迅速（一般在1min內） 將濾層徹底放松，而且絕不會損傷纖維，還能避免纖維向活動支撐裝置上堆積而有利于泥渣排出。

這次改造只需將舊設備的內部構件及濾料全部拆除，安裝更換上新的內部構件及濾料，對設備進行內外防腐，個別管線的開口方位及大小需要做調整。高效纖維過濾技術采用了一種新型的軟填料—纖維束作為濾元，其濾料單絲直徑為幾十微米甚至幾微米，具有巨大的比表面積（d50:80 000m2/m3），而且過濾阻力較小，打破了粒狀濾料的過濾精度由于濾料粒徑不能進一步縮小的限制。微小的濾料直徑，極大地增大了濾料的比表面積和表面自由能，增加了水中雜質顆粒與濾料的接觸機會和濾料的吸附能力，從而提高了過濾效率和截污容量。

高效纖維束過濾器的濾速是石英砂過濾器的2～3倍，因此過濾效率高，維護方便，其濾元可以使用15年以上，在運行期間基本上不需維護費用。

（3） 更換生化池鼓風機

生化池原鼓風機風量過大，將現有630kW的風機更換為450kW離心風機，風量減少到250m3/min，從而減少電耗及噪聲。

2.從工藝方面的需要對設備進行改造

（1） 對沉砂池的改造

為了避免污染物對人體產生的毒害和減輕工人勞動強度，在兩間沉砂池的進水渠道分別各安裝一臺機械格柵，利用格柵攔截較大的呈懸浮或漂浮狀態的固體污染物，并通過螺旋輸送器將格柵上清理的污物運出系統，以保護后續管線和設備。

（2） 提升吸水池、生化池、調節除油罐的容積

為了滿足新工藝的需求：①增建一個提升吸水池(180m3)。為了適應水量變動，兩個提升吸水池可互相切換使用。②增建一個生化池 (8 700m3)。此生化池具有脫氮功能的A/O工藝，又稱為前置反硝化生物脫氮。③增建一個10 000m3調節除油罐。兩座調節除油罐底部安裝曝氣管，實現調節除油罐均質的功能。

（3） 為了減少浮渣、藥劑量，對浮選池溶氣罐及釋放器進行改造

浮選法亦稱氣浮法。浮選法用于含油廢水處理，具有浮渣含水率低（96%以下），出水水質好等多項優點，因而得到廣泛應用。浮選法的處理構筑物及設備主要包括浮選池、溶氣系統等。

第二污水處理場的浮選池由五間一級浮選池和五間二級浮選池組成，把一、二級浮選池前10個溶氣罐更換成混均器、全溶吸溶氣罐；浮選池反應區的蝶片釋放器更換成布水器。出水堰加高，排渣、出水實現自動控制。其中五間二級浮選池前全溶吸溶氣罐還串聯五個藥劑混合反應器、五個付線，二級加藥與否由污水進水水質決定，一級不加藥。改造后第一污水場停運，第二污水場只有五間二級浮選池加藥，將降低藥劑用量。每套設備處理量為160～200 m3/h，污水經氣浮段處理后的出水指標要達到：石油類≤20mg/L， 懸浮物≤30mg/L， pH=6～8。

3.自動控制的改造

第二污水處理場采用一套DCS系統，實現自動化控制。達到設備狀態可監視，運行數據可記錄，工藝參數可調節，產品質量可控制，人員安全可保障，事故原因可追溯。

4.改造后工藝說明

來自煉油廠的污水經新設置的格柵處理后，自流進入沉砂池，提升至調節除油罐進行除油。

斜板隔油池出水進入一級浮選池，一級浮選池出水進入改造后的二級浮選池，通過投加絮凝劑進一步去除水中的乳化油。

二級浮選池的出水首先進入改造后A/O生化池的缺氧區（A段），缺氧段出水進入到好氧區（O段）。生化池出水自流進入輻流式二沉池進行沉淀分離，經過沉淀后的二沉池出水送至改造后的纖維束高速過濾器進行過濾，達到設計指標后，排到污水東排一號提升泵站，進入東排1#泵站。

四、效果

第二污水處理場改造后，實現了停運第一污水處理場。第一污水處理場停運后每小時節電1 500kW，節約蒸汽3.5t，每月可節約資金120萬元。第二污水處理場于2008年5月開工后，達到總排出水合格率100%。對降低污水場的運行成本、提高出水水質、減少污染物的外排量、提高節能環保水平具有深遠意義，可取得良好的經濟和社會效益。