大港油田港西地區污水處理項目應用實例研究

孟雙龍 李方 趙紅偉

（大港油田公司 天津 300280）

1 建設必要性

大港油田西城區的原有6個小區共有居民8200余戶，新建港西新城擁有人口60000人，本項目處理的污水主要是此7個小區居民日常生活排放的生活污水。污水的主要來源由居民的洗浴、餐廚、清洗廢水等構成。居民排放的污水通過排污泵站排到附近的河道，污水沿明渠流淌，雨季時，雨污混合排放，生活區附近還有較多數量的濕地、水塘，部分污水沿明渠流入濕地、水塘，造成濕地、水塘內水質超標被污染，同時對附近植被、大氣等形成污染壓力。港西污水處理項目的建設對該區域內各小區排放的污水進行處理，能從根本上對污染進行有效控制，徹底解決本區域內的濕地、水塘、生活環境的所受的污染，保持濕地、水塘的水體質量，因此，本項目具有保護環境，造福人民的重要現實意義。

2 建設規模及建設方案

2.1 建設規模

2.1.1 建設規模

統計了新建港西新城小區、周邊6個小區（華隆、華福、華幸、華盛、西運、雙豐）、井下采油五廠、電力公司、供水公司、職業技術學院等機構排放的污水量，確定本項目建設規模為8000m3/d。

2.1.2 水質的確定

（1）進水水質的確定

居民排放的污水中含有表面活性劑、植物油類、COD、BOD、NH3-N、P等污染物質，同時污水匯集至泵站時，水溫已有所降低，約8~15℃，大港油田公司委托具有環保檢測資質的第三方檢測機構對污水進行采樣檢測指標。

檢測對象為本項目周邊6個小區（華隆、華福、華幸、華盛、西運、雙豐）及參考的陽光佳園二里、五里兩個小區的生活污水。

根據監測情況確定具體進水水質如下，進水水質表：

（2）出水水質的確定

二級處理出水水質排放標準執行《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）中的一級A標準。主要指標如下表所示，出水水質表：

注：其他未詳盡指標詳見標準《城鎮污水處理廠污染物排放標準》GB18918-2002

2.1.3 污水收集系統

目前華隆、華福、華幸、華盛、西運、雙豐小區各自建有排污泵站，共計9座，井下采油五廠、電力公司、供水公司、職業技術學院的污水除一部分排放到附近的小區通過泵站外排外，其余均直接流向附近的河溝內。

新建港西新城小區屬于新建項目，目前沒有污水產生。建成之后產生的污水是需要處理后才能排放的。本項目產生污水的小區及公用設施的分布情況及污水匯水管網如上圖所示。

2.2 建設方案

2.2.1 方案介紹

1）方案流程：采用“A2O+鈉米電捕吸附反應器+纖維轉盤過濾+消毒”的工藝流程。

2）流程介紹

污水中含有布條、塑料袋等較大的漂浮物或懸浮外物，水流經格柵，通過格柵攔截作用，去除水中大的漂浮物或懸浮物。格柵通過水位差來控制的，因此在每臺格柵前后設置超聲波液位計。柵渣輸送至壓榨機處理后，落入集渣裝置中。

細格柵自流進入旋流沉砂池，在此通過水力作用去除水中的無機大顆粒，通過氣提砂將砂輸送至砂水分離器，最終將砂排出系統。旋流沉砂池出水自流進入調節池，在此進行水質水量的均衡后經泵提升進入A2/O池，在此單元通過生化處理去除水中氨氮、磷、COD、BOD等污染物，最終出水進入納米電捕吸附劑主反應池，污水在此通過納米電捕吸附劑的作用進行泥水分離，同時通過反應池特有的絮凝層的作用截留污水中的懸浮物、膠體有機物等污染物，同時通過接觸絮凝的作用去除水中的磷，使污水出水達到相應的排放標準，納米電捕吸附工藝主要優勢如下：

<1>物理絮凝作用

納米電捕吸附劑由不導電非晶體二氧化硅的殼體和超導的納米微孔組成，可在吸附劑表面形成不平衡電位和外墻電位。在水處理過程中，污染物被快速靜電聚合（物理絮凝）并沉淀。

<2>物理吸附作用

納米電捕吸附劑每克60m2，具大的比表面積，具有較強的吸附力，把超細微粒物質、色度、有毒有害物質和氣味吸附到吸附劑表面，下沉并與水體分離。

<3>物理超濾作用

在設備中，由每克2.5億個，每毫米30萬層形成的數公尺渣層中由下而上浸出，懸浮物、重金屬離子及細菌等被吸附劑納米微孔超濾去除，清水向上溢出。

<4>生物處理作用

納米電捕吸附劑每克60m2的比表面積，1%濃度時，每立方米達60萬m2比表面積，用納米電捕吸附劑納米微孔作生物載體，微生物在納米電捕吸附劑巨大的比表面積上繁殖。

納米電捕吸附主反應池出水自流進入纖維轉盤過濾池，通過纖維濾盤的截留作用去除水中的懸浮物使出水滿足一級A標準出水的濁度要求，該工藝基建投資省、運行成本極低、出水水質好、經實踐檢驗是一種先進的過濾技術。纖維轉盤過濾池出水進入接觸消毒池消毒處理后達標排放。

3）單元設計介紹:

<1>調節池，調節水量均衡水質，保證后續處理的連續性。

<2>旋流沉砂池，通過水利作用去除水中大顆粒的無機顆粒。保證后續的處理。

<3>A2/O，生物處理的主要單元，通過微生物的作用去除水中的有機物。A2/O工藝

由厭氧池、缺氧池、好氧池串聯而成。

A2/O工藝的特點：

厭氧、缺氧、好氧三種不同的環境條件和不同種類微生物菌群的有機配合，同時具有去除有機物、脫氮和除磷的功能；

在同時脫氮除磷的工藝中，該工藝流程最為簡單，總的水力停留時間也少于同類其他工藝，優勢明顯；

在厭氧-缺氧-好氧交替運行條件下，絲狀菌不會大量增殖，SVI一般小于100，污泥沉降性好。污泥中磷含量高，一般在2.5%以上。

<4>納米電捕主反應池，通過納米電捕吸附劑的作用去除水中的總磷、實現泥水分離。

<5>纖維轉盤過濾池，通過纖維轉盤的截留作用，去除水中SS污染，以保證出水的SS等指標。

<6>污泥池，接納沉淀池排泥，起貯存作用。

4）處理后出水消毒方案

（1）處理后出水消毒的必要性

本工程達到一級A排放標準，標準由大腸桿菌菌群的要求，出水必須需要消毒。

（2）處理后出水消毒技術方案簡述

污水中的病原體主要有三類：病原性細菌、病毒和蠕蟲卵。分類詳見下表：

消毒方法大體可分為兩類：物理方法和化學方法。物理方法主要有加熱、冷凍、輻照、紫外線和微波消毒等方法。化學方法是利用各種化學藥劑進行消毒，常用的化學消毒藥劑有多種氧化劑（氯、臭氧、碘高錳酸鉀等）、某些重金屬離子（銀、銅等）及陽離子型表面活性劑等。

由于本工程出水需要部分回用至小區景觀湖補水，再生水質中游余氯的要求所以本工程的消毒方案采用“CLO2消毒方式+紫外線消毒”方案。

5）污水深度處理

污水深度處理有別于污水三級處理。三級處理是在二級處理流程之后再增加處理設施來取得良好的水質，三級處理的選擇直接影響著工程出水水質，本次工程中排放標準為《城鎮污水處理廠污染物綜合排放標準》（GB18918-2002）中一級A標準，標準中對于總磷以及總氮、氨氮等指標均有嚴格的要求，所以在二級處理后工藝的選擇的合理性及經濟性是至關重要的，本次設計中充分吸收和總結了以往成功的經驗，力求工藝穩定可靠，運行成本節能降耗，做到最優、最省、最好。

6）污泥處理工藝選擇

本工程污泥產生，主要是污染物的降解去除產生的副產物，由于生活污水，污泥害處小，為了滿足國家政策的規定“污水處理廠不以儲藏為目的污泥含水率應該小于50%”在此對污泥的處理決定采用干化處理，干化設備暫定為一體化污泥干化設備。一體化干化技術是利用外加電場的作用，使污泥中的微生物細胞在電場的刺激下，胞內的水發生強制遷移，內能升高，沖破細胞壁散失出來，形成游離水，提高水分的脫除率。并且能夠破壞病原菌及寄生蟲（卵）等有害物質的細胞結構，能有效的殺滅病原菌及寄生蟲（卵），達到無害化的目的。一體化污泥干化設備進泥含水率在99%左右，出泥含水率降至60%以下。達到無害化、減量化的目的，經干化設備處理后的污泥已充分改性，在自然通風條件下很快降至50%以下。

3 社會效益和風險分析

3.1 社會效益分析

大港油田公司及供水公司相關領導對安全問題高度重視，一直緊繃安全這根“弦”不放松，通過對港西地區污水進行處理，日處理污水量8000噸，這些污水經處理后達標排放，免除了因污水直接排放對周邊環境帶來的負面影響，凈化了人民的生活環境。

該項目具有社會公益性質，項目的實施不以盈利為目的，重在社會效益，保障了油田的和諧、穩定發展，體現大港油田公司“以人為本、和諧發展”的理念，其社會效益十分顯著。

3.2 風險分析

在本項目決策、實施、運行的過程中，風險因素主要體現在地質基礎的穩定性方面，地質基礎決定了水池的穩固與否，基于此，在整個項目的決策和實施過程中，必須對該場地進行詳細的地質勘察，了解豐水期與枯水期在不同的時間段內對地質的影響，以供在水池設計時充分參考。

4 存在問題與建議

4.1 存在問題

4.1.1 雨污混合與地下水滲入的問題

目前這6個小區已是成熟的社區，小區內的污水匯水管線已使用多年，匯水管道基本以混凝土管道為主，存在不同程度的破損。平時地下水位較高時部分地下水滲入管道造成污水污染物如氯離子、含鹽量等指標增高，雨量較大時，大量的雨水滲入污水管線中，造成雨天時水量激增的現象。

4.1.2 提升泵站水泵揚程的問題

居民生活小區每日排水時段具有較明顯的波動變化現象。這種波動隨每日居民生活用水時段的分布而變化。本區域的6個小區相對服務人口數量較少，生活污水排放時段出現高峰、低峰的現象就相對明顯，排水高峰的變化基本集中出現在每天的6:00～8:00、11:00～13:00、16:00～18:00、20:00～23:00，與餐飲用水、洗漱用水的時段基本吻合，其他時段的排水量相對較少。目前各小區泵站運行情況均為早晚各集中提升外排一次，所以提升外排的污水時變化系數相當大。

這些污水要通過輸水管線輸送到污水處理廠，沿途管道水力損失較大，目前各泵站的提升水泵的揚程僅滿足了污水就近外排的需要，不適用長距離輸水對揚程、壓力的要求。

4.2 建議

需要對小區的匯水管道加以維護、維修更換；需要對各小區提升泵站的提升泵進行設計核算，重新更換滿足揚程需要的水泵。