一體化污水處理裝置在陸梁油田的應(yīng)用

何明杰梁雪蓉楊磊路得浩

（1.中國(guó)石油新疆油田公司陸梁油田作業(yè)區(qū)；2.克拉瑪依職業(yè)技術(shù)學(xué)院）

一體化污水處理裝置在陸梁油田的應(yīng)用

何明杰1梁雪蓉2楊磊1路得浩1

（1.中國(guó)石油新疆油田公司陸梁油田作業(yè)區(qū)；2.克拉瑪依職業(yè)技術(shù)學(xué)院）

陸梁油田作業(yè)區(qū)原有的生活污水處理系統(tǒng)因腐蝕等原因不能滿足當(dāng)前的需求，綜合考慮多方面因素后，最終選定引進(jìn)一體化污水處理系統(tǒng)。系統(tǒng)最終出水的BOD5為17.6 mg／L，同時(shí)氨氮、懸浮物及陰離子表面活性劑等指標(biāo)均低于GB／T 18920—2002《城市污水再生利用城市雜用水水質(zhì)》一級(jí)B類標(biāo)準(zhǔn)值。處理后的生活污水用于作業(yè)區(qū)綠化用水，節(jié)省了水資源，大大緩解了作業(yè)區(qū)缺水的局面。

一體化；污水處理；環(huán)保

0 引 言

陸梁油田作業(yè)區(qū)現(xiàn)有一公寓與二公寓兩座公寓。一公寓生活污水處理設(shè)施建于2002年，設(shè)計(jì)規(guī)模為168 m3／d，同時(shí)負(fù)責(zé)兩座公寓的生活污水處理。污水處理流程為：生活污水→集水池→一元化污水處理裝置→外排，該設(shè)施投產(chǎn)初期出水水質(zhì)良好，后期由于裝置腐蝕、污水泵堵塞、自動(dòng)化程度低、管理不便等一系列問(wèn)題導(dǎo)致出水逐漸超標(biāo)，因此作業(yè)區(qū)對(duì)該裝置進(jìn)行了改擴(kuò)建。

1 原處理系統(tǒng)存在的問(wèn)題

2002年建成的調(diào)節(jié)池為地下式厭氧結(jié)構(gòu)，由于生活污水中含有一定濃度的硫酸鹽及含硫有機(jī)物，池內(nèi)厭氧微生物將水中的硫酸鹽還原成硫化物，并與水中的氫離子結(jié)合產(chǎn)生硫化氫。生化段部分污泥長(zhǎng)期處于厭氧狀態(tài)，厭氧菌將污水中的硫酸鹽還原成硫離子，并在弱酸性條件下產(chǎn)生硫化氫氣體。硫化氫不僅對(duì)工作人員的人身安全造成一定威脅，而且腐蝕管線、設(shè)備。由于腐蝕嚴(yán)重，曝氣裝置、填料等主要結(jié)構(gòu)已腐蝕損壞。調(diào)節(jié)池容積為50 m3，水力停留時(shí)間為3.3 h，不能滿足陸梁作業(yè)區(qū)生活排水的最大峰值要求。由于水量和水質(zhì)不能有效調(diào)節(jié)，有時(shí)甚至?xí)霈F(xiàn)生化系統(tǒng)停水，對(duì)后續(xù)一元化生化處理裝置造成嚴(yán)重影響。此外，原生活污水處理工藝未設(shè)置消毒設(shè)施，出水不能作為綠化水利用，造成水資源浪費(fèi)。

2 一體化生活污水處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

對(duì)兩座公寓生活用水量的統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，陸梁油田作業(yè)區(qū)平均日用水量為322 m3／d，折污系數(shù)取0.9，則平均日污水量為290 m3／d，日變化系數(shù)為1.2，處理規(guī)模為350 m3／d。因此，新擴(kuò)建的生活污水處理系統(tǒng)處理規(guī)模定為350 m3／d，處理能力為15 m3／h。

2.1 工藝選擇

國(guó)內(nèi)小型的生活污水處理裝置工藝主要分為活性污泥法和生物膜法［1-2］，工藝水平與國(guó)外同類技術(shù)水平比較接近，基本能滿足我國(guó)不同地區(qū)不同水平的需求。根據(jù)各區(qū)域的氣候及水質(zhì)情況，上述兩種工藝的占有量都非常大，其中活性污泥法主要選用的是A／O、A／A／O、MBR等，生物膜法主要選用的是生物接觸氧化法［3］。

1967年Kato等人發(fā)明了“固定活性污泥工藝”，是最早將二者進(jìn)行復(fù)合的應(yīng)用研究，至今已經(jīng)得到了不斷的發(fā)展和應(yīng)用［4］。陸梁油田作業(yè)區(qū)根據(jù)自身的實(shí)際情況和投資情況，選擇了強(qiáng)化生物膜法，即采用投加特效菌種的接觸氧化法。它同時(shí)具備投菌法和接觸氧化法的優(yōu)點(diǎn)，具有去除效率高、產(chǎn)泥量小的特點(diǎn)，可以使出水經(jīng)過(guò)消毒后直接達(dá)到綠化水的水質(zhì)要求，而不需要增加后續(xù)的深度混凝處理，大大減少了投資及運(yùn)行成本。

2.2 工藝流程

陸梁油田作業(yè)區(qū)一體化生活污水處理系統(tǒng)工藝流程如圖1所示。作業(yè)區(qū)生活污水自流進(jìn)入污水處理站，首先通過(guò)格柵對(duì)大顆粒懸浮物截留后進(jìn)入調(diào)節(jié)提升池，污水在調(diào)節(jié)提升池內(nèi)進(jìn)行水質(zhì)與水量的調(diào)節(jié)，通過(guò)污水提升泵均勻的進(jìn)入接觸氧化池。進(jìn)入接觸氧化池后，污水與池內(nèi)附著在填料上的微生物發(fā)生一系列復(fù)雜的生化反應(yīng)，使得水中的絕大部分污染物得以降解。接觸氧化池出水進(jìn)入沉淀池沉淀后，上清液經(jīng)過(guò)二氧化氯消毒后進(jìn)入清水池達(dá)到綠化用水標(biāo)準(zhǔn)。沉淀池污泥通過(guò)污泥泵將一部分回流至接觸氧化池，一部分抽送至污泥池。剩余污泥通過(guò)污泥泵直接抽送至污泥池，污泥池內(nèi)污泥通過(guò)罐車定期外運(yùn)。

圖1 一體化生活污水處理系統(tǒng)工藝流程

2.3 主要處理單元參數(shù)設(shè)計(jì)

◆格柵 用來(lái)去除可能堵塞水泵機(jī)組及管道閥門的較粗大懸浮物，保證后續(xù)處理設(shè)施能正常運(yùn)行，因此在進(jìn)入處理主體工藝之前，設(shè)置格柵，去除廢水中大顆粒的固體懸浮物，以保護(hù)后續(xù)動(dòng)力設(shè)備。產(chǎn)生的柵渣密閉封裝隨廠內(nèi)垃圾一起外運(yùn)。

結(jié)構(gòu)形式：地下、半密閉

格柵池主體尺寸：2 m×6 m×1 m

◆調(diào)節(jié)提升池 設(shè)在生化前，起到對(duì)進(jìn)水水量和水質(zhì)的調(diào)節(jié)作用，可以防止池內(nèi)固體沉淀和厭氧狀態(tài)的出現(xiàn)。

結(jié)構(gòu)形式：埋地式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)

設(shè)計(jì)參數(shù)：設(shè)計(jì)水量Q＝15 m3／h

容積V＝150 m3

◆一體化污水處理裝置 此次作業(yè)區(qū)采用生化處理單元設(shè)置一體化污水處理裝置，該裝置主要由接觸氧化池、沉淀池以及清水箱組成。接觸氧化池的主要功能是通過(guò)附著在填料上的微生物的降解，去除水中的大部分污染物。沉淀池采用異向流斜管設(shè)計(jì)，將斜管引入沉淀池的沉淀區(qū)可以有效降低其表面負(fù)荷，其最大設(shè)計(jì)流量為15 m3／h。裝置外部設(shè)置電伴熱及保溫層。

設(shè)計(jì)參數(shù)：設(shè)計(jì)水量Q＝15 m3／h

容積V＝120 m3

◆二氧化氯發(fā)生器 二氧化氯發(fā)生器是由釜式反應(yīng)器通過(guò)耐酸導(dǎo)管和水射式真空機(jī)組組成。釜式反應(yīng)器采用的是兩級(jí)或多級(jí)反應(yīng)器，主反應(yīng)釜內(nèi)設(shè)有空氣分布器，副反應(yīng)釜設(shè)置了平衡管，使反應(yīng)更徹底，反應(yīng)后的殘液可達(dá)標(biāo)排放。二氧化氯產(chǎn)量為50 g／h，投加量為3 mg／L。

3 工藝裝置的優(yōu)點(diǎn)

3.1 處理效果

該工藝主要處理單元的處理效果如表1所示。

表1 主要處理單元處理效果

經(jīng)過(guò)該裝置處理過(guò)的生活污水，水質(zhì)有了明顯的改變。進(jìn)水BOD5為583 mg／L，格柵處理出水為408 mg／L，去除率達(dá)到30%。再經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)提升池和一體化處理裝置及二氧化氯消毒等裝置后，最終出水BOD5只有17.6 mg／L，低于GB／T 18920—2002《城市污水再生利用 城市雜用水水質(zhì)》一級(jí)B類標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的20 mg／L，總?cè)コ蔬_(dá)到97%。同時(shí)，氨氮、懸浮物及陰離子表面活性劑等指標(biāo)均低于標(biāo)準(zhǔn)值。因此，經(jīng)一體化污水處理裝置處理后的污水可用作陸梁油田作業(yè)區(qū)的綠化用水。

3.2 設(shè)備優(yōu)點(diǎn)

結(jié)合該工藝在陸梁油田作業(yè)區(qū)的實(shí)際使用情況，同時(shí)對(duì)比其他作業(yè)區(qū)的污水處理現(xiàn)狀，該工藝有投資較低、能耗低，運(yùn)行、維護(hù)成本低、耐沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，剩余污泥產(chǎn)率低，工藝成熟、運(yùn)行簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。

3.3 經(jīng)濟(jì)效益

改造前，陸梁油田作業(yè)區(qū)綠化用水采用的是經(jīng)過(guò)反滲透深度處理的水，水量約為2 000 m3／d，其水處理成本約為26元／t。改造后，整套設(shè)備運(yùn)行的費(fèi)用主要包括：用電費(fèi)、藥劑費(fèi)，合計(jì)成水處理費(fèi)為0.45元／t，新建污水處理設(shè)施噸水可節(jié)約處理成本25.55元，年產(chǎn)生效益214.62萬(wàn)元（按240 d計(jì)），3年多即可收回投資成本。新建生活污水處理設(shè)置運(yùn)轉(zhuǎn)后，日處理水量為350 m3，用作綠化用水的補(bǔ)充水源，有效地節(jié)約了水資源。站區(qū)選用高效、低噪聲泵，泵房冬季不運(yùn)行，不設(shè)采暖，僅在值班室設(shè)置電采暖器，大大節(jié)省了運(yùn)行費(fèi)用。通過(guò)采用SCB10型國(guó)家推廣的低損耗變壓器，各變配電裝置設(shè)無(wú)功電容補(bǔ)償，降低了網(wǎng)損，提高了變壓器的輸出功率，補(bǔ)償后功率因數(shù)可達(dá)0.95以上。

3.4 環(huán)境效益

由于陸梁油田身處沙漠腹地，缺少水資源，因此提高水資源的循環(huán)利用便成為企業(yè)當(dāng)務(wù)之急必須考慮的問(wèn)題，該套裝置符合國(guó)家及當(dāng)?shù)丨h(huán)保管理的要求，處理后的污水用于作業(yè)區(qū)綠化用水，不僅節(jié)約了水資源，同時(shí)緩解了作業(yè)區(qū)缺水的局面。

4 結(jié)束語(yǔ)

陸梁油田結(jié)合沙漠油田的自身特點(diǎn)，引進(jìn)工藝先進(jìn)、技術(shù)成熟、能耗低的一體化生活污水處理裝置，得到了良好的實(shí)際應(yīng)用效果，充分發(fā)揮了該套裝置的優(yōu)點(diǎn)，符合國(guó)家相應(yīng)的環(huán)保要求及節(jié)能要求，為作業(yè)區(qū)帶來(lái)了很好的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益，也為其他油田作業(yè)區(qū)污水處理工藝的選擇提供了借鑒。

［1］ 蔡蘇寧，董繼先，談樹美.新型一體化污水處理設(shè)備的研究［J］.陜西科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2011，29（2）：51-52.

［2］ 石明巖，鄭海良，劉嘉宇.一體化污水生物處理工藝的研究進(jìn)展［J］.工業(yè)水處理，2011，31（8）20-23.

［3］ 馮亞兵.一體化凈水裝置實(shí)驗(yàn)研究［D］.重慶：重慶大學(xué)，2004.

［4］ 丁永偉.活性污泥和生物膜復(fù)合工藝的特性及運(yùn)行效能研究［D］.哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)，2006.

1005-3158（2014）03-0011-03

2013-09-17）

（編輯 李煜）

10.3969／j.issn.1005-3158.2014.03.005

何明杰，2009年畢業(yè)于中國(guó)石油大學(xué)（華東）石油工程專業(yè)，現(xiàn)在中國(guó)石油新疆油田公司陸梁油田作業(yè)區(qū)安全環(huán)保科從事環(huán)保和職業(yè)健康的相關(guān)工作。通信地址：新疆克拉瑪依市阿山路40＃陸梁油田作業(yè)區(qū)，834000