關(guān)于SBR工藝在中海石油華鶴煤化有限公司的應(yīng)用總結(jié)

董嘉麗，佐金龍，侯遵輝，唐 旭

（中海石油華鶴煤化有限公司，黑龍江鶴崗 154000）

關(guān)于SBR工藝在中海石油華鶴煤化有限公司的應(yīng)用總結(jié)

董嘉麗，佐金龍，侯遵輝，唐 旭

（中海石油華鶴煤化有限公司，黑龍江鶴崗 154000）

通過綜合對比論證，得出SBR工藝在處理煤化工廢水方面具有的明顯優(yōu)勢，并順利推動(dòng)將原有的A/O工藝變更為SBR工藝。目前變更工藝后的污水處理裝置已投運(yùn)兩年多，系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，污水達(dá)標(biāo)排放。

煤化工廢水；SBR；A/O工藝

1 中海石油華鶴煤化有限公司介紹

中海石油華鶴煤化有限公司是中國海洋石油總公司投資建設(shè)的第一座煤化工基地，公司建設(shè)年產(chǎn)30萬t/a合成氨、52萬t/a大顆粒尿素裝置一套，以煤為原料生產(chǎn)大顆粒尿素。裝置采用國際國內(nèi)先進(jìn)工藝，煤氣化采用GE水煤漿氣化工藝技術(shù)，氨合成采用丹麥TOPSOE工藝；尿素采用荷蘭STAMICARBON工藝，大顆粒造料裝置采用荷蘭荷豐流化床造粒工藝，裝置于2015年5月一次性投料成功，并于第一年達(dá)產(chǎn)。

2 工藝論證和選擇

公司污水處理裝置在初步設(shè)計(jì)中擬采用的單級(jí)A/O工藝，筆者針對GE煤氣化廢水的水質(zhì)特性及其對脫氮的要求，對擬采用的單級(jí)A/O工藝和目前煤化工行業(yè)廣泛應(yīng)用的改良型SBR工藝的工藝特點(diǎn)、影響因素、應(yīng)用情況進(jìn)行了對比論證。

2.1 公司生產(chǎn)廢水水質(zhì)特點(diǎn)

公司生產(chǎn)廢水主要來源于煤氣化裝置（氣化污水約占整個(gè)生產(chǎn)污水的80%），煤氣化采用GE水煤漿氣化工藝技術(shù)，屬于典型的“德士古”煤氣化工藝，由于采用高溫氣化工藝，水質(zhì)相對潔凈，有機(jī)污染程度較低，不含有焦油及重金屬離子，酚類及氰化物含量低，可生化性好，廢水典型特性為高氨氮，氣化污水中氨氮的濃度高達(dá)600~800mg/L左右，污水處理設(shè)施混合進(jìn)水的氨氮濃度為400mg/L左右，污水處理的關(guān)鍵在于氨氮的去除。

2.2 兩種生物脫氮工藝的比較

2.2.1 A/O工藝

AO工藝也叫厭氧好氧工藝，A（Anacrobic）是厭氧段，用于脫氮除磷；O（Oxic）是好氧段，用于除水中的有機(jī)物，AO工藝一般用于大型市政污水處理廠。

單級(jí)A/O工藝的脫氮效率一般不會(huì)超過85%，處理氨氮大于等于100mg/L以上的廢水很難達(dá)標(biāo)，而且還需要較大的回流量，回流量至少為200%，一般會(huì)取400%，所以運(yùn)行費(fèi)用相對較高。此外，A/O工藝還有其他不足之處，處理水直接來自硝化反應(yīng)器，處理水中含有一定濃度的硝酸鹽，如果設(shè)二沉池，一旦二沉池運(yùn)行不當(dāng)，在沉淀池內(nèi)也會(huì)發(fā)生反硝化反應(yīng)，污泥上浮，水質(zhì)惡化，同時(shí)硝化細(xì)菌流失量大。所以單級(jí)A/ O工藝不符合氨氮脫除要求。

2.2.2 SBR工藝

SBR是序列間歇式活性污泥法（Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process）的簡稱，是一種按間歇曝氣方式來運(yùn)行的活性污泥污水處理技術(shù)，又稱序批式活性污泥法。與傳統(tǒng)污水處理工藝不同，SBR技術(shù)采用時(shí)間分割的操作方式替代空間分割的操作方式，非穩(wěn)定生化反應(yīng)替代穩(wěn)態(tài)生化反應(yīng)，靜置理想沉淀替代傳統(tǒng)的動(dòng)態(tài)沉淀。它的主要特征是在運(yùn)行上的有序和間歇操作，SBR技術(shù)的核心是SBR反應(yīng)池，該池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，無污泥回流系統(tǒng)。

單個(gè)SBR反應(yīng)器的運(yùn)行操作，在時(shí)間上是間歇的，按次序排列的，一般可按運(yùn)行次序分為五個(gè)階段，即進(jìn)水、反應(yīng)、沉淀、排水排泥及閑置階段，稱為一個(gè)運(yùn)行周期。其中反應(yīng)階段又分兩種階段：曝氣和攪拌，兩個(gè)階段依次反復(fù)數(shù)次。運(yùn)行環(huán)境在兼氧和好氧之間不斷變換，可看成多個(gè)A/O工藝的串聯(lián)組合體，所以能夠保證較高的脫氮效果。實(shí)踐表明，SBR工藝的脫氮效率可以達(dá)到99%以上。SBR工藝運(yùn)行方式十分靈活，運(yùn)行過程自動(dòng)化程度較高；反應(yīng)池中BOD濃度梯度的存在有利于抑制絲狀菌的生長，能克服傳統(tǒng)活性污泥法常見的污泥膨脹問題；集反應(yīng)、沉淀于一身，節(jié)約了沉淀池和污泥、污水回流系統(tǒng)，所以占地省、運(yùn)行費(fèi)用低、設(shè)備簡單、維護(hù)方便。

2.2.3 各種生物脫氮工藝的比較

各種生物脫氮工藝的比較詳見下表：

表1 多種生物脫氮工藝的比較

2.2.4 論證結(jié)論

對于華鶴公司3052項(xiàng)目污水處理裝置而言，較之單級(jí)A/ O工藝，SBR工藝在工藝性能（主要是脫氮）、應(yīng)用廣泛性及工程造價(jià)等方面具有明顯的優(yōu)勢，建議將原有的A/O工藝更改為SBR工藝，在公司領(lǐng)導(dǎo)的大力支持下，建議得到采納，設(shè)計(jì)院最終將污水處理工藝更改為SBR工藝。

3 污水處理站設(shè)計(jì)情況

公司建設(shè)污水處理站一座，污水處理站采用序批式活性污泥工藝，設(shè)計(jì)處理能力為150m3/h，設(shè)計(jì)進(jìn)水為碳/氮比失調(diào)的高氨氮廢水，設(shè)計(jì)出水達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978—1996）（由于設(shè)計(jì)院原因?qū)е聵?biāo)準(zhǔn)應(yīng)用錯(cuò)誤，公司廢水排放本應(yīng)執(zhí)行合成氨行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，但由于污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)的指標(biāo)嚴(yán)于原合成氨行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，后期污水處理站設(shè)計(jì)沿用該標(biāo)準(zhǔn)，未做更改）的要求，具體設(shè)計(jì)指標(biāo)詳見表2。

表2 污水處理站設(shè)計(jì)指標(biāo)

污水處理站處理工藝流程圖詳見圖1：

圖1 污水處理工藝流程圖

4 污水處理站運(yùn)行情況

公司污水處理站于2014年秋季開始污泥馴化，2015年開始逐步接納生產(chǎn)污水，當(dāng)年基本滿足了試車及生產(chǎn)運(yùn)行期間的污水處理要求，2016年全年運(yùn)行，運(yùn)行時(shí)間達(dá)到8 760h，平均處理污水能力為143m3/h，t水處理成本為7.67元（含設(shè)備折舊費(fèi)用）。2016年度，污水處理站主要污染物實(shí)際進(jìn)出水指標(biāo)及其去除率詳見表3。由表可得，實(shí)際運(yùn)行過程中進(jìn)水COD、PH值等指標(biāo)高于設(shè)計(jì)指標(biāo)，氨氮濃度低于設(shè)計(jì)指標(biāo)，碳氮比嚴(yán)重失衡，出水pH值、COD、氨氮等指標(biāo)均優(yōu)于設(shè)計(jì)指標(biāo)，滿足達(dá)標(biāo)排放要求，其中氨氮去除率達(dá)到了99.7%，達(dá)到了國內(nèi)領(lǐng)先水平，但由于標(biāo)準(zhǔn)升級(jí)及運(yùn)行過程中的藥劑費(fèi)用控制等原因，總氮的排放濃度存在一定程度的偏高問題。總體而言，前期方案變更及設(shè)計(jì)參數(shù)選擇等較為成功。

表3 污水處理站實(shí)際運(yùn)行情況（2016年度）

5 當(dāng)前存在的問題及解決建議

一方面氨氮的去除率高達(dá)99.7%，硝化過程比較徹底，硝化過程中消耗液堿，導(dǎo)致液堿消耗量較高（2016年全年消耗液堿312.683t）。另一方面，總氮的排放濃度較高，總氮去除效果不明顯的主要原因是廢水碳氮比過低，需要額外添加大量碳源，比如甲醇，而出于成本控制，往往會(huì)控制甲醇的添加量，反硝化過程較弱。

目前污水處理的成本已經(jīng)相對較高，平均t水處理成本達(dá)到7.67元，全年污水處理總成本已高達(dá)近千萬元，對現(xiàn)有的生產(chǎn)經(jīng)營情況已有較大的壓力，一味通過加大藥劑添加量或者對現(xiàn)有工藝進(jìn)行升級(jí)改造均不符合公司目前的情況。在現(xiàn)有工藝和設(shè)備的基礎(chǔ)上，通過調(diào)整工藝控制參數(shù)來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的優(yōu)化，確保總氮達(dá)標(biāo)，同時(shí)減少堿和甲醇等藥劑的添加量，實(shí)現(xiàn)降本增效，是當(dāng)前一個(gè)重要課題。

6 結(jié)束語

短程硝化反硝化工藝是目前國內(nèi)外生物脫氮技術(shù)研究應(yīng)用的熱點(diǎn)，與傳統(tǒng)硝化反硝化相比，短程硝化反硝化具有以下優(yōu)點(diǎn)：能耗低，可節(jié)約供氧量25%左右，節(jié)約反硝化所需碳源40%左右，減少污泥生成量約50%，減少硝化過程的投堿量，反應(yīng)時(shí)間短，可減少反應(yīng)器容積。理論上講可采用短程硝化的思路來優(yōu)化操作運(yùn)行。如能實(shí)現(xiàn)短程硝化，對公司降本增效將有一定益處，需要相關(guān)技術(shù)人員針對性開展研究和探索。

[1] 董國日.序批式活性污泥工藝（SBR）自動(dòng)化控制及工藝性能研究[D].中南大學(xué)，2007.

[2] 董嘉麗，侯遵輝，白鑫.用改良型SBR工藝代替A/O工藝處理污水[J].氮肥技術(shù)2014，（3）：49-51.

[3] 張自杰.排水工程[M]，北京，中國建筑工業(yè)出版社，1996.

[4] 王學(xué)剛，劉富軍，鄧靖.SBR工藝短程硝化反硝化脫氮試驗(yàn)研究[J].工業(yè)安全與環(huán)保，2011，37（10）：1-3.

The Application of SBR Technology in CNOOC Eco-ego Coal Chemical Co.，Ltd. Summary

Dong Jia-li，Zuo Jin-long，Hou Zun-hui，Tang Xu

the author through a comprehensive comparison and analysis，we can conclude that SBR process has obvious advantages in the treatment of coal chemical industry wastewater，and successfully promote the original A/O process will change to the SBR process，the change of sewage treatment process after the device has been put into operation more than two years，the stable operation of the system，the sewage discharge standards.

coal chemical wastewater；SBR；A/Oproces

X703.1

B

1003–6490（2017）05–0128–02

2017–05–08

董嘉麗（1985—），女，四川榮縣人，工程師，主要從事企業(yè)安全環(huán)保方面的工作。