煉油廠污水處理工藝改造與技術方案優化

王聽月

摘 要：煉油廢水最初采用油分離、氣浮、曝氣處理。該工藝不考慮氨氮的去除和出水處理不符合排放標準。針對原工藝存在的問題，進行了技術改造，以提高脫油能力，增加脫氮工藝，并通過曝氣生物濾池對出水進行進一步處理，達到出水COD，氨氮濃度不大于60，10 mg/L，改造工程充分利用現有設施，節約投資，效果穩定，效果良好。抗沖擊能力強，運行成本低.。對同類煉油企業具有一定的借鑒作用。

關鍵詞：反硝化過程；反硝化；曝氣生物濾池；技術改造

為使石油產品的生產和排放達到國際先進水平，促進環境友好型企業的建設，擴建和優化污水處理廠是企業持續發展的必由之路。老三套技術改造的技術要求是充分利用現有設施，盡量減少投資，達到廢水排放標準，實現部分回用。本文以某煉油廠為例，介紹了“老三套”污水處理技術改造方案的選擇及實施效果。

1 技術改造方案確定

1.1 原來的工藝流程

煉油廠年原油處理量為100萬噸。有多種生產設備，如常壓和真空、催化、動力、溶劑油、氣體分離和油罐。設計廢水處理能力120 m3/h。

1.2污水處理廠存在的問題和改造要求

1.2.1 存在問題

①二浮選槽出水含油量過高，出水氨氮與進水相比無明顯下降。如果達到“山東半島流域綜合排水標準”2010一級排放標準，綜合污水排放二級標準就更難達到；②原有的“老三套”工藝不完善，存在許多技術缺陷，使出水難以達標。其主要原因是缺乏必要的反硝化工藝，氣浮效果差，處理過程短，生化效果難以維持。

1.2.2 改造要求

①原污水處理系統僅采用好氧生化處理系統，出水氨氮難以降解，改造時應考慮反硝化過程；②原兩級氣浮系統的除油效率低于55%，除油效率低，導致水的曝氣不能達標。轉化后的油的去除率應提高，使進入生化系統的油的質量濃度可控制在10mg左右；③出水COD應符合山東省半島流域2010綜合水污染排放標準一級標準。即COD濃度不超過60mg/L，達標后出水可部分回用于冷卻水；④新改造設施應與原設計水量120m3/h相匹配；⑤改造應充分利用原結構，節約投資，穩定治理效果。

1.3 改造后的工藝流程

除隔油、隔油、一級旋渦浮選機外，推進曝氣池在原工藝中，新的二次氣浮設備、反硝化池、曝氣生物濾池、污泥濃縮池、污泥脫水機等工藝設備。為提高脫油效果，采用先進的高效淺層氣浮設備代替原有的二次氣浮池，除油效率可達90%以上。該氣浮除具有一般加壓氣浮的優點外，還具有體積小、溶氣效率高、處理效果穩定、操作方便、維護簡單等優點。原二次氣浮槽處理能力較低，儲罐容量過大，使用價值遠低于預期。為了提高脫氮工藝，充分利用原有工藝結構，將原二次氣浮池改為反硝化。池為缺氧池，曝氣好氧出水硝化液和污泥加入到缺氧池中進行反硝化。廢水經過缺氧-好氧處理工藝，進入新的BAF裝置進行深度處理，保證COD和氨氮標準的穩定。曝氣生物濾池主要利用有機物的生物降解來去除曝氣過程中未去除或難以降解的有機物。具有投資少、流程短、能耗低、過濾速度快、耐沖擊等優點。能力強等，操作管理方便，維護方便。因此，可作為該工程的一種先進處理工藝，滿足廠內冷卻水部分回用的水質要求。在污泥處理方面，添加了污泥濃縮池和污泥脫水機，使污泥脫水脫毒。

2 新增主要構筑物及設備

2.1 高效淺層氣浮單元

高效淺層氣浮裝置為圓形氣浮設備，碳鋼材料，直徑Φ6000mm，圓盤高度1100mm，最大加工能力120m3/h。采用高效的溶解裝置和高效的均衡化消能系統，使溶氣率高。該支架是一個“良好”的混凝土梁支架，它不需要一個平臺。安裝高度為4m，略高于下一工藝結構，使廢水流入后續處理單元。溶解氣體裝置的工作壓力為0.5MPa。微氣泡的表面積比常規氣浮高近400倍，表面負荷可達10m3/（m2·h），溶解氣水回流比為30%，廢水停留時間僅為3～5min。SS去除率在99%以上，除油率在90%以上。

2.2 反硝化池（缺氧罐）

原二次氣浮槽尺寸為20.4m×7.75m×4m，有效容積為520m3，水力停留時間為4h。將其改為反硝化池符合設計要求。加2臺硝化液體回流泵（150 QW1507-5.5），1臺備用。在水箱底部加設配水管道，增加水下攪拌系統，方便污水污泥的徹底混合，同時耗氧段的硝化液回流提供硝酸鹽。反硝化池容積負荷為0.5kg[COD]/（m3·h），DO質量濃度低于0.5mg/L，反硝化反硝化反應，硝化液回流比為1～4，MLSS質量濃度在2～4g/L之間，反硝化率在80%以上。

2.3 BAF系統

包括BAF池和BAF反沖洗集水池，BAF池結構尺寸為4.0m×4.0m×5.5m，共6座，有效容積480m3，水力停留時間4h，采用上向流動，管狀微孔曝氣，氣水比10：1，濾池高度3.0m，容積288m3。BAF池的主要設備包括2臺BAF池進水泵（100 QW 80-10-4）、2臺反沖洗泵（200 QW 300-13-18.5）、6套曝氣系統、氣反沖洗系統和水計數器6套洗滌系統、2臺后向羅茨鼓風機（SSR 150）和2臺氣體反沖洗回流泵（200 QW 300-13-18.5 BAF）。反沖洗集水罐結構尺寸為4.0m×6.0m×5.5m，有效容積為120m3。BAF系統設計的容積負荷率為1.2kg[BOD 5]/（m3·d），硝化負荷為0.5～1.0kg[NH3-N]/（m3·d），氣體反沖洗強度為70m3/（m2·h），水反沖洗強度為30m3/（m2·h）。

2.4 污泥濃縮池

結構尺寸4.0m×4.0m×5.5m，有效體積80m3。帶式壓濾機（DY 1500）1臺，螺桿泵（G50-1）2臺。

3 調試和運行結果

該工程竣工后最大的困難是脫氮池和曝（下轉第58頁）（上接第55頁）氣生物濾池的調試。反硝化池中的污泥來源于原曝氣曝氣池。經過3天的鉆孔暴露后，取水量逐漸增加。DO的濃度受到控制。在0.5mg/L以下，在缺氧環境下，使反硝化細菌具有繁殖優勢，并進行反硝化反硝化反應。污泥回流體積比為0.3：1.0，硝化液回流體積比為1～4，污泥質量濃度（MLSS）控制在2～4g/L，曝氣生物濾池也采用分時分步的方式進行調節。首先對污泥進行培養、馴化和膜化處理，然后逐漸增加進水量，直至產量穩定。整個系統投產3個月后，出水基本穩定，進入正常運行階段對厭氧好氧段出水和曝氣生物濾池出水水質進行了監測。通過對改造后各處理單元出水的監測，可以看出出水穩定滿足設計要求，滿足了水泵冷卻水和液化氣罐區噴淋水的水質要求。

4 投資和運行費用估算

污水處理系統改造投資近400萬元。由于設計充分利用了原有設施，節省了1億元以上的預算。改造后的污水綜合費用為2.19元/m3。污水處理系統“老三套”運行成本為1.73元/m3。改造后，污水回用率為30m3/h，水價為1.7元/立方米，節約用水費用400000元。換算成噸水成本可以節省0.51元。因此，雖然改造后的“老三套”污水處理系統的運行費用有所增加，但總的運行費用與原廢水的重復利用是一樣的。

5 結語

針對“三老”污水處理工藝存在的不足進行了技術改造，增加了脫氮工藝、高效氣浮工藝和曝氣生物濾池，既充分利用了原有設施，又節約了投資。2010年度“山東省半島流域綜合排水標準”達到一級標準。COD和氨氮的濃度分別不超過60 mg/L和10 mg/L。同類煉油廢水處理技術改造可供借鑒。通過曝氣生物濾池對廢水進行深度處理，使部分廢水得到回用，降低了運行成本，為今后廢水的回用奠定了良好的基礎。

參考文獻：

[1]王良均，吳孟周.石油化工廢水處理設計手冊（第1版）[M].北京：中國石化出版社，2002.

[2]周正立，張悅.廢水生物處理應用技術及工程實例（第1版）[M].北京：化學工業出版社，2006.

[3]王鐵民，楊少偉，王章霞.曝氣生物濾池工藝在生活污水處理中的應用[J].工業用水與廢水，2006，37（4）：86-88.

[4]宋永欣.勝華煉油廠污水處理工藝改造技術研究[J].中國石油大學，2010，12（07）：143-144.

[5]宋永欣.煉油廠生產廢水處理工藝技術改造[J].工業用水與廢水，2009，15（12）：26-27.