污水處理裝置原理及工藝分析

楊海萍(中海油氣（泰州）石化有限公司，江蘇 泰州 225300)

基于污水處理裝置原理工藝分析相關(guān)幾技術(shù)的嘗試，可在技術(shù)結(jié)構(gòu)、過濾技術(shù)、除油效果上，更好地服務(wù)工業(yè)。本詞技術(shù)應(yīng)用的主要目的是為了克服市場現(xiàn)有含油污水處理裝置的不足，提供一種處理效率高，結(jié)構(gòu)簡單的一體式含油污水處理裝置。

1 裝置概況

中海油氣（泰州）石化有限公司運(yùn)行六部污水處理裝置，本次污水處理場總設(shè)計(jì)規(guī)模：250m3/h，其中含油污水處理系列和含鹽污水處理系列分別為150m3/h、100m3/h。本污水處理廠位于廠區(qū)北側(cè)，東西長185m，南北寬160m，總占地面積29600m2。處理單元的功能主要通過預(yù)處理、生化處理兩個(gè)主單元，及其污油、污泥、廢氣等其他處理單元。

2 裝置工藝特點(diǎn)

主要包括下列五個(gè)方面，即調(diào)節(jié)罐均衡調(diào)節(jié)含油污水、含鹽污水系列水量變化，確保后續(xù)處理設(shè)施如期進(jìn)行。均質(zhì)調(diào)節(jié)設(shè)施總?cè)莘e為9000m3、、總停留時(shí)間36h，聯(lián)動(dòng)浮動(dòng)收油設(shè)備以減輕隔油、氣浮設(shè)備荷載。油水分離器以其高出水效果、實(shí)地占地面積較小；應(yīng)用兩級氣浮串聯(lián)工藝，強(qiáng)化石油類去除效果，確保生化進(jìn)水油含量達(dá)標(biāo)。一級和二級氣浮分別采用渦凹?xì)飧〖夹g(shù)部分回流加壓溶氣氣浮來降低COD 值、減輕生化池負(fù)荷。濾過工藝上，采用臭氧催化+曝氣生物濾池工藝來提高污水可生化性，進(jìn)一步達(dá)到去除COD 等有機(jī)物，確保水質(zhì)達(dá)標(biāo)的效果。

3 裝置工藝原理

3.1 調(diào)節(jié)罐的油水分離原理

該部分主要利用其本身的容積暫時(shí)儲(chǔ)存超過后續(xù)工藝處理能力的部分污水，或利用罐內(nèi)空余容積稀釋高濃度污水，使后續(xù)處理工藝的水質(zhì)、水量得到調(diào)節(jié)，保證操作的平穩(wěn)同時(shí)具備除油作用。

3.2 油水分離器

來水入油水分離器后，經(jīng)水流分布室將進(jìn)水均勻分布到油水分離器一級分離室，在分離室中經(jīng)過密集層流，使油粒直徑加大，并通過斜板的淺池原理，將油粒迅速分離浮上。出水含油指標(biāo)小于60mg/L。

3.3 渦凹?xì)飧〕?/h3>

回流管道從曝氣區(qū)底部沿著氣浮區(qū)的底部伸展，因渦凹曝氣機(jī)的作用，在曝氣區(qū)底部存在一個(gè)負(fù)壓區(qū)，會(huì)使廢水從氣浮區(qū)底部回流至曝氣區(qū)，然后在微氣泡的作用下又返回氣浮區(qū)，實(shí)現(xiàn)回流。同時(shí)空氣中的氧氣也進(jìn)入了水中，可將水中的有害物進(jìn)行氧化，以達(dá)到凈化污水的目的。

3.4 強(qiáng)化氣浮溶氣原理

泵殼內(nèi)溶氣泵入口空氣與水混合，經(jīng)葉輪高速旋轉(zhuǎn)并數(shù)次切割成小氣泡，在高溫高壓下的小氣泡迅速溶氣水，溶氣泵產(chǎn)生的氣泡直徑一般在20～30μm，形成的溶氣水進(jìn)入氣浮分離區(qū)，與在機(jī)械反應(yīng)絮凝區(qū)加過藥劑的水混合，溶氣水中的氣泡在低壓下釋放上浮，粘附在油粒等雜質(zhì)絮粒上，造成絮粒整體密度小于水而上升至水面形成浮渣，由浮渣收集裝置收集排出，完成污水與浮渣分離。

3.5 A/O生化池

即缺氧—好氧生化處理工藝，即好氧區(qū)、出水沉淀區(qū)及設(shè)置在好氧區(qū)四周的缺氧區(qū)一站式服務(wù)，在活性污泥中微生物的作用，實(shí)現(xiàn)氮及有機(jī)污染物的脫除。生化池O段主要化學(xué)反應(yīng)如圖1所示：

3.6 二沉池

二沉池550-B-103、550-B-203 采用中心進(jìn)水周邊出水的輻流式沉淀池，來自曝氣池的泥水混合液由二沉池550-B-103、550-B-203底部進(jìn)入中心管，經(jīng)過中心管周圍的整流板整流后均勻地向四周輻射流動(dòng)。

3.7 臭氧接觸池

臭氧制備原理為氧氣制臭氧的熱化學(xué)方程式3O2(g)==2O3(g)-242.6kJ/mol ΔH=+242.6kJ/mol。進(jìn)一步解釋為當(dāng)含氧氣的氣體通過兩個(gè)電極間的放電間隙時(shí)，部分氧氣分子（O2）會(huì)被轉(zhuǎn)化為臭氧（O3）從而實(shí)現(xiàn)臭氧制備。當(dāng)高壓電極上帶有變化的高電壓時(shí)，電極之間的放電間隙處會(huì)產(chǎn)生微放電，氧氣分子被分解為自由態(tài)的氧原子（O），部分自由態(tài)的氧原子與未分解的氧氣分子重新結(jié)合生成臭氧（O3），即O＋O2＝O3。

3.8 曝氣生物濾池

曝氣生物濾池由池體、濾料、承托層、濾板、布?xì)庀到y(tǒng)、布水系統(tǒng)和反沖洗系統(tǒng)構(gòu)成。水自底部向頂部穿過濾床，濾后水被收集到一個(gè)混凝土槽內(nèi)，然后流入一條組共用的清水渠。濾板上方鋪設(shè)有曝氣管道和生物濾池專用曝氣頭，向水中提供反應(yīng)所需空氣。

3.9 流砂過濾器

流砂過濾器與以往的固定床過濾器不同,無需每天停機(jī)1-2次,以便清洗濾床上的截留物在效能上，無二次污染。如圖1所示：

3.1 0 臭氧發(fā)生器原理

介質(zhì)阻擋放電法（電暈放電法中較常用的一種），即空氣經(jīng)螺桿式壓縮機(jī)壓縮，由過濾器濾掉大于1微米的塵埃及水霧、油霧，冷凍式干燥機(jī)除水，吸附式干燥機(jī)干燥，經(jīng)儲(chǔ)氣罐穩(wěn)壓進(jìn)到臭氧發(fā)生器，在高頻率高壓電源激發(fā)下的介質(zhì)放電系統(tǒng)中生成臭氧。

4 裝置工藝流程

主要包括預(yù)處理部分工藝技術(shù)路線，即通過設(shè)調(diào)節(jié)勻質(zhì)罐、油水分離器代替?zhèn)鹘y(tǒng)的隔油池、兩級氣浮工藝增強(qiáng)油去除效果。生化處理部分工藝技術(shù)路線即采用A/0生化+催化氧化+BAF工藝技術(shù)。

5 結(jié)語

上文基于中海油氣（泰州）石化有限公司運(yùn)行六部污水處理裝置，處理原理和處理工藝均滿足外排水水質(zhì)符合國家《綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》GB8978-2002中一級排放標(biāo)準(zhǔn)、《煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB16171-2012 中直接排放標(biāo)準(zhǔn)。其出水水質(zhì)可以作為循環(huán)水的補(bǔ)充水回收利用，降低了水污染，最終實(shí)現(xiàn)廢水的資源化。