強化污染物排放管控力度 提升污水處理工藝效果

南京金凌石化工程設計有限公司 劉軍

本文以某石油煉化廠污水處理為例，對該工廠的含鹽污水處理裝置進行工藝改造，以期為類似污水處理工作提供參考。

一、設計背景

（一）石油煉化廠污水特點

石油化工廢水的特點之一是污水水源擴散快。因石油利用方式不同，使得煉油污水中含有的污染物種類多樣[1]。且各企業石油生產裝置不同，不同生產設備對石油的利用程度也不同，這使石油污水內部成分更加復雜，污染程度高低也不盡相同。此外，煉油企業產出的污水相較于其他類型的污水而言，污水處理成本較高，已頒布的污水處理標準要求企業污水處理裝置要與企業生產項目同步，企業為升級污水處理裝置經營效益下降，因此污水處理設施一直是石油企業提升經濟效益的關鍵所在。

（二）石油煉化廠污水處理工藝簡析

從石油化工污水的產生過程分析，可以發現石油化工污水的產生有兩種途徑。第一種是由經過深加工而產生的廢水[2]。第二種是在石油運輸生產過程中混入無污染水產生的廢水。在石油污水處理過程中，首先需要對產生的污水進行收集，由于石油化工污水排放量大，有機成分復雜，一旦排入下水道，將直接影響生態環境。其次石油化工企業需建有廢水池，增加廢水回收率。最后是積極利用新技術，保障污水處理率[3]。

二、污水處理裝置設計

（一）處理對象以及處理標準

本裝置設計的處理對象，是來源于煉化廠所有生產裝置及附屬裝置內部的煉化污水。

本次工藝的處理標準，需滿足《污水再生利用工程的設計規范》以及《石油煉制工業污染物排放標準》中關于煉化廠循環利用水的規定。此次裝置設計的建設地區年平均氣溫為15.4度，相對濕度為77%，降雨量為1621mm，風向為東南。改造要求是需保障改造完成后，裝置可穩定運行，節約建設資金，力求設備的先進性。

表1為該石油煉化廠在裝置升級前的進出水指標。

表1 主要進出水指標

（二）裝置設計

在本裝置設計中，石油加工產生的廢水首先進入到調節罐內，在該裝置中，調節水質以及水量，并配有浮動式的油污收集裝置，該收油裝置可初步去除污水中的油污，確保后續生化處理和膜分離處理裝置的處理效果。根據國家相關規定，污水處理產生的污泥會進入到專用的污泥處理裝置內部，進而提升污水處理效果。其中一級裝置污泥回收率為35%—75%，二級處理裝置的污泥回流率為100%—200%。裝置設計采取的標準是《建筑結構可靠性統一標準》。本次污水處理裝置見圖1。

圖1 污水處理裝置設計

1.預處理裝置

首先是預處理裝置，國內目前的煉油污水預處理裝置一般采用調節、隔離油污以及兩級氣浮工藝。其中兩級氣浮工藝中，一級氣浮裝置主要采用渦凹氣浮；二級氣浮裝置為溶氣氣浮。在兩級氣浮工藝應用過程中，二級氣浮裝置處理效率相比于一級氣浮裝置而言處理效率高。在二級裝置中，其污水處理能力例如油污處理效果相比于一級裝置而言效率更高，尤其是當系統內部的沖擊力較大時。在該環節中將使用浮動式的油污收集裝置，對油污進行收集。本次裝置內部的容器壓力可達到0.4MP。

2.生化與膜分離裝置

本次生化與膜分離裝置，將采用水解酸化工藝，以此來提升污水處理后水中的生化指標，提高污水處理效果。在一級裝置中將采用混合型的污泥處理工藝，提升該系統的沖擊負荷力以及氧氣利用能力，初步將污水中含有的部分有害物質加以處理，緩解后續污水生化處理的難度。二級生化處理采用推流式活性污泥鹽曝氣工藝，有效提高污水中生物的去除效率，降低污水中的氨氮含量，改善水質。并根據水質處理要求，污泥可回流至不同生物段，從而提高COD以及氨氮等元素的去除效果，并采用獨立的模具設計，提高出水水質。

3.除臭裝置

本次除臭裝置設計采用催化氧化法，來處理污水中設備產生的惡臭氣體，提升污水水質。

（三）主要設備與構筑物

本次設備與構筑物的選擇，需保障安全穩定，符合國家頒布的相關標準。

1.調節罐

在預處理裝置中，使用調節罐設備兩個，并采用全鋼制成的、立式固定頂罐。在調節罐內設置浮動環流收油裝置，加強污水油污的去除效果。此次裝置設計的容積為4000m3,污水在罐內停留時間為22小時，調節罐罐體直徑為17米。

2.氣浮裝置

本次的氣浮設備為成套設備，包括氣浮裝置、容器水泵等，共設置兩套氣浮裝備，單套處理水量為每小時175立方米。

3.水解酸化池

本次設計的水解酸化池是半地下室結構，采用鋼筋混凝土制成，每個水解酸化池有兩個廊道，單池容積為1622立方米，污水停留時間為9小時，水解酸化池內共設置8臺潛水攪拌器，用于污水處理。

4.一級好氧池

一級好氧池是半地下室結構，采用鋼筋混凝土制成，共兩座，單池有效容積為1650立方米，停留時間為9小時，曝氣量為每分鐘110立方米。

5.中間沉淀池

中間沉淀池采用半地下室鋼筋混凝土結構，是平流式沉淀池，共兩座，表面負荷為1.0立方米，有效水深為3.5米，沉淀時間為三小時。

6.二級好氧池

二級好氧池與一級好氧池結構相同，采用鋼筋混凝土半地下室結構，共兩組，有效容積為2883立方米，停留時間為16小時，曝氣量為每分鐘90立方米。

7.膜池

膜池采用鋼筋混凝土半地下式結構，有效容積為1500立方米，池內膜組共設有6組，每組流量為58立方米每小時。池內同樣設有曝氣裝置，曝氣量為每分鐘70立方米。此外為保障池內系統運行效率和運行質量，使其具有較為良好的出水量，能夠持續且較為穩定地出水，在池內系統中設有水反洗、化學反應、化學清洗系統，以此來保障系統運行效率。

8.除臭裝置

本次工程的主要污染氣體為微量的苯甲醇、揮發酚、氨氣等物質。因此裝置采用引風機收集污染氣體，引風機裝置的凈化能力為每小時3萬立方米。除臭裝置采取催化氧化法對污水進行處理。首先利用能夠吸收臭氣的混合溶液吸收污水產生的臭氣，隨后將該溶液進行氧化反應來完成最終除臭作業。臭氣經處理后能夠滿足國內頒布的有關污染源排放標準中的二級標準。（見圖2）

圖2 除臭裝置實景圖

三、運行效果分析

該系統經過測試后，運行效果穩定，出水指標良好。在2020年8月到9月，平均出水量為255立方米每小時。處理效果如表2所示。

表2 運行后水質監測數據

四、結論

本次石油煉化廠污水處理裝置設計，主要對石油煉化廠所排出的含鹽污水處理裝置進行設計，調節罐內設有污水處理裝置以及氣浮設施，借助兩項裝置可達到較為良好的處理效果，保障后續生化處理和膜池安全穩定運行。并采用多項污水處理流程等提升污水處理工藝效果，符合國家所頒布的污水處理標準要求。