大連石化公司所排廢水具有水量大、水質(zhì)不穩(wěn)定、成分復(fù)雜等特點(diǎn)，廢水中含有大量油污、硫化物、揮發(fā)酚等物質(zhì)，COD、BOD，和TDS的值也非常高，采用常規(guī)方法難以處理，若直接排放將對(duì)環(huán)境造成極大的危害。大連石化公司污水處理廠的設(shè)計(jì)于2002年完成，于2003年6月投入運(yùn)行。污水廠采用法國(guó)得利滿(Degremont)公司的技術(shù)、工藝、布置格局和自動(dòng)化操作方式，引進(jìn)了先進(jìn)的工藝?yán)砟�、處理設(shè)施和運(yùn)行設(shè)備，占地僅19000m2，實(shí)現(xiàn)了全程工藝運(yùn)行的PLC控制，其技術(shù)水平和綜合性能在國(guó)內(nèi)處于領(lǐng)先地位。
1技術(shù)方案的選擇
該污水處理廠的進(jìn)水量為500m3/h，進(jìn)水水質(zhì)見(jiàn)表1。
石油類為生物難降解物質(zhì)，它可造成生物呼吸困難、污泥生長(zhǎng)緩慢，從而造成對(duì)BOD，、COD的去除率下降，因而一級(jí)處理效果的好壞，直接影響后續(xù)生化處理能否正常運(yùn)行，也影響了整個(gè)污水處理系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。設(shè)計(jì)采用隔油及氣浮工藝去除大量的油脂、懸浮物及部分COD，同時(shí)減輕硫化物對(duì)生物的毒害作用，并在均質(zhì)罐中進(jìn)一步完成均質(zhì)和除硫工作，從而保證進(jìn)入生物處理區(qū)的污水能夠滿足生化處理的要求。
二級(jí)生物處理是整個(gè)污水處理工藝的核心，生物處理有許多方式，大多為活性污泥和生物膜法或兩種方法的結(jié)合，對(duì)于含高濃度污染物的石化廢水，活性污泥法更為適用，也更為成熟。因此，采用傳統(tǒng)A/O工藝處理大連石化公司的含油含鹽污水。
①除油單元
通過(guò)對(duì)全國(guó)石化煉油廠的考察發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)污水廠的進(jìn)水經(jīng)過(guò)格柵后首先進(jìn)入調(diào)節(jié)罐，完成初步的除油及均質(zhì)，然后進(jìn)入隔油池進(jìn)一步去除油污及ss。由于原水中的油污和ss含量很高，隔油池在調(diào)節(jié)罐之后，污水中的油污很難被收集，并且污水中的ss經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的停留會(huì)在罐中沉淀。對(duì)于沉積物目前還沒(méi)有有效的清除手段，因此需要定期放空調(diào)節(jié)罐來(lái)清除油泥，其工作環(huán)境惡劣，運(yùn)行操作困難。
考慮以上因素，決定首先進(jìn)行初級(jí)隔油，將初級(jí)隔油池置于調(diào)節(jié)罐之前而不考慮在調(diào)節(jié)罐內(nèi)除油。大連石化公司用地緊張，設(shè)計(jì)中采用DCI隔油池，同API隔油池相比，其特點(diǎn)為圓形設(shè)計(jì)，水深較深，結(jié)構(gòu)更緊湊，節(jié)約了3/4的占地。其工作原理與API隔油池相似，不需要借助斜板進(jìn)行物理分離。DCI隔油池配備去除浮油系統(tǒng)，浮油被刮除后送入DCI隔油池下的油污池內(nèi)，然后用泵提升至油污罐內(nèi)。
②硫化物氧化和水質(zhì)均衡單元
由于煉油石化行業(yè)的污水具有水質(zhì)、水量變化大的特點(diǎn)，所以選用2座5000m3的調(diào)節(jié)罐，將進(jìn)入下游處理構(gòu)筑物的流量和水質(zhì)變化減小到最低。由于硫化物有毒性，必須在進(jìn)入A/O系統(tǒng)前降低至生物能忍受的含量，因此污水中的硫化物需通過(guò)催化氧化作用去除。為了滿足催化氧化作用的條件，需要向調(diào)節(jié)池中投加必要的氫氧化鈉和酸調(diào)節(jié)pH值至8—8．5，隨后投加氯化鐵進(jìn)行催化氧化反應(yīng)，罐底設(shè)有曝氣系統(tǒng)，通過(guò)Vibrair曝氣頭向調(diào)節(jié)罐供氣。
③氣浮處理單元
氣浮工序?qū)θコ腥芙庑杂臀酆蚐S有非常重要的作用，是生化處理正常運(yùn)行的保障�，F(xiàn)在石化行業(yè)多采用渦凹?xì)飧。哂薪Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、占地小、耗能低等特點(diǎn)，但它形成的氣泡大、不均勻、去除率低、出水水質(zhì)較溶氣氣浮差且對(duì)藥劑的依賴性較強(qiáng)，因而選用了運(yùn)行平穩(wěn)、處理效果穩(wěn)定的溶氣氣浮裝置。該裝置的溶氣罐運(yùn)行壓力為600kPa左右，空氣被注入罐內(nèi)，在水中溶解，然后含飽和空氣的水通過(guò)一個(gè)釋壓裝置被送至氣浮池的人口，50～80txm的氣泡特別適合于附著在礬花上。
④生化處理單元
經(jīng)過(guò)除油和氣浮處理之后的污水將進(jìn)人生化池，此單元是整個(gè)污水處理的核心，采用A/O工藝處理氨氮及有機(jī)物，該工藝運(yùn)行簡(jiǎn)便、操作靈活、能耗低、構(gòu)筑物少，在有效去除有機(jī)物的同時(shí)對(duì)氨氮的去除也非常有效。
A/O工藝是一種有回流的前置反硝化生物脫氮技術(shù)。其中前置反硝化在缺氧池中進(jìn)行，硝化在好氧池中進(jìn)行。在A/O工藝流程中，來(lái)自預(yù)處理區(qū)的污水首先進(jìn)入缺氧池，再進(jìn)入好氧池，并將好氧池的混合液與二沉池的污泥同時(shí)回流至缺氧池，污泥回流保證了缺氧池和好氧池中有足夠數(shù)量的微生物并使缺氧池得到好氧池中硝化產(chǎn)生的硝酸鹽。而原污水和混合液的直接進(jìn)入，又為缺氧池反硝化提供了足夠的碳源，使反硝化能夠在缺氧池中進(jìn)行。反硝化后的出水可在好氧池中進(jìn)行BOD，的進(jìn)一步降解和硝化作用。
在硝化反應(yīng)過(guò)程中要消耗一定量的堿度，因此必須保證好氧池中有足夠的堿度，以便將NH，一N轉(zhuǎn)化成毒性較低的NO；一N�？梢杂�(jì)算出，將1mg/L的NH，一N轉(zhuǎn)化成毒性較低的NO；一N所需堿度的理論值(以CaCO，計(jì))為7．14mg/L，而在缺氧池中還原1g的硝酸鹽能夠產(chǎn)生3．75g的堿度。因此1mg/L的NH，一N反應(yīng)消耗堿度的理論值為3．39mg/L，這部分堿度通過(guò)向好氧池中投加碳酸鈉獲得。A/O工藝中的硝化效率可達(dá)到90％以上，混合液的回流比設(shè)計(jì)為300％。
在A/O生化池中，鼓風(fēng)機(jī)提供曝氣池生物反應(yīng)所需的氧，曝氣頭由得利滿公司開(kāi)發(fā)，這種曝氣頭具有高效率、低能耗、壽命長(zhǎng)、無(wú)堵塞危險(xiǎn)的優(yōu)點(diǎn)。因考慮到煉油和石化污水中含有溶劑，所以設(shè)計(jì)中不采用膜微孑L曝氣頭。
⑤深度處理單元
由于大連石化公司的污水含鹽量高達(dá)21000mg/L，導(dǎo)致二沉池的沉淀效果較差，不能保證出水達(dá)到一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)，因而決定在二沉池設(shè)計(jì)中采用低于規(guī)范要求的表面負(fù)荷，同時(shí)采用得利滿公司的專利技術(shù)——高密度沉淀池進(jìn)行深度物化沉淀，以確保達(dá)到一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。從實(shí)際情況來(lái)看，運(yùn)行非常穩(wěn)定，出水澄清達(dá)到了設(shè)計(jì)的要求。
⑥污泥脫水處理單元
污泥處理單元沒(méi)有設(shè)置濃縮設(shè)施，這也是得利滿公司工藝的一個(gè)亮點(diǎn)。污泥有兩個(gè)來(lái)源，一部分來(lái)自DAF氣浮池中收集的氣浮污泥以及生化污泥，另一部分為高密度沉淀池收集的剩余污泥。兩部分污泥分別在高密池及DAF池中完成濃縮，脫水前僅在攪拌池內(nèi)儲(chǔ)存、混合及調(diào)理即可。
對(duì)于污泥脫水裝置，目前常用的有折帶式真空轉(zhuǎn)鼓過(guò)濾機(jī)、自動(dòng)板框壓濾機(jī)、滾壓帶式壓濾機(jī)、離心脫水機(jī)等4種。本項(xiàng)目選用臥式螺旋卸料離心式脫水機(jī)，該裝置具有投資少、可連續(xù)操作、維護(hù)工作量小、附屬設(shè)備少、臭味少等優(yōu)點(diǎn)，特別適用于含油量較高的污泥脫水。
綜合考慮之后確定本污水處理廠的工藝流程如圖1所示。
2工藝設(shè)計(jì)的其他影響因素
①防腐
該污水處理廠的進(jìn)水中存在較高的氯離子，又進(jìn)行充氧曝氣，因此腐蝕情況復(fù)雜，成為影響設(shè)施長(zhǎng)期運(yùn)行的關(guān)鍵。為此在水池設(shè)計(jì)中采用耐海水腐蝕并能承受高硫酸鹽含量的混凝土，池內(nèi)壁根據(jù)規(guī)范要求涂刷防腐涂層；管線根據(jù)不同水質(zhì)采用了PVC、碳鋼襯塑、3161等材質(zhì)，控制電纜及動(dòng)力電纜線的選擇根據(jù)石油化工及污水廠的情況選擇防腐阻燃型，水泵等設(shè)備的選擇也都充分考慮了腐蝕狀況。
②除臭
由于石化行業(yè)污水的特殊性，其污水從源頭直至處理的各個(gè)單元中都會(huì)有不同程度的臭氣散發(fā)出來(lái)，如果不加處理就會(huì)造成二次污染。所以在設(shè)計(jì)中考慮了在原水泵房、脫水機(jī)房設(shè)排風(fēng)裝置，并用管道引出屋面高空排放，調(diào)節(jié)罐頂設(shè)排氣管、除油池、氣浮池上加蓋板，蓋上設(shè)有臭氣排放管，臭氣經(jīng)洗滌塔及生物降解后無(wú)害化排放。具體參見(jiàn)http://www.northcarolinalenders.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。
③布局合理
石油化工企業(yè)的污水含油量高，火災(zāi)危險(xiǎn)性大，合理的布局非常重要，既要能滿足水處理的要求，又要能滿足安全的要求。根據(jù)處理構(gòu)筑物的特點(diǎn)，將污水處理廠劃分為三個(gè)區(qū)域：
一級(jí)處理區(qū)：主要有隔油池、原水泵房、氣浮池、調(diào)節(jié)罐、混凝絮凝反應(yīng)池等；
二級(jí)處理區(qū)：包括生化池、二沉池、高密度檢測(cè)池、加藥間等；
污泥處理區(qū)：包括污泥脫水機(jī)房、污水提升泵房、污泥池。
整個(gè)水廠布局緊湊、簡(jiǎn)潔，操作方便，設(shè)有消防通道，消防設(shè)施齊全，綠化面積超過(guò)30％。
3處理效果
該污水處理廠自2003年6月運(yùn)行以來(lái)，經(jīng)過(guò)前期的調(diào)試和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的積累，現(xiàn)在的運(yùn)行情況良好，對(duì)各類污染物的處理效果見(jiàn)圖2—6。由圖可以看出，進(jìn)水水質(zhì)變化非常劇烈，水質(zhì)也較差。對(duì)于出水水質(zhì)，大連石化分公司在實(shí)際運(yùn)行中執(zhí)行《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978--1996)與遼寧省地方標(biāo)準(zhǔn)《遼寧省沿海地區(qū)污水直接排人海域標(biāo)準(zhǔn)》(DB21-59-89)，要求必須達(dá)到其中的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，力爭(zhēng)達(dá)到一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，具體指標(biāo)如表2所示。從實(shí)際運(yùn)行結(jié)果來(lái)看，出水完全能夠達(dá)到一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)也達(dá)到了設(shè)計(jì)指標(biāo)，但是從出水監(jiān)測(cè)的數(shù)值來(lái)看，出水中的油含量有兩次未達(dá)到一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)，而達(dá)到3．5mg/L，分析原因?yàn)镈CI除油裝置和DFA氣浮裝置在此期間運(yùn)行不太正常所致。
4結(jié)論
①在煉油石化行業(yè)的污水處理設(shè)計(jì)中，需根據(jù)實(shí)際水質(zhì)情況對(duì)隔油、氣浮、生物處理以及出水沉淀池的處理單元進(jìn)行篩選，以找到最佳的處理工藝。另外還要考慮其防腐、除臭以及合理布局和消防安全等方面的問(wèn)題。
②石化行業(yè)廢水水質(zhì)的變化比較劇烈，所以應(yīng)該增加調(diào)節(jié)罐的容量，使水質(zhì)得到很好的均勻，為下一步的處理做好準(zhǔn)備。
③由于進(jìn)水是海淡混合石化含油污水，所以出水如果進(jìn)行再生回用就需要考慮脫鹽處理。一般需在源頭進(jìn)行分離，從而使不含鹽污水直接經(jīng)深度過(guò)濾后回用。(中國(guó)石油集團(tuán)工程設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司)
