廣東某海港石化園區(qū)包括油氣化工產(chǎn)品裝卸、存儲、運輸、分銷、中轉(zhuǎn)、淺加工等功能。園區(qū)分為油氣化工作業(yè)區(qū)、港后石化工業(yè)區(qū)和公共配套設(shè)施區(qū)3 部分。隨著油氣化工作業(yè)區(qū)的開發(fā)建設(shè),已陸續(xù)進駐企業(yè)并投入生產(chǎn),期間產(chǎn)生地面沖洗水、洗罐水、洗艙水等廢水。本系統(tǒng)主要處理油氣化工作業(yè)區(qū)產(chǎn)生的倉儲廢水和部分化工企業(yè)產(chǎn)生的化工廢水,這類廢水呈現(xiàn)出成分復(fù)雜、污染物濃度較高、含有毒有害物質(zhì)、可生化性差等特點。
針對廢水中各污染物的不同特性,預(yù)處理階段采用格柵、隔油池等物化設(shè)施去除廢水中的SS 及油類等污染物,出水經(jīng)調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)水質(zhì)、水量后,進入氣浮-水解-MBR-芬頓氧化組合生物處理單元,該工程自建成后一直運行穩(wěn)定且出水水質(zhì)達標(biāo)。
1 工藝設(shè)計
1.1 廢水水質(zhì)、水量
設(shè)計水量為1 500 t/d。進水和出水水質(zhì)指標(biāo)根據(jù)企業(yè)現(xiàn)場實測值及廣東省DB 44/26—2001《水污染物排放限值》中的第二時段一級標(biāo)準(zhǔn)污染物排放限值確定,設(shè)計進、出水水質(zhì)見表1。
表1 設(shè)計進水和出水水質(zhì)
1.2 工藝流程
根據(jù)廢水的特點,本項目采用氣浮- 水解-MBR-芬頓氧化組合生物處理工藝,具體設(shè)計工藝流程見圖1。
圖1 工藝流程
1.3 主要單元技術(shù)說明
(1)物化預(yù)處理。廢水經(jīng)粗、細(xì)格柵,去除了大部分泥沙及浮渣,不易造成設(shè)備的堵塞。然后廢水進入重力隔油池除油,為了避免水量、水質(zhì)波動對后續(xù)構(gòu)筑物造成沖擊,除油后的廢水進入調(diào)節(jié)池進行均質(zhì)均量調(diào)節(jié)。
(2)氣浮池。在重力隔油工藝后采用溶氣氣浮,進一步去除廢水中的浮油,同時投藥破乳,去除廢水中的乳化油。部分SS 和CODCr也在此得以去除,為后續(xù)生化處理起到一定的保障作用。
(3)水解池。利用水解和產(chǎn)酸菌的反應(yīng),將不溶性有機物水解成可溶性有機物、大分子物質(zhì)分解成小分子物質(zhì),使污水更適宜于后續(xù)的好氧處理,用較短的時間和較低的電耗完成凈化過程。廢水經(jīng)水解后,出水m(BOD5)/m(CODCr)值有所提高,可生化性得以提高。
(4)mBR 反應(yīng)器。以超濾膜分離過程取代傳統(tǒng)活性污泥處理過程中的泥水重力沉降分離,采用膜分離,膜的高效截留作用,使微生物完全截留在反應(yīng)器內(nèi),實現(xiàn)了HRT 和SRT 的完全分離,使運行控制更加靈活穩(wěn)定。污泥質(zhì)量濃度高達6 000 ~10 000mg/L,系統(tǒng)抗沖擊能力強。廢水經(jīng)處理后進入后續(xù)的深度處理工藝。
(5)芬頓氧化。H2O2在催化劑Fe2+等存在時,能生成·OH,它比其它常用的氧化劑具有更高的氧化電極電位,因此具有非常強的氧化能力。另外·OH 具有很高的電負(fù)性或親電子性,容易進攻高電子云密度點,這就決定了其進攻具有一定的選擇性,對于經(jīng)MBR 系統(tǒng)處理后殘留的難降解CODCr等物質(zhì),具有較好的去除效果,且氧化速率也較高。
在芬頓反應(yīng)塔內(nèi),將部分難以生物降解的CODCr氧化去除,出水經(jīng)pH 值調(diào)節(jié)后,進入沉淀池進一步沉淀去除有機物和SS,最后進入消毒出水池消毒后達標(biāo)排放。
1.4 工藝特點
(1)采用MBR 工藝,由于膜的高效分離作用,該工藝的分離效果遠遠好于傳統(tǒng)的沉淀池,出水SS 和濁度接近于零,細(xì)菌和病毒被大幅去除,同時,膜分離也使微生物被完全截流在生物反應(yīng)器內(nèi),使得系統(tǒng)內(nèi)能夠維持較高的微生物濃度,不但提高了反應(yīng)裝置對污染物的整體去除效率,保證了良好的出水水質(zhì),同時也使反應(yīng)器對進水負(fù)荷(水質(zhì)及水量)的各種變化具有很好的適應(yīng)性,耐沖擊負(fù)荷,能夠穩(wěn)定獲得優(yōu)質(zhì)的出水水質(zhì)。MBR 工藝占地小,工藝設(shè)備集中,自動化程度高,運行管理方便。
(2)采用芬頓氧化深度處理工藝。該工藝能去除常規(guī)氧化手段無法去除的CODCr,氧化能力強且氧化速率高。Fe(OH)3膠體能在低pH 值范圍內(nèi)使用,而在低pH 值范圍內(nèi)有機物大多以分子態(tài)存在,比較容易被去除,這也提高了有機物的去除效率。
2 主要構(gòu)筑物及設(shè)計參數(shù)
(1)隔油沉淀池。地下鋼砼結(jié)構(gòu)。尺寸為7.5m×6.0m×4.5m,有效容積為180m3,停留時間為2.88 h。
(2)調(diào)節(jié)池。半地下鋼砼結(jié)構(gòu)。尺寸為15.0m×12.5m×4.5m,有效容積為750m3,停留時間為12 h。池內(nèi)設(shè)置2 臺攪拌機強化均質(zhì)均量效果。
(3)事故池。半地下鋼砼結(jié)構(gòu)。尺寸為17.7m×15.0m×4.5m,有效容積為1 063m3,停留時間為17 h。
(4)氣浮池。一體化設(shè)備。有效容積為62.5m3,停留時間為1 h。
(5)水解池。半地下鋼砼結(jié)構(gòu)。尺寸為17.5m×14.4m×5.5m,有效容積為1 250m3,停留時間為20 h。填料高度為3m,配置2 臺機械攪拌器。
(6)mBR 系統(tǒng)。半地下鋼砼結(jié)構(gòu)。尺寸為18.0m×17.5m×5.5m,有效容積為1 563m3,停留時間為25 h。供氣量為15.75m3/min,污泥負(fù)荷為0.03 kg[BOD5]/(kg[MLSS]·d)。配置2 臺剩余污泥泵和2 臺污泥回流泵。
(7)中間水池。半地下鋼砼結(jié)構(gòu)。尺寸為3.0m×2.0m×3.0m,有效容積為16m3,停留時間為15min。
(8)芬頓氧化系統(tǒng)。316L不銹鋼結(jié)構(gòu)。尺寸為Φ 2.1m×8.0m。H2O2儲槽容積為18m3,配置加藥泵2 臺; FeSO4溶解槽容積為26m3,配置加藥泵2 臺。
(9)沉淀池。地下鋼砼結(jié)構(gòu)。尺寸為12.5m×6.2m×5.5m,有效容積為388m3,停留時間為6.2h。表面負(fù)荷為0.80m3/(m2·h)。
(10)污泥濃縮池。地下鋼砼結(jié)構(gòu)。尺寸為Φ7.3m×5.0m,固體通量為47 kg/(m2·h)。
(11)消毒出水池。地下鋼砼結(jié)構(gòu)。尺寸為5.0m×4.0m×3.0m,停留時間為0.5 h,ClO2的投加量為5mg/L。
3 運行情況
本項目于2012 年8 月開始進水調(diào)試,2012 年10 月通過環(huán)保局驗收,各項出水指標(biāo)均達到DB44/26—2001 第二時段一級標(biāo)準(zhǔn)的要求。平均進、出水水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)見表2。
表2 平均進、出水水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)
4 經(jīng)濟性分析
工程總投資為1 980 萬元,其中土建投資為510 萬元,設(shè)備及其它投資為1 470 萬元。處理成本為2.90 元/ t。具體參見http://www.northcarolinalenders.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。
5 結(jié)語
(1)石化廢水成分復(fù)雜、污染物濃度較高、含有毒有害物質(zhì)、可生化性差,且水量波動大,需在生化處理前設(shè)置調(diào)節(jié)池并進行物化預(yù)處理,在重力隔油后采用溶氣氣浮能高效去除廢水中的石油類物質(zhì),部分SS 和CODCr也可以被去除。
(2)氣浮-水解-MBR-芬頓氧化組合工藝抗沖擊負(fù)荷能力較好,在水質(zhì)、水量存在一定波動的情況下,出水水質(zhì)仍較穩(wěn)定,工藝技術(shù)先進且成熟,處理出水水質(zhì)指標(biāo)和經(jīng)濟性指標(biāo)優(yōu)良。