强化污染物排放管控力度 提升污水处理工艺效果

南京金凌石化工程设计有限公司 刘军

本文以某石油炼化厂污水处理为例，对该工厂的含盐污水处理装置进行工艺改造，以期为类似污水处理工作提供参考。

一、设计背景

（一）石油炼化厂污水特点

石油化工废水的特点之一是污水水源扩散快。因石油利用方式不同，使得炼油污水中含有的污染物种类多样[1]。且各企业石油生产装置不同，不同生产设备对石油的利用程度也不同，这使石油污水内部成分更加复杂，污染程度高低也不尽相同。此外，炼油企业产出的污水相较于其他类型的污水而言，污水处理成本较高，已颁布的污水处理标准要求企业污水处理装置要与企业生产项目同步，企业为升级污水处理装置经营效益下降，因此污水处理设施一直是石油企业提升经济效益的关键所在。

（二）石油炼化厂污水处理工艺简析

从石油化工污水的产生过程分析，可以发现石油化工污水的产生有两种途径。第一种是由经过深加工而产生的废水[2]。第二种是在石油运输生产过程中混入无污染水产生的废水。在石油污水处理过程中，首先需要对产生的污水进行收集，由于石油化工污水排放量大，有机成分复杂，一旦排入下水道，将直接影响生态环境。其次石油化工企业需建有废水池，增加废水回收率。最后是积极利用新技术，保障污水处理率[3]。

二、污水处理装置设计

（一）处理对象以及处理标准

本装置设计的处理对象，是来源于炼化厂所有生产装置及附属装置内部的炼化污水。

本次工艺的处理标准，需满足《污水再生利用工程的设计规范》以及《石油炼制工业污染物排放标准》中关于炼化厂循环利用水的规定。此次装置设计的建设地区年平均气温为15.4度，相对湿度为77%，降雨量为1621mm，风向为东南。改造要求是需保障改造完成后，装置可稳定运行，节约建设资金，力求设备的先进性。

表1为该石油炼化厂在装置升级前的进出水指标。

表1 主要进出水指标

（二）装置设计

在本装置设计中，石油加工产生的废水首先进入到调节罐内，在该装置中，调节水质以及水量，并配有浮动式的油污收集装置，该收油装置可初步去除污水中的油污，确保后续生化处理和膜分离处理装置的处理效果。根据国家相关规定，污水处理产生的污泥会进入到专用的污泥处理装置内部，进而提升污水处理效果。其中一级装置污泥回收率为35%—75%，二级处理装置的污泥回流率为100%—200%。装置设计采取的标准是《建筑结构可靠性统一标准》。本次污水处理装置见图1。

图1 污水处理装置设计

1.预处理装置

首先是预处理装置，国内目前的炼油污水预处理装置一般采用调节、隔离油污以及两级气浮工艺。其中两级气浮工艺中，一级气浮装置主要采用涡凹气浮；二级气浮装置为溶气气浮。在两级气浮工艺应用过程中，二级气浮装置处理效率相比于一级气浮装置而言处理效率高。在二级装置中，其污水处理能力例如油污处理效果相比于一级装置而言效率更高，尤其是当系统内部的冲击力较大时。在该环节中将使用浮动式的油污收集装置，对油污进行收集。本次装置内部的容器压力可达到0.4MP。

2.生化与膜分离装置

本次生化与膜分离装置，将采用水解酸化工艺，以此来提升污水处理后水中的生化指标，提高污水处理效果。在一级装置中将采用混合型的污泥处理工艺，提升该系统的冲击负荷力以及氧气利用能力，初步将污水中含有的部分有害物质加以处理，缓解后续污水生化处理的难度。二级生化处理采用推流式活性污泥盐曝气工艺，有效提高污水中生物的去除效率，降低污水中的氨氮含量，改善水质。并根据水质处理要求，污泥可回流至不同生物段，从而提高COD以及氨氮等元素的去除效果，并采用独立的模具设计，提高出水水质。

3.除臭装置

本次除臭装置设计采用催化氧化法，来处理污水中设备产生的恶臭气体，提升污水水质。

（三）主要设备与构筑物

本次设备与构筑物的选择，需保障安全稳定，符合国家颁布的相关标准。

1.调节罐

在预处理装置中，使用调节罐设备两个，并采用全钢制成的、立式固定顶罐。在调节罐内设置浮动环流收油装置，加强污水油污的去除效果。此次装置设计的容积为4000m3,污水在罐内停留时间为22小时，调节罐罐体直径为17米。

2.气浮装置

本次的气浮设备为成套设备，包括气浮装置、容器水泵等，共设置两套气浮装备，单套处理水量为每小时175立方米。

3.水解酸化池

本次设计的水解酸化池是半地下室结构，采用钢筋混凝土制成，每个水解酸化池有两个廊道，单池容积为1622立方米，污水停留时间为9小时，水解酸化池内共设置8台潜水搅拌器，用于污水处理。

4.一级好氧池

一级好氧池是半地下室结构，采用钢筋混凝土制成，共两座，单池有效容积为1650立方米，停留时间为9小时，曝气量为每分钟110立方米。

5.中间沉淀池

中间沉淀池采用半地下室钢筋混凝土结构，是平流式沉淀池，共两座，表面负荷为1.0立方米，有效水深为3.5米，沉淀时间为三小时。

6.二级好氧池

二级好氧池与一级好氧池结构相同，采用钢筋混凝土半地下室结构，共两组，有效容积为2883立方米，停留时间为16小时，曝气量为每分钟90立方米。

7.膜池

膜池采用钢筋混凝土半地下式结构，有效容积为1500立方米，池内膜组共设有6组，每组流量为58立方米每小时。池内同样设有曝气装置，曝气量为每分钟70立方米。此外为保障池内系统运行效率和运行质量，使其具有较为良好的出水量，能够持续且较为稳定地出水，在池内系统中设有水反洗、化学反应、化学清洗系统，以此来保障系统运行效率。

8.除臭装置

本次工程的主要污染气体为微量的苯甲醇、挥发酚、氨气等物质。因此装置采用引风机收集污染气体，引风机装置的净化能力为每小时3万立方米。除臭装置采取催化氧化法对污水进行处理。首先利用能够吸收臭气的混合溶液吸收污水产生的臭气，随后将该溶液进行氧化反应来完成最终除臭作业。臭气经处理后能够满足国内颁布的有关污染源排放标准中的二级标准。（见图2）

图2 除臭装置实景图

三、运行效果分析

该系统经过测试后，运行效果稳定，出水指标良好。在2020年8月到9月，平均出水量为255立方米每小时。处理效果如表2所示。

表2 运行后水质监测数据

四、结论

本次石油炼化厂污水处理装置设计，主要对石油炼化厂所排出的含盐污水处理装置进行设计，调节罐内设有污水处理装置以及气浮设施，借助两项装置可达到较为良好的处理效果，保障后续生化处理和膜池安全稳定运行。并采用多项污水处理流程等提升污水处理工艺效果，符合国家所颁布的污水处理标准要求。