程俊梅

(中國石化 洛陽分公司 ， 河南 洛陽　471012)

高效沉淀池—曝氣生物濾池工藝處理煉油污水

程俊梅

(中國石化 洛陽分公司 ， 河南 洛陽471012)

采用高效沉淀池—曝氣生物濾池組合工藝對煉油污水場出水進行深度處理，設計處理規(guī)模為350 m3/h，濁度、懸浮物、COD、氨氮、總磷的總去除率分別達到91.03%、97.24%、45.04%、38.27%、90.43%，出水達到了國家污水綜合排放標準(GB8978-1996)一級排放標準的要求。

高效沉淀池 ； 曝氣生物濾池 ； 煉油污水 ； 處理

洛陽某石化分公司近年煉油生產(chǎn)規(guī)模擴大，原油劣質化程度加深，煉油污水處理場接收的污水水質越來越復雜，可生化性差，經(jīng)過污水場兩級隔油、兩級浮選、兩級生化、MBR、活性炭吸附工序處理后，外排污水COD可達80 mg/L左右，尚不能滿足國家《污水綜合排放標準》一級新擴改標準(COD≤60 mg/L)要求。2014年在煉油污水處理末端增上高效沉淀池—曝氣生物濾池組合裝置，對煉油污水進行深度處理，最后根據(jù)水質情況可再經(jīng)過原有活性炭吸附裝置處理后，較好地去除污水中的污染物，出水全部滿足國家《污水綜合排放標準》一級標準要求，可部分回用作循環(huán)水補充水。高效沉淀池—曝氣生物濾池組合裝置采用模塊化撬裝鋼結構，自動化程度高，占地小，僅為傳統(tǒng)活性污泥法占地面積的1/4。

1　工藝原理

1.1高效沉淀池

高效沉淀工藝是在傳統(tǒng)的平流沉淀池的基礎上，利用動態(tài)混凝、載體絮凝原理和淺池理論，把混凝、載體絮凝、斜管沉淀三個過程進行優(yōu)化集成，是一種多用途的澄清系統(tǒng)。高效沉淀池(LHPS)由混凝、絮凝和沉淀澄清三個單元組合而成，主要去除污水中的有機物、膠體、懸浮物?；炷龁卧都踊炷齽┤然F(FeCl3)，用來促進污水中的微小懸浮物顆粒以及溶解有機碳(DOC)形成混凝的效果。絮凝單元投加絮凝劑聚丙烯酰胺(PAM)實現(xiàn)沉降化學反應，并在COD較高時投加粉末活性炭，將污水中部分難以生物降解的有機物進一步吸附去除，在此單元，注入從沉淀區(qū)回流部分含有未消耗的藥劑和絮狀體的輕質污泥。混凝區(qū)、絮凝區(qū)均設置了提高混合效果的攪拌裝置，通過葉輪的攪拌使池內(nèi)水流均勻混合，促進污水與混凝劑快速混合，使水中的懸浮物發(fā)生凝聚，形成絮團。沉淀單元分為沉淀區(qū)、斜板區(qū)、污泥濃縮區(qū)，設置有污泥濃縮裝置、污泥回流和排泥裝置。沉淀單元設置了足夠的斜板沉淀面積，使水流以緩和的流速流經(jīng)斜板而沉淀，斜管可以提高水流均勻分配，經(jīng)過斜板的水流經(jīng)集水槽流出進入下一單元，沉淀下來的絮狀物沉積在斜板上形成污泥并沿著斜板向下滑動，沉降到斜板下面的污泥濃縮區(qū)。斜板下方安裝有刮泥機，緩緩地將沉降的污泥絮體刮至污泥回流槽。偏心螺桿泵將污泥回流槽內(nèi)的部分用于提高化學反應的回流污泥送至絮凝區(qū)的進水管道，剩余的污泥排往污泥池濃縮處理。

1.2曝氣生物濾池

曝氣生物濾池(BAF)是將傳統(tǒng)的生物曝氣池與濾池相結合的污水處理技術，是一種經(jīng)過改良的新一代上向流曝氣生物濾池，屬第三代生物膜反應器，同時起到普通生物曝氣池、二沉池和砂濾池的作用，由配水系統(tǒng)、曝氣系統(tǒng)、粒狀填料床、出水系統(tǒng)、反洗水收集系統(tǒng)以及自控系統(tǒng)等組成。曝氣生物濾池是一種污水深度處理工藝，能較好去除污水中COD、懸浮物、氨氮和總氮，還可以去除污水中 BOD、磷、AOX(可吸附有機鹵素)的作用。BAF的實質是一

種生物膜法，即在曝氣池中填充生物填料，利用填料表面附著的生物膜，降解水中污染物。曝氣生物濾池的過濾作用可將新增的活性污泥以及進水中帶入的懸浮顆粒截留在濾料層內(nèi)，使出水變得清澈，起到二沉池作用。曝氣生物濾池需定期進行反沖洗，以避免不斷繁殖的活性污泥和截留下來的懸浮顆粒堵塞生物濾池，保證濾池的正常運行。

2　工藝流程及說明

高效沉淀池—曝氣生物濾池組合裝置工藝流程為：污水通過提升泵提升進入高效沉淀池，在高效沉淀池內(nèi)投加混凝劑(三氯化鐵)、絮凝劑(聚丙烯酰胺)及粉末活性炭，水中不溶性的膠體和微小的懸浮物(懸浮物)通過混凝、絮凝作用形成大的絮凝團，溶解性的有機物經(jīng)投加的粉末活性炭吸附沉降，通過高效沉淀池的沉淀區(qū)沉淀去除。通過高效沉淀池處理后，污水中的COD及懸浮物 被有效降低，提高了污水的 B0D/C0D 比，改善了污水的可生化性。LHPS出水經(jīng)泵提升進入曝氣生物濾池布水池，自濾池下部均勻分布進入四間曝氣生物濾池池內(nèi)，在污水流經(jīng)濾層的同時，位于池底部的曝氣設施對濾層進行曝氣，空氣通過填料的孔隙上升，與污水接觸，向生物膜提供充足的溶解氧。出水自流進入凈水池和反洗水池，凈水池出水經(jīng)泵提升至原有活性炭吸附罐，吸附過濾后進入回用水池回用或排放。反洗水池存水在曝氣生物濾池反洗時使用，反洗廢水進入反洗廢水池，經(jīng)泵提升進入高效沉淀池再次處理。在高效沉淀池出水水質好時，可不經(jīng)曝氣生物濾池及活性炭過濾設施直接回用或排放。高效沉淀池—曝氣生物濾池組合工藝流程見圖1。

圖1　高效沉淀池—曝氣生物濾池組合工藝原則流程

3　運行及效果

3.1設計指標

高效沉淀池—曝氣生物濾池組合裝置進水為煉油污水處理場出水，設計處理規(guī)模為350 m3/h，出水滿足《污水綜合排放標準》GB8978-1996 表4一級新擴改標準及中石化《污水回用于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)作為補充水的水質標準》，詳見表1。

表1　各工藝階段設計進出水水質表　　　mg/L

3.2運行參數(shù)

3.2.1高效沉淀池

設計流量：390 m3/h (包括反沖洗廢水)。

高效沉淀池由混凝區(qū)、絮凝區(qū)、斜管沉淀區(qū)三部分組成，分別為：混凝區(qū)，面積為4.9 m2，Φ2.5 m，停留時間3.5 min；絮凝區(qū)，面積為30 m2，Φ6.2 m，停留時間15 min；斜管沉淀區(qū)，面積為60 m2，Φ8.7 m，斜板區(qū)水力負荷13 m3/(m2·h)，沉淀區(qū)水力負荷7 m3/(m2·h)。

3.2.2曝氣生物濾池

設計流量：390 m3/h(含反沖洗廢水)；濾池布水池L=5.02 m，B=1.2 m；硝化生物濾池4座，單座面積22 m2，高度為6.8 m；濾料：4×92 m3；濾嘴：4×1 234個；反沖洗水強度：20 m3/(m2·h)，反沖洗氣強度70 m3/(m2·h)；反沖洗時間：30 min；反沖洗周期：48 h；每天反沖洗池數(shù)：2座；反沖洗廢水量：463 m3/d。

3.3化學藥品投加量

3.3.1聚丙烯酰胺

絮凝助劑聚丙烯酰胺加在高效沉淀池反應器中，作用是形成較大的絮凝體，從而更易沉淀。藥液投加配比濃度為0.05%，投加量為350 L/h。

3.3.2三氯化鐵

混凝劑三氯化鐵的作用是混凝反應中形成微小的晶核，使其產(chǎn)生更大的絮凝體。藥液投加配比濃度為38%，投加量為28 L/h。

3.3.3粉末活性炭

粉末活性炭的作用是吸附并去除污水中部分難以降解的COD。炭漿配比濃度為2%，投加量為875 L/h。水質好時不投加。

3.4運行效果

該裝置自2014年5月中旬開始試運，通過近五個月運行觀察，裝置操作平穩(wěn)，處理后的污水水質清澈，裝置進出水水質情況見表2。

表2　高效沉淀池—曝氣生物濾池裝置進出水水質分析

說明：①上表數(shù)據(jù)為2014年5月16日至2014年9月30日裝置各段進出水主要污染物實測均值，其中pH值、濁度、COD、氨氮每日早晚各測1次，懸浮物、總磷、石油類每日測1次。②該系統(tǒng)不針對去除石油類，故只列出系統(tǒng)進出水石油類數(shù)據(jù)，未計算其去除率。

由表2 可知，高效沉淀池對濁度、懸浮物、COD、氨氮、總磷的去除率分別為83.62%、93.16%、27.97%、9.18%、86%；曝氣生物濾池對濁度、懸浮物、COD、氨氮、總磷的去除率分別為5.24%、59.63%、23.70%、32.02%、31.63%。組合裝置對濁度、懸浮物、COD、氨氮、總磷的總去除率為91.03%、97.24%、45.04%、38.27%、90.43%，裝置外排水主要污染物全部滿足《污水綜合排放標準》(GB8978-1996)一級標準及中石化《污水回用于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)作為補充水的水質標準》要求。

4　設計和運行中注意問題

4.1對難降解污水末端處理的設計思路

污水場原出水BOD在10 mg/L左右，COD在80 mg/L左右，污水B/C較低，為除生化降解污水，深度生化反應很難，要想進一步去除COD，只有通過臭氧氧化或投加粉末活性炭吸附，從投資和運行角度比較，在COD低于150 mg/L時，投加粉末活性炭更為簡易和經(jīng)濟，可沉淀去除一部分由懸浮物所貢獻出的COD，活性炭吸附絮凝后形成膠體懸浮物，通過沉淀分離而同污泥一起去除。

4.2選擇好曝氣生物濾池關鍵設備

濾頭和濾料是曝氣生物濾池的關鍵設備。要求濾頭質量要優(yōu)良，確保長期正常運行。本工藝采用特殊設計和材質的布水、布氣一體化濾頭，為德國原裝進口產(chǎn)品，傳氧效率達20%～30%，又不易發(fā)生污堵，能夠有效保證生化效果。本工藝所使用的濾料選用有針對性的特有規(guī)格濾料。該濾料由天然物質通過特殊工藝燒制，幾個月的運行表明，其掛膜效果好，在工藝運行及反洗結束后均能保證高效的生化反應，未發(fā)現(xiàn)因濾料破碎而隨排放水帶走的情況。

4.3進水氨氮對曝氣生物濾池處理效果的影響

原設計該系統(tǒng)進水氨氮最高限值為25 mg/L，由于上游生產(chǎn)裝置擴建又配套新上了污水汽提裝置，對氨氮的去除率提高，使污水處理場進水氨氮濃度降低，污水場出水的氨氮濃度從原來的10～15 mg/L降到2 mg/L左右， 曝氣生物濾池進水氨氮濃度僅達到1.78 mg/L，BAF中氮營養(yǎng)物較設計值低，會影響系統(tǒng)內(nèi)活性污泥微生物的生長，從而降低對污染物的去除效果，從表1可看出，曝氣生物濾池對COD的去除效果僅為23.7%，如增加一定量的氮源，曝氣生物濾池處理效果會更好。但目前BAF出水能夠滿足要求，因此未補充投加氮源。

4.4加藥系統(tǒng)選材應充分考慮藥劑成分

原設計三氯化鐵投加系統(tǒng)為不銹鋼材質，由于三氯化鐵中的氯離子對不銹鋼有強腐蝕性，投用不久其加藥泵、管線即迅速腐蝕穿孔，后更換為聚乙烯材質，避免了腐蝕。

5　結論

高效沉淀池—曝氣生物濾池工藝深度處理煉油污水實際運行表明，系統(tǒng)運行穩(wěn)定，對濁度、懸浮物、COD、氨氮、總磷的去除率高，出水達到排放標準要求，可部分回用于循環(huán)水場代替新鮮水做補充水。該組合裝置占地小，自動化程度高，能夠實現(xiàn)對煉油污水的深度高效處理。

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1003-3467(2015)03-0037-03

2015-01-19

程俊梅(1972-)，女，高級工程師，從事環(huán)境保護工作，電話：13526998989。