南京金凌石化工程設(shè)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(jìn)行工藝改造，以期為類似污水處理工作提供參考。

一、設(shè)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(kuò)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(yè)石油生產(chǎn)裝置不同，不同生產(chǎn)設(shè)備對石油的利用程度也不同，這使石油污水內(nèi)部成分更加復(fù)雜，污染程度高低也不盡相同。此外，煉油企業(yè)產(chǎn)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(biāo)準(zhǔn)要求企業(yè)污水處理裝置要與企業(yè)生產(chǎn)項目同步，企業(yè)為升級污水處理裝置經(jīng)營效益下降，因此污水處理設(shè)施一直是石油企業(yè)提升經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)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(chǎn)生過程分析，可以發(fā)現(xiàn)石油化工污水的產(chǎn)生有兩種途徑。第一種是由經(jīng)過深加工而產(chǎn)生的廢水[2]。第二種是在石油運輸生產(chǎn)過程中混入無污染水產(chǎn)生的廢水。在石油污水處理過程中，首先需要對產(chǎn)生的污水進(jìn)行收集，由于石油化工污水排放量大，有機(jī)成分復(fù)雜，一旦排入下水道，將直接影響生態(tài)環(huán)境。其次石油化工企業(yè)需建有廢水池，增加廢水回收率。最后是積極利用新技術(shù)，保障污水處理率[3]。

二、污水處理裝置設(shè)計

（一）處理對象以及處理標(biāo)準(zhǔn)

本裝置設(shè)計的處理對象，是來源于煉化廠所有生產(chǎn)裝置及附屬裝置內(nèi)部的煉化污水。

本次工藝的處理標(biāo)準(zhǔn)，需滿足《污水再生利用工程的設(shè)計規(guī)范》以及《石油煉制工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中關(guān)于煉化廠循環(huán)利用水的規(guī)定。此次裝置設(shè)計的建設(shè)地區(qū)年平均氣溫為15.4度，相對濕度為77%，降雨量為1621mm，風(fēng)向為東南。改造要求是需保障改造完成后，裝置可穩(wěn)定運行，節(jié)約建設(shè)資金，力求設(shè)備的先進(jìn)性。

表1為該石油煉化廠在裝置升級前的進(jìn)出水指標(biāo)。

表1 主要進(jìn)出水指標(biāo)

（二）裝置設(shè)計

在本裝置設(shè)計中，石油加工產(chǎn)生的廢水首先進(jìn)入到調(diào)節(jié)罐內(nèi)，在該裝置中，調(diào)節(jié)水質(zhì)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(xù)生化處理和膜分離處理裝置的處理效果。根據(jù)國家相關(guān)規(guī)定，污水處理產(chǎn)生的污泥會進(jìn)入到專用的污泥處理裝置內(nèi)部，進(jìn)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(shè)計采取的標(biāo)準(zhǔn)是《建筑結(jié)構(gòu)可靠性統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》。本次污水處理裝置見圖1。

圖1 污水處理裝置設(shè)計

1.預(yù)處理裝置

首先是預(yù)處理裝置，國內(nèi)目前的煉油污水預(yù)處理裝置一般采用調(diào)節(jié)、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?xì)飧?；二級氣浮裝置為溶氣氣浮。在兩級氣浮工藝應(yīng)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(dāng)系統(tǒng)內(nèi)部的沖擊力較大時。在該環(huán)節(jié)中將使用浮動式的油污收集裝置，對油污進(jìn)行收集。本次裝置內(nèi)部的容器壓力可達(dá)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(biāo)，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(tǒng)的沖擊負(fù)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(zhì)加以處理，緩解后續(xù)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(zhì)。并根據(jù)水質(zhì)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(shè)計，提高出水水質(zhì)。

3.除臭裝置

本次除臭裝置設(shè)計采用催化氧化法，來處理污水中設(shè)備產(chǎn)生的惡臭氣體，提升污水水質(zhì)。

（三）主要設(shè)備與構(gòu)筑物

本次設(shè)備與構(gòu)筑物的選擇，需保障安全穩(wěn)定，符合國家頒布的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

1.調(diào)節(jié)罐

在預(yù)處理裝置中，使用調(diào)節(jié)罐設(shè)備兩個，并采用全鋼制成的、立式固定頂罐。在調(diào)節(jié)罐內(nèi)設(shè)置浮動環(huán)流收油裝置，加強污水油污的去除效果。此次裝置設(shè)計的容積為4000m3,污水在罐內(nèi)停留時間為22小時，調(diào)節(jié)罐罐體直徑為17米。

2.氣浮裝置

本次的氣浮設(shè)備為成套設(shè)備，包括氣浮裝置、容器水泵等，共設(shè)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(shè)計的水解酸化池是半地下室結(jié)構(gòu)，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(nèi)共設(shè)置8臺潛水?dāng)嚢杵鳎糜谖鬯幚怼?/p>

4.一級好氧池

一級好氧池是半地下室結(jié)構(gòu)，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(jié)構(gòu)，是平流式沉淀池，共兩座，表面負(fù)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(jié)構(gòu)相同，采用鋼筋混凝土半地下室結(jié)構(gòu)，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(jié)構(gòu)，有效容積為1500立方米，池內(nèi)膜組共設(shè)有6組，每組流量為58立方米每小時。池內(nèi)同樣設(shè)有曝氣裝置，曝氣量為每分鐘70立方米。此外為保障池內(nèi)系統(tǒng)運行效率和運行質(zhì)量，使其具有較為良好的出水量，能夠持續(xù)且較為穩(wěn)定地出水，在池內(nèi)系統(tǒng)中設(shè)有水反洗、化學(xué)反應(yīng)、化學(xué)清洗系統(tǒng)，以此來保障系統(tǒng)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(fā)酚、氨氣等物質(zhì)。因此裝置采用引風(fēng)機(jī)收集污染氣體，引風(fēng)機(jī)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(jìn)行處理。首先利用能夠吸收臭氣的混合溶液吸收污水產(chǎn)生的臭氣，隨后將該溶液進(jìn)行氧化反應(yīng)來完成最終除臭作業(yè)。臭氣經(jīng)處理后能夠滿足國內(nèi)頒布的有關(guān)污染源排放標(biāo)準(zhǔn)中的二級標(biāo)準(zhǔn)。（見圖2）

圖2 除臭裝置實景圖

三、運行效果分析

該系統(tǒng)經(jīng)過測試后，運行效果穩(wěn)定，出水指標(biāo)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(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)

四、結(jié)論

本次石油煉化廠污水處理裝置設(shè)計，主要對石油煉化廠所排出的含鹽污水處理裝置進(jìn)行設(shè)計，調(diào)節(jié)罐內(nèi)設(shè)有污水處理裝置以及氣浮設(shè)施，借助兩項裝置可達(dá)到較為良好的處理效果，保障后續(xù)生化處理和膜池安全穩(wěn)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(biāo)準(zhǔn)要求。