含油污水处理论文

炼油厂含油污水处理工程设计实例宋红伟，叶万东（中石油东北炼化工程有限公司吉林设计院）摘要：采用调节、斜板溶气气浮、水解酸化、一级好氧、中间沉淀、二级好氧和膜分离的工艺处理炼油厂污水。运行结果表明，当进水COD、油、氨氮、硫化物、挥发酚的质量浓度分别为357.71、18.23、14.37、0.134、27.11mg/L时，处理后出水指标分别为26.751.85、1.28、0.0098、0.048mg/L。出水各项指标优于《污水再生利用工程设计规范》（GB50335-2002）中关于循环冷却系统补充水的规定。采用催化氧化法进行恶臭气体处理，在国内为首例。关键词：炼油污水；斜板溶气气浮；生化、膜分离组合工艺；除臭；工程实例某炼油厂含油污水处理采用的为“老三套”的处理工艺，即隔油、气浮、表面曝气，出水达标后外排。近年工厂生产规模扩大，装置排出的污水量已超出设计能力。考虑到炼油加工能力还要扩大，污水量还将有明显的提高，并考虑节能减排，2007年新建一座污水处理场，于2008年5月投入运行。该工程采用除油、生化和膜分离的方法处理含油污水，出水达到厂内回用水的指标。经1年多的运行，运行稳定，出水各项指标均优于设计值。1.工程概况炼油厂含油污水通常具有水质和水量波动大、污染物成份复杂、难于生物降解的有机物和高分子物质较多、B/C较低、含油量高等特点，其COD、NH3-N浓度远高于城市污水。本工程污水主要来源于全厂所有生产装置及附属装置的含油污水、含碱污水、初期含油雨水和厂前区的生活污水。根据工厂污水的各月统计报表，水质指标COD最高值为433mg/L，最低值为269mg/L。水质指标COD、氨氮、矿物油等均低于其他同类炼厂。污水处理场主要设计进、出水指标见表1。表1主要进、出水水质指标一览表指标pH值ρ(COD)/（mg·L-1）ρ(油)/（mg·L-1）ρ(氨氮)/（mg·L-1）ρ(S2-)/（mg·L-1）ρ(挥发酚)/（mg·L-1）ρ(悬浮物)/（mg·L-1）进水6~9800100202050200出水6~9605100.10.510污水经处理后回用于厂内循环水补充水、脱盐水原水等，水质满足《污水再生利用工程设计规范》（GB50335-2002）中关于循环冷却系统补充水规定。该污水处理场设计规模350m3/h。2.处理工艺本工程采用除油、生化和膜分离的方法处理含油污水，主要流程为：厂区含油污水首先由污水泵提升进入调节罐，在罐内进行水质、水量的调节。调节罐内设置浮动环流收油器，初步去除污水中的浮油。调节罐内的水由水泵均匀送入溶气气浮设备，以有效地去除水中的浮油、乳化油，保证后续生化处理和膜分离处理效果。污水经气浮处理后依次进入水解酸化、一级好氧、中间沉淀、二级好氧和膜分离的生化处理构筑物，合格水进入回用水池，经二氧化氯消毒后送工厂回用水系统。系统内散发恶臭废气的位置采取密闭措施将废气收集至除臭装置处理，确保排放到大气中气体污染物如硫化氢、氨气和有机类等致臭物质满足排放要求。根据处理水质要求，污泥可回流至不同生物段，从而提高COD、总氮及氨氮的去除效果。一级生化处理后的污泥回流比为40%~80%，二级生化处理后的混合液回流比为100%~200%。采用的工艺流程见图1。鼓风机除臭装置污水污泥回流二氧化氯回用水系统混合液回流调节罐气浮水解酸化池一级好氧池二级好氧池中间沉淀池膜池污油池油泥池污泥处理系统图1含油污水处理工艺流程3.设计特点3.1预处理目前国内炼油污水预处理一般采用调节、隔油、两级气浮的工艺，其中两级气浮的一级气浮多为涡凹气浮，二级气浮为传统的溶气气浮。使用过程中涡凹气浮处理效率较溶气气浮低，要求传统的二级溶气气浮的除油效率要更高，特别是在有冲击负荷的情况下更是如此。本工程在调节罐内设置浮动环流收油器，用来加强除油效果。调节罐出水直接进入斜板溶气气浮，可以使出水油含量控制在10mg/L以下。斜板溶气气浮设备与传统溶气气浮相比，主要特点如下：（1）内置斜板，提高分离效率。（2）管式混合，节省加药量，并使药剂的反应效果最佳。（3）溶气压力可以达到0.6MPa，溶气量大，加强了气浮挟污能力，可以处理含油量大、悬浮物浓度高的污水。（4）采用专利设计的溶气释放装置，具有抗堵塞、分散气泡好等特点。（5）采用饱和容器导管技术，结构紧凑，占地面积小。3.2生化和膜分离处理系统目前国内含油污水生化处理与后处理多采用A/O生化—混凝沉淀—曝气生物滤池的处理工艺。本工程采用水解酸化、一级好氧、中间沉淀、二级好氧、膜分离的组合生化处理工艺。其中一级好氧采用完全混合式活性污泥法，二级好氧采用延时曝气法。该工艺主要特点如下：（1）多种生化组合，首段采用水解酸化工艺，可以有效地改善炼油污水的可生化性，提高后续好氧处理的效率；一级生化处理采用完全混合的活性污泥工艺，可以有效地提高系统的抗冲击负荷能力和氧的利用率。对污水中的一些有毒有害物质可以提前降解，缓解其对后续生化处理的冲击；二级生化采用推流式活性污泥法延时曝气工艺，可以有效地提高污水的生物去除效率，降解水中的氨氮，改善出水水质。同时作为一级生化的污泥储存区，一旦一级生化受到冲击，可以非常方便的将二级的生化污泥调到前段，使得一级生化可以得到很快的恢复。（2）根据处理水质要求，污泥可回流至不同生物段，从而提高COD、总氮及氨氮的去除效果。（3）采用独立的膜区设计，可以直接得到清澈的出水。3.3除臭装置本工程采用催化氧化法处理污水处理各构筑物、设备产生的恶臭气体。该除臭工艺具有以下优点：（1）全周期稳定运行且脱除效率高。（2）适应于脱除各种气体污染物。（3）对气体温度、湿度、流量的变化以及污染物浓度、种类变化始终保持稳定的脱除效果，可适应炼油厂临时停车、污水处理场公用工程系统的故障、原油性质变化、间歇性排放气体等导致的气体污染物浓度和组成的变化。4.主要处理设备和构筑物4.1调节罐调节罐设2个，采用钢制立式固定顶罐，在罐内设置浮动环流收油器，以加强除油效果。调节罐的有效容积4000m3，停留时间22h，直径17m。4.2气浮设备斜板溶气气浮设备为成套设备，包括气浮装置本体、溶气水泵、溶气罐、刮渣机和刮泥机及控制柜等，共设2套，单套处理水量175m3/h。4.3水解酸化池水解酸化池为钢筋混凝土半地下式结构，共2座，每座2个廊道，单池有效容积1622m3，停留时间9.26h，池内设潜水搅拌器8台。4.4一级好氧池一级好氧池采用为钢筋混凝土半地下式结构，共2座，单池有效容积1650m3，停留时间9.43h，曝气量110m3/min。4.5中间沉淀池中间沉淀池采用半地下式钢筋混凝土结构的平流沉淀池，共2座，表面负荷1.0m3/m2·h，有效水深3.5m，沉淀时间3.5h。4.6二级好氧池二级好氧池为钢筋混凝土半地下式结构，共2座，单池有效容积2883m3，停留时间16.47h，曝气量90m3/min。4.7膜池膜池为钢筋混凝土半地下式结构，有效容积1500m3，池内设膜组单元，共6组，单组流量58m3/h。膜池内也设有曝气装置，曝气量70m3/min。为了保证膜系统具有良好的出水通量，能持续、稳定地出水，系统中设有水反洗、化学反洗及化学清洗系统。4.8除臭装置本工程污染气体的组成成分主要为微量烯烃、苯、甲苯、挥发酚、氨气、硫化物、恶臭等物质。设计采用离心引风机将污染气体引到尾气净化处理装置进行集中处理。除臭装置的设计处理能力为30000m3/h。除臭装置采用催化氧化法对臭气进行处理，首先利用能够吸收发臭物的氢氧化钠和次氯酸钠的混合水溶液完成气体脱臭处理，然后将该溶液通过反应器氧化发臭物。臭气经处理后，在厂界满足《恶臭污染物排放标准》（GB14554-93）中的二级标准。5.运行效果分析系统经过一年多的运行，运行稳定，出水指标良好。2009年8月、9月平均处理水量约255m3/h，监测平均数据见表2。表2运行水质监测平均数据指标pH值ρ(COD)/（mg·L-1）ρ(油)/（mg·L-1）ρ(氨氮)/（mg·L-1）ρ(S2-)/（mg·L-1）ρ(挥发酚)/（mg·L-1）浊度进水7.97357.7114.3718.230.13427.11出水7.4726.751.281.850.00970.0482.72去除率92.5%91.1%89.9%92.8%99.8%6.结论（1）采用调节罐内设浮动环流收油器，再进行斜板溶气气浮，除油效果较好，可以保证后续生化处理和膜池的安全稳定运行。（2）采用水解酸化、一级好氧、中间沉淀、二级好氧、膜分离的组合生化处理工艺，处理效果稳定，具有较强的抗冲击负荷能力。出水指标优于回用水标准要求。作者简介：宋红伟（1967-），女，吉林省吉林市人，高级工程师，学士，（电话）0432-3959446（电子邮箱）[e-mail]。