山東匯豐石化有限公司始建于1997年,經(jīng)過(guò)幾年的跨躍式發(fā)展,目前已成為規模較大的以原油深度加工為主的煉油企業(yè),而排放的含油廢水如何處理達標已成為制約企業(yè)發(fā)展的瓶頸。煉油生產(chǎn)裝置產(chǎn)生的廢水有以下主要特點(diǎn): ①含油量大; ②大分子有機物含量高, COD 濃度高,BOD5 濃度相對較低,可生化性差; ③氨氮濃度高;④含有一定濃度的揮發(fā)酚和硫化物; ⑤水量波動(dòng)范圍大,水質(zhì)變化大。通常,一些簡(jiǎn)單的隔油/浮選/生化“老三套”處理工藝很難使出水水質(zhì)達到排放標準。
1 廢水水質(zhì)
該公司煉油生產(chǎn)裝置排放的廢水水量約為300m3 /h,設計進(jìn)、出水水質(zhì)見(jiàn)表1。要求出水水質(zhì)執行《污水綜合排放標準》( GB8978—1996)的一級標準。
2 廢水處理工藝
2.1 工藝流程
工藝流程如圖1所示。
含油廢水首先經(jīng)過(guò)機械格柵攔截大塊雜物，再經(jīng)提升泵房提升至調節除油罐。除油罐對廢水中的污油和固體顆粒均有一定的去除作用。除油罐的出水自流進(jìn)入平流斜板隔油池。經(jīng)隔油處理后的廢水再自流進(jìn)入氣浮除油階段，該階段分為兩級，一級采用渦凹氣浮，二級采用部分回流加壓溶氣氣浮。廢水通過(guò)以上物化處理后，基本完成除油任務(wù)，同時(shí)約有20%～30%的有機污染物也得到去除，隨后進(jìn)入生化處理階段。
在生化處理階段，廢水首先進(jìn)入厭氧水解池，通過(guò)水解酸化作用提高可生化性后進(jìn)入CASS池。一般情況下，CASS池出水COD、揮發(fā)酚等指標已基本達到排放標準，為深度去除氨氮和保證出水水質(zhì)穩定達標，CASS池出水進(jìn)入曝氣生物濾池(BAF)進(jìn)行再處理。
212 主要設備及構筑物設計
①調節除油罐
為了穩定廢水水質(zhì)及水量，該工程設置了調節除油罐，同時(shí)在罐內設置了旋流除油設施，可將廢水中的浮油和固體顆粒初步分離出來(lái)。污油浮于液面，通過(guò)收油設施回收；懸浮雜物沉于罐底，可通過(guò)一定的措施排出罐體。調節罐共2座，鋼混結構，單罐有效容積為3000m3，HRT為10h。廢水通過(guò)調節除油罐后含油量降至100mg/L以下。
②平流斜板隔油池
平流斜板隔油池用于進(jìn)一步去除污水中的浮油及固體顆粒。油珠上浮于水面，通過(guò)刮油刮泥機集中到集油管內，排至收油管路中；而池底沉積的油泥由刮板刮至集泥坑，通過(guò)排泥閥排至污泥回收管道。
平流斜板隔油池共4座，單池尺寸為25m×4.5m×3.0m，鋼混結構，廢水停留時(shí)間為2h，出水中的油降至50mg/L以下。
③一級渦凹氣浮池
一級氣浮池進(jìn)一步去除水中微小懸浮油及懸浮物。渦凹氣浮系統主要由曝氣區、氣浮區、回流系統、刮渣系統及排水系統等幾部分組成。廢水首先進(jìn)入裝有渦凹曝氣機的曝氣區，該區曝氣機通過(guò)底部中空葉輪的快速旋轉形成一個(gè)真空區，使水面上的空氣通過(guò)中空管道抽送至水下，并在底部葉輪快速旋轉產(chǎn)生的三股剪切力下粉碎成微氣泡，微氣泡在上升過(guò)程中與廢水中的含油絮凝體顆粒粘附在一起，到達液面后依靠這些微氣泡支撐和維持在水面上形成浮渣，通過(guò)刮渣機刮入污泥收集槽，凈化出水由溢流槽排出。
一級氣浮池共2座，HRT為30min，出水含油量可降至20mg/L以下。
④二級氣浮池
二級氣浮采用部分污水回流加壓溶氣氣浮，即該級氣浮池30%～40%的出水加壓至0.4MPa后回流進(jìn)入溶氣罐，然后帶壓的廢水連同帶壓的空氣再次進(jìn)入氣浮分離段，通過(guò)壓力釋放器將壓力廢水轉變?yōu)樗臀⒓殮馀莼旌衔�，細小而分散的氣泡粘附廢水中經(jīng)混凝劑凝聚的分散微細油粒和懸浮物形成絮體漂浮物浮出水面，進(jìn)而從污水中分離出來(lái)。
二級氣浮池共3座，HRT為40min，出水含油量可降至10mg/L以下。
⑤水解酸化池
經(jīng)過(guò)除油處理的廢水通過(guò)水解酸化作用，廢水中的高分子有機物轉化為易生化降解的小分子有機物。經(jīng)過(guò)水解酸化之后，廢水的COD變化不大，BOD5有明顯的提高，同時(shí)pH值明顯降低，因此需在水解酸化池出水中投加Na2CO3溶液，調節廢水的pH值到中性。
水解酸化池2座，單池尺寸為10m×13m×6.0m，鋼混結構，HRT為4h。
⑥CASS池
CASS工藝不但可以有效降解廢水中的有機物，還能高效地進(jìn)行硝化和反硝化。共設CASS池4座，鋼混結構，單池尺寸為50m×12m×6m，BOD5負荷為0.10kg/(kgMLSS•d)，COD負荷為0.20kg/(kgMLSS•d)，NH3-N負荷為0.10kg/(kgMLSS•d)。經(jīng)過(guò)CASS工藝處理后，出水COD≤100mg/L，NH3-N≤50mg/L。
⑦BAF系統
BAF集曝氣池、二次沉淀池和濾池的功能于一身，是一種新型高負荷淹沒(méi)式三相反應器，它將生化反應與吸附過(guò)濾兩種處理過(guò)程合并在同一構筑物中完成；可用于石化廢水的二段生化處理，是一種運行可靠、自動(dòng)化程度高、出水水質(zhì)好和抗沖擊能力強的好氧生物處理新工藝；它增加了廢水的處理彈性，是處理出水水質(zhì)全面、穩定達標的有力保障。
BAF池以去除氨氮為主要目的，共8座，分成兩組，作為兩級串聯(lián)運行，每組4座并聯(lián)運行，濾料層厚度為3.0m，單池尺寸為7m×7m×7m，鋼混結構，NH3-N負荷為0.3kg/(m3濾料•d)，HRT為1.96h，水力負荷為1.53m3/(m2•h)。經(jīng)過(guò)BAF系統處理后，出水水質(zhì)優(yōu)于《污水綜合排放標準》(GB8978—1996)的一級標準，甚至達到再生水利用標準。
3 自動(dòng)控制
廢水處理廠(chǎng)設置了一套DCS系統，對工藝運行過(guò)程進(jìn)行集中監控與管理。操作室布置系統操作員站2個(gè)(其中1個(gè)兼作工程師站)，機柜室布置控制柜、端子柜等。主要儀表設備見(jiàn)表2。
4 運行情況
該廢水處理廠(chǎng)自2008年10月建成投產(chǎn)以來(lái)，經(jīng)過(guò)近一年的運行，處理出水合格率達到100%，出水水質(zhì)優(yōu)于《污水綜合排放標準》(GB8978—1996)的一級標準。各單體構筑物平均出水水質(zhì)見(jiàn)表3。具體參見(jiàn)http://www.sharpedgetext.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。
運行過(guò)程中的主要物料消耗情況見(jiàn)表4。
①電費。用電量為1.104kW•h/m3，電價(jià)按0.7元/(kW•h)計，則電費為0.773元/m3。
②藥劑費。a.PAM投加量為2.739g/m3，PAM單價(jià)按16000元/t計，則PAM投加成本為0.044元/m3；b.聚合鋁投加量為109.6g/m3，PAC單價(jià)按2000元/t計，則PAC投加成本為0.219元/m3；c.Na2CO3投加量為38.05g/m3，Na2CO3單價(jià)按1300元/t計，則Na2CO3投加成本為0.049元/m3。綜上，噸水直接運行成本為1.08元/m3。
5 結論
①該煉油廢水處理廠(chǎng)在物化段采用隔油/兩級氣浮工藝，有效去除了油污染，保證了進(jìn)入生化段的油含量<10mg/L；生化段采用水解酸化/CASS/BAF工藝，具有廢水處理彈性大、運行穩定、自動(dòng)化程度高、處理效果好等特點(diǎn)。
②自2008年10月建成投產(chǎn)以來(lái)，出水水質(zhì)穩定達標，COD平均去除率為98.1%、NH3-N平均去除率為98.75%、石油類(lèi)平均去除率為99.2%，出水平均COD<15mg/L、NH3-N為1.0mg/L左右，有時(shí)甚至達到0.5mg/L以下，遠遠優(yōu)于《污水綜合排放標準》(GB8978—1996)的一級標準，甚至優(yōu)于再生水利用標準。
③該煉油廢水組合處理工藝直接運行成本僅為1.08元/m3，處理費用較低，是一種高效低耗的煉油廢水處理新工藝。
