港口碼頭石油化工庫區廢水處理工程設計

　　作者：侯瑞琴 張 統

　　摘 要：結合中化格力港口碼頭項目的廢水處理工程設計，分析了該類(lèi)廢水的水質(zhì)水量組成，針對該類(lèi)廢水排放的不均勻性和水質(zhì)的不穩定性，確定了處理工藝流程，提出了該類(lèi)廢水工程設計中應注意的問(wèn)題。

　　關(guān)鍵詞：港口碼頭 含油廢水 化學(xué)品廢水 有機廢水 工程設計

　　隨著(zhù)我國石油化工行業(yè)的迅速發(fā)展，化工品和石油類(lèi)的轉運、存貯等需求也急劇增加，大量的石油和化工品是通過(guò)航運完成的，為此港口碼頭的建設速度也隨之加快。

　　在石油化工品的水運運輸各個(gè)環(huán)節中除壓艙水帶來(lái)的生物物種入侵問(wèn)題外，還會(huì )引起泄漏污染、廢水廢氣等環(huán)境污染，這些污染日益引起人們的關(guān)注，有關(guān)行業(yè)正在采取積極的措施減少其污染危害。

　　本文結合中化格力高欄港石油碼頭及庫區廢水處理設施的設計，通過(guò)調研類(lèi)比確定了該廢水處理設施的水質(zhì)水量指標，根據項目所 在地的地方環(huán)保排放標準要求，在方案論證基礎上設計了可行的處理工藝，提出了該類(lèi)廢水處理中的注意事項。目前該項目已經(jīng)通過(guò)了調試和驗收，進(jìn)入正常運行期。

　　1 工程概況

　　中化格力高欄港石油碼頭及庫區項目地處珠海市，該項目建設單位為了利用國內、國際石油資源，適應快速發(fā)展的珠江三角洲地區對能源的需求，在珠海高欄港建設石油公用碼頭。

　　碼頭工程規模為2個(gè)8萬(wàn)噸、4個(gè)5萬(wàn)噸泊位，設計年吞吐能力為1560萬(wàn)噸，可靠泊1000～80000噸船舶，碼頭采用棧橋式結構，棧橋長(cháng)630m，引橋長(cháng)75m。庫區設置多種規格的貯罐，規劃經(jīng)營(yíng)40多種化工品和石油類(lèi)，近期主要經(jīng)營(yíng)的化工品和石油類(lèi)見(jiàn)表1，遠期根據市場(chǎng)需要可做調整。

　　表1 中化格力港務(wù)有限公司碼頭經(jīng)營(yíng)貨種一覽表

　　整個(gè)項目運行期的廢水主要產(chǎn)自以下方面：碼頭初期雨水、船只的壓艙水、庫區各類(lèi)貯罐的清洗廢水、庫區事故泄漏狀況下地面清洗的廢水。根據國家“三同時(shí)”制度要求，在建設主體工程時(shí)，必須同時(shí)建設項目的污染治理設施，因此，廢水處理設施必須與主體工程同時(shí)設計、同時(shí)施工建設。

　　2 港口碼頭及庫區廢水產(chǎn)生環(huán)節分析

　　2.1 化學(xué)品廢水

　　根據該項目環(huán)境影響報告書(shū)的化學(xué)品廢水來(lái)源分析，項目運營(yíng)過(guò)程中產(chǎn)生的含化學(xué)品廢水包括化學(xué)品儲罐的洗罐、罐排污、中化格力港務(wù)有限公司碼頭和庫區液體化學(xué)品操作平臺區的15min初期雨水以及中化格力港務(wù)有限公司碼頭接收的化學(xué)品船舶壓艙水。環(huán)評報告中關(guān)于化學(xué)品廢水的來(lái)源包括以下部分。

　　(1)洗罐廢水

　　根據本項目工藝等專(zhuān)業(yè)條件，洗罐污水最大沖洗水量為6m3/h，沖洗時(shí)間為16h，洗罐污水最大一次排水量(含化學(xué)品污水)為96m3。本項目經(jīng)營(yíng)品種大多數為石油類(lèi)，化學(xué)品品種少，洗罐的機會(huì )不多，且由于化學(xué)品污水的處理費用高，因此，項目會(huì )盡量減少化學(xué)品罐的清洗次數，根據本項目化學(xué)品罐的數量，按每年每罐清洗一次計算(實(shí)際達不到)，平均洗罐污水量按照最大量的80%計算，年洗罐污水發(fā)生量為2381m3。

　　(2)罐排廢水

　　因化學(xué)品的價(jià)格較貴，罐底殘留化學(xué)品需妥善收集，故不考慮罐排污水產(chǎn)生的含化學(xué)品污水。

　　(3)初期雨水

　　以當地小時(shí)最大降雨量102.90mm進(jìn)行計算中化格力港務(wù)有限公司碼頭和庫區操作平臺的15min初期雨水，若操作區的總面積以1000m2計算(實(shí)際面積遠小于1000m2)，則一次下雨產(chǎn)生的最大含化學(xué)品污水量為26m3。年降雨天數按照150天計算，平均初期雨水量按照最大量的80%計算，則年含化學(xué)品初期雨水發(fā)生量為3120m3。

　　(4)船舶壓艙水

　　根據本項目經(jīng)營(yíng)公司碼頭項目船型組合情況，船舶壓艙水最大日接收量按照碼頭同時(shí)�？�5艘2000噸級的化學(xué)品船計算，廢水量為船舶載重量10%，船舶壓艙水最大日接收量為1000m3。

　　(5)含化學(xué)品廢水發(fā)生量匯總

　　根據上面估算，本項目產(chǎn)生的洗罐污水、初期雨水的最大發(fā)生量分別為96、26m3/次，年發(fā)生量分別約為2381噸、3120噸，分別折為7.6t/d、9.9t/d;船舶壓艙水最大日接收量為1000m3，年接收化學(xué)品壓艙水約為3萬(wàn)噸，約折為95.2t/d。

　　(6)含化學(xué)品廢水污染成分分析

　　洗罐污水、庫區初期雨水的污染成分為庫區經(jīng)營(yíng)貨種，包括甲醇、甲苯、二甲苯、混苯，而碼頭初期雨水、化學(xué)品船只壓艙水的污染成分則為碼頭的經(jīng)營(yíng)貨種，碼頭經(jīng)營(yíng)貨種詳見(jiàn)表1。庫區貨種及表1所列的碼頭經(jīng)營(yíng)貨種大多為可生物降解的有機物，因此所產(chǎn)生的化學(xué)品污水屬于有機工業(yè)廢水，主要污染物指標為COD。

　　匯總后平均日產(chǎn)廢水113m3/d，COD濃度為4150mg/L。

　　2.2 含油廢水

　　該項目含油廢水主要包括：船舶壓艙水、船舶機艙油水、油貯罐洗罐廢水、初期雨水等部分。根據環(huán)評報告含油廢水日產(chǎn)量為873m3/d，石油類(lèi)含量為2480mg/L，COD含量為4880mg/L。

　　3 水質(zhì)水量

　　3.1 水質(zhì)水量類(lèi)比

　　為了將中化格力倉儲項目的廢水處理站設計的更加貼近實(shí)際情況，設計人員在組織專(zhuān)家評審原方案的基礎上，采納專(zhuān)家的建議對類(lèi)似庫區的廢水處理站進(jìn)行了調研，具體調研了大連港務(wù)局化工品液體儲罐碼頭公司和上海東方儲罐庫區的廢水處理情況。

　　大連港務(wù)局液體儲罐碼頭主要倉儲40種化工品，庫容量6.64萬(wàn)立方米，廢水站連續運行7年，年產(chǎn)廢水8000～10000立方米(平均日產(chǎn)廢水30立方米);

　　上海東方儲罐庫區油容量18萬(wàn)立方米、化工品容量4.5萬(wàn)立方米，目前日產(chǎn)化工廢水和含油廢水50～100立方米，原有的兩種廢水處理設施未運行，正在進(jìn)行新的廢水處理站設計，新設計的規模為化工品廢水50 m3/d，生活污水30 m3/d，含油廢水和初期雨水20 m3/d，共計100 m3/d。

　　上述兩個(gè)庫區均無(wú)壓艙水，詳細情況見(jiàn)表2。

　　表2 類(lèi)似庫區廢水處理概況

　　根據調研情況，由于壓艙水多為海水，海水含鹽量高無(wú)法用生化單元處理，用常規工藝不能滿(mǎn)足達標要求，上海的所有庫區壓艙水均由環(huán)保局下屬的公司采用德國進(jìn)口的設備處理，每噸壓艙水處理費用2000元。針對中化格力項目所處的港區情況，若壓艙水為海水，由港區統一處理，若壓艙水為淡水，可以進(jìn)入該設計的廢水站處理。

　　3.2 設計水質(zhì)水量

　　根據環(huán)評報告書(shū)中的化學(xué)品廢水來(lái)源分析，所產(chǎn)生的化學(xué)品廢水屬于有機工業(yè)廢水，為了利于化學(xué)品廢水的處理連續性，將生活區的生活污水、食堂污水經(jīng)過(guò)化糞池和隔油池后收集提升至化學(xué)品廢水處理的好氧單元統一處理。參考調研情況，在考慮壓艙水的前提下，設計的綜合廢水的主要污染物指標見(jiàn)表3，處理后水質(zhì)執行廣東省地方標準《水污染物排放限值》DB44/26-2001中的二級排放標準。

　　表3 設計廢水進(jìn)出水水質(zhì)

　　根據對類(lèi)似庫區廢水排放情況的調研和兩次專(zhuān)家評審意見(jiàn)，設計中確定化學(xué)品廢水和含油廢水處理規模均為5m3/h，每天平均處理港口碼頭庫區廢水240 m3。

　　4 廢水處理的工藝設計

　　設計的廢水處理工藝流程見(jiàn)圖1。

　　各種化學(xué)品罐的洗罐水和船只的壓艙水，進(jìn)入化學(xué)平廢水緩沖罐進(jìn)行水質(zhì)水量的調節，按照計算設計化學(xué)品緩沖罐容積為1000m3。廢水在緩沖罐可以進(jìn)行水質(zhì)水量的調節、均衡，廢水用泵提升至后續的除油設施和混凝反應沉淀池，在混凝反應池中進(jìn)行酸堿度的調節、并加入混凝劑和助凝劑，攪拌反應沉淀30分鐘，混凝沉淀池的上清液自流進(jìn)入后續的氣浮單元A處理，氣浮出水自流進(jìn)入中間水箱，與含油廢水混合后進(jìn)行后續處理。

　　含油廢水首先進(jìn)入含油廢水緩沖罐，緩沖罐容積為2000m3，進(jìn)行水質(zhì)水量的調節，該罐最高液位處設置集油管。罐中含油水用泵提升入后續的聚結斜板除油器進(jìn)行物理除油。緩沖罐的集油管、聚結斜板除油器的出油均進(jìn)入廢油池，進(jìn)行廢油的資源化。聚結斜板除油器的出水自流進(jìn)入氣浮B單元處理，其出水自流進(jìn)入中間水箱，中間水箱有效容積40 m3，化工品廢水和含油廢水在此混合后用中間水泵提升至厭氧—好氧反應罐進(jìn)行生化處理，生化單元出水經(jīng)過(guò)石英砂和活性炭?jì)杉夁^(guò)濾，達標排放。

　　據調查目前的大多數庫區廢水處理不達標，由于庫區廢水排放的不規律性，導致進(jìn)水水質(zhì)的不穩定性，該設計在廢水進(jìn)入厭氧—好氧單元前及過(guò)濾出水后預留化學(xué)氧化接口，若目前工藝不能達標，則由用戶(hù)自行增加化學(xué)氧化設備單元，進(jìn)一步氧化廢水，使其達標排放。

　　圖1廢水處理工藝流程

　　流程說(shuō)明：

　　1. 化學(xué)品廢水緩沖罐 一個(gè)，容積1000m3。罐內設置液位計、集油管、溢流管、放空管，廢水用化學(xué)品廢水提升泵提升至后續的油水分離器A。

　　2. 斜板除油器A 化學(xué)品廢水首先經(jīng)過(guò)油水分離單元，將廢水中不容性物質(zhì)分離出去。

　　3. 混凝沉淀器 化學(xué)品廢水在此進(jìn)行酸堿調節，加入混凝劑和絮凝劑，攪拌反應沉淀后，自流進(jìn)入氣浮裝置A。

　　4. 氣浮裝置A 一臺， 處理規模為5m3/h，目的主要是通過(guò)加藥將化學(xué)品及油類(lèi)化學(xué)品在氣浮裝置內去除，氣浮出水自流進(jìn)入中間水箱A。

　　5. 含油廢水緩沖罐 一個(gè)，單個(gè)容積2000m3。罐內設置液位計、溢流管、集油管、放空管，通過(guò)泵將廢水提升至后續處理單元。

　　6. 氣浮裝置B 一臺， 處理規模為5m3/h，目的主要是通過(guò)加藥將化學(xué)品及油類(lèi)化學(xué)品在氣浮裝置內去除。

　　7. 中間水箱A 有效容積40 m3，化工品廢水和含油廢水在此混合，混合后廢水的COD約為1500～3000mg/L。

　　8. 厭氧、好氧反應罐2套，單套處理能力為5m3/h， 單個(gè)罐體尺寸：外罐直徑12.0m, 內罐直徑1.6 m，高度5.5m，有效水深5.0m。

　　厭氧-好氧罐，內分多個(gè)區域，水解酸化(6h)--級接觸氧化24h—兼氧階段6h—二級接觸氧化12h—沉淀2h區域。內罐直徑1.6 m，為豎流式沉淀器;廢水首先進(jìn)入水解酸化反應罐，底部設置布水管，中間為穩定的污泥層，頂部設置出水堰，水解酸化出水直接進(jìn)入接觸氧化區，接觸氧化區出水自流進(jìn)入后續的兼氧區，兼氧區出水自流進(jìn)入二級接觸氧化區，經(jīng)過(guò)曝氣氧化后出水進(jìn)入中心沉淀區，沉淀出水自流進(jìn)入后續的中間水箱B。

　　1. 過(guò)濾器 作為一種后續處理手段確保達標, 兩級過(guò)濾，第一級采用雙層石英砂過(guò)濾器，第二級為活性炭過(guò)濾。

　　2. 加藥系統 在混凝沉淀池進(jìn)口測試酸堿度，通過(guò)加入廢堿(氫氧化鈉)或廢酸(硫酸)進(jìn)行調節，在混凝沉淀池前段投加聚合氯化鐵(或硫酸亞鐵)和聚丙烯酰胺，進(jìn)行攪拌沉淀，不沉部分通過(guò)氣浮去除;含油廢水在氣浮前加入藥劑;若經(jīng)過(guò)整個(gè)系統處理后出水難以達標，循環(huán)處理中考慮投加營(yíng)養鹽到中間水箱A中，提高廢水的可生化性。預留的雙氧水氧化單元該設計中不設計，只預留位置。

　　3. 廢油池和廢泥池合建 建于室外地下，廢油池容積42 m3，廢泥池容積42m3。設廢泥螺桿泵兩臺，廢油螺桿泵兩臺。

　　各處理單元的處理效率分析見(jiàn)表4。

　　表4 廢水處理各單元效率分析

　　5 結論及建議

　　目前，該工程設備安裝已經(jīng)完成，通過(guò)了項目的工程驗收，將很快投入使用。

　　根據對國內同類(lèi)港口碼頭和庫區的調研和該工程的設計體會(huì )，提出以下建議：

　　1. 在該類(lèi)工程設計中將緩沖罐的容積適當放大，目的是為了使各類(lèi)廢水在此均勻混合，盡可能減少廢水的沖擊;

　　2. 重視預處理單元，由于含油廢水和含化學(xué)品廢水的水質(zhì)與當時(shí)的操作罐有關(guān)，水質(zhì)不確定，因此應重視預處理單元，盡可能通過(guò)物理處理去除大部分的有機物和油質(zhì)，減輕后續的生物處理單元負荷;具體參見(jiàn)污水寶商城資料或http://www.sharpedgetext.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

　　3. 預留化學(xué)氧化單元加藥接口，由于水質(zhì)存在較大的不確定性，設計化學(xué)加藥單元，目的是一旦來(lái)水水質(zhì)濃度較大，增加化學(xué)氧化單元，確保出水水質(zhì)達標。

　　參考文獻

　　1、《中化格力港口環(huán)境影響評價(jià)》，交通部水運局環(huán)境中心。

　　2、趙慶良 李偉光，特種廢水處理技術(shù)，哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2004年。