隨著(zhù)國家水污染行動(dòng)計劃的推出，各地方政府加大對黑臭水體的整治力度，特別是對排入水體的石化企業(yè)嚴格實(shí)施污染源頭管控。某公司污水外排執行國家標準《城鎮污水處理廠(chǎng)污染物排放標準》(GB18918—2002)—級B限值，重點(diǎn)污染物COD≤60mg/L。按照所在地方政府一號工程責任書(shū)要求，2016年1月開(kāi)始外排污水主要指標要達到《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》(GB3838—2002)V類(lèi)標準，其中重點(diǎn)污染物指標COD≤40mg/L，該公司開(kāi)展污水排放提標工作，在建設外排污水深度治理提標改造項目的同時(shí)，采取一系列應急、過(guò)渡措施，保證按時(shí)限達到新標要求。其中在煉油含鹽污水處理系統末端，增加了活性焦吸附處理單元，作為過(guò)渡措施，運行2年，取得了預期效果。
1、提標前煉油污水處理情況
1.1 處理工藝流程
某公司煉油污水處理場(chǎng)處理煉油生產(chǎn)區域產(chǎn)生的污水，包括含油污水和含鹽污水2個(gè)處理系列，采用隔油、氣浮和生化工藝，其中含油污水經(jīng)處理全部回用，含鹽污水處理后達標排放。
1.1.1 含油污水處理工藝
從各生產(chǎn)裝置來(lái)的含油污水、初期雨水自流匯集到污水處理場(chǎng)沉井，經(jīng)提升進(jìn)人預處理單元，預處理工藝采用平流斜板隔油一渦凹氣浮一加壓溶氣兩級氣浮，再用缺氧一好氧活性污泥法(A/O)，去除COD及NH3-N后，合格出水全部進(jìn)人污水回用裝置，處理能力為400m3/h。工藝流程見(jiàn)圖1。
1.1.2 含鹽污水處理工藝
來(lái)自煉油生產(chǎn)裝置產(chǎn)生的電脫鹽污水、液態(tài)烴堿渣、循環(huán)水場(chǎng)排污、化學(xué)水酸堿中和排水等含鹽污水和污泥處理濾后液、反滲透濃水經(jīng)過(guò)均質(zhì)調節一隔油一兩級浮選一純氧曝氣一傳統曝氣工藝等多單元處理后達標外排，處理能力250m3/h，處理工藝見(jiàn)圖2。
1.2 處理效果
按照圖2流程，含鹽污水處理系統滿(mǎn)足《城鎮污水處理廠(chǎng)污染物排放標準》(GB18918—2002)—級B限值，作為國家控制的污染源，外排口安裝了在線(xiàn)污水監控系統。2015年半年的外排水人工監測平均數據見(jiàn)表1。
1.3 差距
地方政府一號工程責任書(shū)要求，外排污水主要指標要達到《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》(GB3838—2002)V類(lèi)標準，其中COD≤40mg/L，而現外排水COD平均濃度47mg/L，COD濃度超過(guò)50mg/L情況時(shí)常發(fā)生。出水懸浮物濃度變化較大，對COD濃度產(chǎn)生明顯影響。
2、提標改造采取的過(guò)渡工藝
2.1 工藝選擇
在水處理領(lǐng)域，吸附法主要用于脫除水中微量污染物，常作為二級處理后的深度處理手段。經(jīng)過(guò)調研和現場(chǎng)試驗，最終選擇采用活性焦吸附處理工藝作為煉油含鹽污水提標處理的過(guò)渡措施。
2.2 活性焦吸附處理工藝
2.2.1 活性焦特點(diǎn)
活性焦是以褐煤為主要原料研制出的一種外觀(guān)呈暗黑色的多孔含碳物質(zhì)，是沒(méi)有得到充分干餾或活化的活性炭類(lèi)吸附劑�；钚蕴孔鳛橐环N優(yōu)良的多孔炭質(zhì)材料，其較大孔容及比表面積，已經(jīng)被廣泛應用于水中有機污染物的吸附。但活性炭生產(chǎn)成本高，大大限制了其適用范圍。與活性炭相比，活性焦原料易得，價(jià)格低，機械強度高，具有非常大的研究潛力�；钚越贡Ａ袅嘶钚蕴课叫阅芰己�，化學(xué)性能穩定，能夠再生可重復使用的優(yōu)點(diǎn)，成為替代活性炭的新型吸附材料。
2.2.2 處理技術(shù)原理
吸附有交換吸附、物理吸附和化學(xué)吸附3種基本類(lèi)型�；钚越购突钚蕴康奈皆砘鞠嗤�，吸附機理也基本相同。與活性炭相比，活性焦比表面積小，強度較大，具有物理和化學(xué)的穩定性。
活性焦表面有較為發(fā)達的孔隙結構，雖然比表面積相對較小，但單位面積吸附能力與活性炭相當�；钚越贡砻嬗�C—C、C—O、CO、COOH及TT—TT等5種官能團。對污水中有機物的吸附以化學(xué)吸附為主，可通過(guò)氫鍵相互作用吸附廢水中含有一OH、一COOH、一NH2的有機物，還可通過(guò)靜電引力吸附去除Ca2+、Mg2+、NH4+�；钚越贡砻婀倌軋F和內部孔隙結構，特別適合于廢水中大分子污染物的吸附和生物膜的生長(cháng)。廢水中可溶性有機物分子量大小不一，活性焦孔徑分布與可溶性有機物的分子量大小相匹配，因此具有較髙的吸附率和脫除效率。
利用活性焦吸附處理難降解廢水已得到廣泛應用，全坤等匯總分析，活性焦作為活性炭的替代品，能夠吸附去除大分子難降解有機物，已廣泛應用煤化工、石油、印染等難生物降解有機物廢水的處理。采用活性焦吸附與超濾膜組合工藝進(jìn)行市政污水處理廠(chǎng)二級出水深度處理多有實(shí)釀?dòng)谩?/span>
2.3 處理工藝流程
2.3.1 處理工藝
曝氣生物濾池(BAF)池出水通過(guò)進(jìn)水水泵輸送進(jìn)人活性焦吸附塔。污水從活性焦吸附塔底部進(jìn)入，從活性焦吸附塔頂部管道收集排出，匯人到原排放池達標排放。過(guò)濾吸附塔裝有活性焦，當污水流經(jīng)活性焦床層后，水中的污染物被活性焦截留，實(shí)現污染物與水體分離。
2.3.2 吸附塔反洗
每天使用達標水反向進(jìn)水沖洗進(jìn)行初步脫除，產(chǎn)生的泥水混合物排到污水池沉淀，視進(jìn)水SS確定反洗時(shí)間。吸附飽和后進(jìn)行再生。
2.3.3 活性焦再生
吸附飽和的活性焦通過(guò)給料系統輸送到活性焦再生爐進(jìn)行熱再生，熱再生后的活性焦進(jìn)入冷卻槽中冷卻后進(jìn)人活性焦輸送槽，再送人吸附塔中使用。
2.3.4 活性焦更換
使用再生焦運行，觀(guān)察吸附效果。效果明顯下降，停運吸附塔，從塔底排出活性焦，更換成新活性焦。
處理流程見(jiàn)圖3。
3、活性焦吸附處理技術(shù)指標和設備
3.1 吸附裝置進(jìn)出水水質(zhì)
活性焦吸附處理裝置進(jìn)水為原含鹽污水處理系統排水，為保證裝置存有操作彈性，適應來(lái)水波動(dòng)的需求，裝置進(jìn)水控制指標采用原污水排放標準，其中SS指標有所放大。具體指標見(jiàn)表2。
3.2 主要構筑物和配套設備
1)活性焦吸附塔6臺，尺寸φ>3mx10m，處理能力300m3/h。
2)活性焦熱再生系統，處理能力3t/d，功率150KW。
3)水力輸送泵2臺(1用1備)，用于將吸附塔內飽和焦排出，并將再生焦輸送至吸附塔內。流量50m3/h。
4)循環(huán)水箱，容積60m3。
5)進(jìn)水水栗2臺(1用1備)，流量400m3/h。
6)活性焦進(jìn)料、出料輸送系統。
7)冷卻系統，用于再生焦冷卻。
8)布水器總長(cháng)10m，用于分配吸附塔進(jìn)水。
4、裝置運行及效果
4.1 工藝調試
2016年初活性焦吸附裝置正式運行，活性焦再生系統4個(gè)月后投入運行，再生焦回填人吸附塔循環(huán)使用。
4.2 處理效果
4.2.1 吸附處理效果
自活性焦吸附裝置投用以來(lái)，COD月均去除率在20%以上，最高40.3%。出水COD濃度保持在40mg/L以下。在進(jìn)水COD濃度超出60mg/L的情況下，出口COD也隨之升高。通過(guò)及時(shí)調整操作工藝，出水COD處于達標水平。以2017年上半年為例，活性焦吸附裝置進(jìn)水COD均值45.5mg/L，出水COD均值28.3mg/L，COD去除率均值37.8%。處理情況見(jiàn)圖4。
進(jìn)水SS濃度一直不穩定，波動(dòng)較大，對處理裝置影響較大。通過(guò)工藝控制和調整，出水SS濃度能夠控制在20mg/L以下。處理情況見(jiàn)圖5。
4.2.2 再生效果
活性焦再生系統每天再生3t活性焦，6個(gè)吸附塔依次進(jìn)行，再生后的活性焦輸送回吸附塔頂部。經(jīng)過(guò)對單個(gè)吸附塔進(jìn)出水樣進(jìn)行1周連續化驗分析的數據顯示，使用再生焦的吸附塔出水COD濃度滿(mǎn)足要求，出水COD平均值35.7mg/L，去除率平均達到37.7%。與新焦處理水平基本相當。取樣送監測部門(mén)化驗再生前后活性焦的碘值，再生焦碘值和強度均與新生物焦差距不大。使用再生焦處理情況見(jiàn)圖6。
4.3 存在問(wèn)題及改進(jìn)措施
4.3.1 進(jìn)水SS對COD去除效果的影響
活性焦吸附處理裝置進(jìn)水為煉油含鹽污水曝氣生物濾池(BAF)出水。2個(gè)工藝單元之間只設置了500m3的污水進(jìn)水池，未設置過(guò)濾設施。進(jìn)水SS控制指標40mg/L，實(shí)際進(jìn)水時(shí)通常SS值70-80mg/L，有時(shí)超過(guò)100mg/L，對活性焦吸附性能造成較大影響，會(huì )堵塞活性焦孔隙，造成短路，影響吸附效果。為此，采用了如下改進(jìn)措施：
1)及時(shí)調整裝置進(jìn)水量。嚴格控制進(jìn)水池液位，保持在半池以上，特別是夜間。避免因來(lái)水水量降低，進(jìn)水泵抽量不及時(shí)調整，導致將進(jìn)水池底沉積物抽出。
2)優(yōu)化反沖洗操作。提高對吸附塔反洗頻次，適量增加反洗水量，及時(shí)去除活性焦表面吸附的懸浮物。
4.3.2 進(jìn)水COD濃度和水量對處理效果的影響
活性焦吸附裝置進(jìn)水COD濃度和水量波動(dòng)性較大，時(shí)常出現進(jìn)水COD濃度超過(guò)60mg/L，或者水量超過(guò)設計處理能力300m3/h，甚至達到近500mVh的情況，對處理系統沖擊較大，影響到系統吸附處理效果。采取的改進(jìn)措施包括：
1)加強對含鹽處理系統總進(jìn)水水質(zhì)監控，對異常超高濃度來(lái)水及時(shí)切換到事故罐暫存，避免對污水處理系統造成長(cháng)時(shí)間沖擊，保證BAF池處理效果穩定，滿(mǎn)足活性焦處理單元進(jìn)水要求。
2)控制含鹽污水系統進(jìn)水水量平穩，當水量過(guò)大時(shí)，及時(shí)調整操作工藝，切出部分污水暫存。
3)調整再生系統投用時(shí)間。將原間斷投用改為連續投用，同時(shí)將原一塔一塔再生方式改為半塔輪換，保證每個(gè)吸附塔都有再生焦使用，處理效果維持穩定。
4.3.3 活性焦再生能力對吸附效果的影響
活性焦再生能力為每天再生3t，運行過(guò)程中發(fā)現再生能力不足，導致再生不及時(shí)。特別是來(lái)水水質(zhì)出現波動(dòng)，未及時(shí)再生的活性焦超期使用，影響了處理效果。為此，除再生系統保持連續運行外，每個(gè)月定期部分更換成新生物焦，保持處理效果。
5、主要經(jīng)濟技術(shù)指標
在工藝穩定運行期間，處理水量維持在290~340t/h，基本在滿(mǎn)負荷運行。處理噸水費用主要由以下2項組成。
5.1 電費
吸附裝置耗電方為熱再生爐和機泵，安裝了電表計量電耗。1年內月平均電費為6.4萬(wàn)元，處理水量以300t/h計，折算成噸水處理費用0.30元。
5.2 補新活性焦費用
活性焦再生量為3t/d，因含水率較高，實(shí)際再生量為2t/d。由于再生能力不足，平均每月補充新活性焦25t，活性焦單價(jià)5900元/t。折算成噸水處理費用0.68元。
經(jīng)上述分析，活性焦吸附處置裝置噸水處理費用約為0.98元。
6、結語(yǔ)
采用活性焦吸附處理工藝對煉化企業(yè)含鹽污水進(jìn)行深度處理，在實(shí)際進(jìn)水COD濃度40~80mg/L，SS濃度30~60mg/L的情況下，系統出水COD濃度保持在40mg/L以下，去除率維持近40%，SS濃度小于20mg/L，達到對目標污染物處理的預期效果。其工藝操作簡(jiǎn)單、運行成本低，可作為類(lèi)似污水深度提標處理單元的工藝路線(xiàn)選擇。(來(lái)源：中國石油化工股份有限公司天津分公司)
