孫喜鵬

中海油石化工程有限公司

某原油終端廠污水產(chǎn)生量約2 000 m3/d，污水含COD約1 000 mg/L、石油類約120 mg/L、氯離子約5 000mg/L、TDS約12 000 mg/L、聚合物約40～100 mg/L等，來水水質(zhì)、水量、水溫波動幅度大。生產(chǎn)污水經(jīng)上游物化除油單元處理后，出水含COD約 260～400 mg/L、石油類約 16～30 mg/L、懸浮物約200 mg/L、氨氮約 30～40 mg/L、聚合物約5～10 mg/L等，出水水質(zhì)波動比較大。

近年來，因終端廠污水中聚合物含量大幅增加且氯（Cl-）含量高，處理難度加大?，F(xiàn)有生化處理部分運行效果差，MBR反應(yīng)器無法正常運行且年久失修。終端廠污水處理系統(tǒng)出水水質(zhì)已達(dá)不到新標(biāo)準(zhǔn)的排放要求（主要指標(biāo)：COD≤50 mg/L；氨氮≤8 mg/L；總氮≤15 mg/L）?；谝陨显颍K端廠現(xiàn)有污水處理提標(biāo)改造勢在必行。

1 污水處理工藝

1.1 中試裝置

為解決現(xiàn)有污水處理系統(tǒng)設(shè)備老舊以及出水水質(zhì)不達(dá)標(biāo)問題，終端廠于2014年4月建成一套處理能力為500 m3/d的規(guī)模化中試系統(tǒng)，系統(tǒng)采用“脫聚+生化處理+高級氧化+附聚微降解”工藝，同時為滿足生產(chǎn)需求增加1套1 500 m3/d芬頓處理系統(tǒng)。

1.2 工藝流程

污水經(jīng)過調(diào)節(jié)、隔油除渣、過濾、脫聚處理后，以1 500 m3/d進(jìn)入Fenton+斜沉降+活性炭吸附處理系統(tǒng)，另外以500 m3/d進(jìn)入規(guī)模化中試系統(tǒng)，兩套處理系統(tǒng)產(chǎn)水混合后排放?，F(xiàn)有污水處理工藝流程見圖1。

1.3 存在問題

圖1 現(xiàn)有污水處理工藝流程Fig.1 Existing sewage treatment process flow

規(guī)模化中試裝置經(jīng)過近兩年的穩(wěn)定運行，出水水質(zhì)除CODcr和總氮指標(biāo)個別天數(shù)超標(biāo)外，其余指標(biāo)均可穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。運行中存在的問題：①運行中多次受上游來水水量、水質(zhì)波動的影響，對中試裝置沖擊較大；②脫聚反應(yīng)罐內(nèi)濾料消耗過大，罐體和管道腐蝕、結(jié)垢較嚴(yán)重；③總氮超標(biāo)、CODcr出水達(dá)標(biāo)不穩(wěn)定。

2 解決方案

本次提標(biāo)改造不僅要實現(xiàn)污水處理規(guī)模擴(kuò)大，而且還要針對規(guī)模化中試裝置運行中存在的問題進(jìn)行改進(jìn)及優(yōu)化。具體措施如下：

（1）根據(jù)GB 50747—2012《石油化工污水處理設(shè)計規(guī)范》要求，污水處理系統(tǒng)的調(diào)節(jié)池水力停留時間應(yīng)為24～48 h[1]，而現(xiàn)有的調(diào)節(jié)池水力停留時間僅為9 h，遠(yuǎn)達(dá)不到該規(guī)范要求。針對現(xiàn)有污水處理系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力不足問題，提出將原有CAST池改造為調(diào)節(jié)池，水力停留時間為32 h，加強系統(tǒng)的均質(zhì)、均量能力。

（2）試運行前期酸液投加量（pH值為2～3）過大，安裝濾料和內(nèi)部構(gòu)件過程中人為損壞內(nèi)部防腐層，以上原因?qū)е旅摼鄯磻?yīng)罐內(nèi)濾料消耗大、腐蝕結(jié)垢嚴(yán)重。根據(jù)規(guī)?；性嚭笃谒嵋和都恿浚╬H值為5～6），濾料的消耗和罐體的腐蝕結(jié)構(gòu)均降至較低水平。因此，濾料裝填前可在廠內(nèi)進(jìn)行酸液氧化預(yù)處理[2]，投運后酸液投加量可按照規(guī)?；性嚭笃谕都恿?，可減少對罐體的腐蝕結(jié)垢。

（3）規(guī)?；性囇b置生化部分采用厭氧/好氧工藝，缺少對總氮的去除手段，造成出水總氮不達(dá)標(biāo)。本次提標(biāo)改造生化部分可采用A2/O（厭氧/缺氧/好氧）工藝[3]，增加除氮環(huán)節(jié)，增加多級內(nèi)循環(huán)措施，強化生化部分對COD、總氮等污染物的去除能力。

3 工藝優(yōu)化

本次提標(biāo)改造旨在對現(xiàn)有污水處理工藝進(jìn)行改進(jìn)及優(yōu)化，改造后污水處理工藝流程由預(yù)處理、生化處理和深度處理三階段組成（圖2）。

圖2 改造后污水處理工藝流程Fig.2 Sewage treatment process flow after modification

3.1 預(yù)處理階段

上游物化除油單元出水為本次提標(biāo)改造項目進(jìn)水。利用上游物化段出水余壓自流進(jìn)原有一級冷卻塔進(jìn)行冷卻，將水溫由75℃降至45～50℃。一級冷卻塔出水自流進(jìn)入原有平流式隔油池，在此完成浮油的去除，泥水分離。隔油池出水自流進(jìn)中間水池（利舊原有調(diào)節(jié)池），經(jīng)原有污水泵提升到二級冷卻塔進(jìn)行冷卻，冷卻后出水自流進(jìn)入調(diào)節(jié)池（原CAST池改造），在此均化水質(zhì)、水量。調(diào)節(jié)池出水經(jīng)新增污水泵提升至新增隔油除渣池，在此去除污水中的懸浮物、油類、膠體等污染物[4～5]。隔油除渣池出水經(jīng)泵提升至過濾器，進(jìn)一步去除水中的懸浮物，提高后續(xù)脫聚單元的處理效率。利用隔油除渣過濾器出水余壓自流進(jìn)入脫聚單元，污水經(jīng)由脫聚反應(yīng)塔、分離塔及調(diào)儲塔。污水加酸調(diào)節(jié)后進(jìn)入脫聚反應(yīng)塔，利用填充在塔內(nèi)的鐵碳填料自身產(chǎn)生的電位差對廢水進(jìn)行微電解處理[6～9]，同時二價鐵離子與帶微負(fù)電荷的PAM異性相吸生成不溶于水的有機物絡(luò)合物，反應(yīng)后的污水加堿調(diào)節(jié)后進(jìn)入脫聚分離塔，在此利用斜板沉淀去除污水中的氫氧化鐵絡(luò)合物。

3.2 生化處理階段

經(jīng)過預(yù)處理后的出水自流進(jìn)入生化處理階段。生化處理部分主要由厭氧池、兼氧池、好氧池、沉淀池及出水池組成，在此去除污水中的COD、總氮、總磷等污染物。沉淀池出水經(jīng)泵提升至生化過濾器，進(jìn)一步去除污水中的懸浮物，提高后續(xù)深度處理階段的處理效率。

3.3 深度處理階段

利用生化過濾器出水余壓自流進(jìn)入高級氧化池，向池內(nèi)投加臭氧和雙氧水，以加強大分子長鏈聚合物的斷鏈反應(yīng)[10]，提高后續(xù)附聚微降解池的處理效果，在此去除污水中難降解有機污染物。附聚池出水經(jīng)泵提升至過濾器，進(jìn)一步去除水中懸浮物，確保出水懸浮物含量達(dá)標(biāo)。過濾器出水自流進(jìn)入原有排海緩沖池，監(jiān)控達(dá)標(biāo)后泵送外排。

4 效果分析

為分析現(xiàn)有污水處理工藝改造后運行效果，表1列出了2018年6—10月進(jìn)水及各階段出水水質(zhì)數(shù)據(jù)平均值。

表1 改造后各階段出水指標(biāo)平均值Tab.1 Average value of effluent index after modification mg/L

從表1可看出，現(xiàn)有污水處理工藝改造完成后，出水水質(zhì)遠(yuǎn)超遼寧省最新地方《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》。改造后運行費用為9.6元/m3（不含設(shè)備折舊費）。

5 結(jié)論

某原油終端廠產(chǎn)生的含聚高鹽含油污水水質(zhì)復(fù)雜，具有高鹽、聚合物含量高、油珠粒徑小、乳化程度高、污水黏度大、懸浮物非常穩(wěn)定等特點，油水分離困難，屬于難處理含聚高鹽含油污水。

針對規(guī)?；性囇b置運行過程中存在的問題，提出有針對性的解決措施，對現(xiàn)有污水處理工藝進(jìn)行改進(jìn)及優(yōu)化，投運后出水水質(zhì)可穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。通過該項目驗證，本套含聚高鹽含油污水處理工藝具備廣闊的應(yīng)用前景，可為類似污水處理工程設(shè)計提供借鑒。