探讨炼油厂污水处理技术的改造范文

污水处理厂现状分析

1污水处理厂概况

目前污水处理采用典型的炼油污水处理“老三套”流程，由隔油池装置单元、浮选池装置单元、均质罐装置单元、氧化沟装置单元、生化曝气装置单元和污水回用装置单元组成。污水处理场现有处理工艺是：经过隔油、浮选除油后的污水由均质罐自流进入氧化沟处理单元和合建式曝气单元进行进一步处理后排放。原有污水处理设施由于工艺以及设备老化等原因，处理出水不能满足排放要求。此外，由于炼油厂扩建，污水处理场水量增加，原有设施不能满足需要，根据现场实际情况，对污水处理场改造势在必行。

2现有污水处理工艺和流程

目前污水处理系统由隔油池单元、浮选池单元、均质罐单元、氧化沟单元、合建式曝气单元和污水回用装置单元组成，工艺流程见图1。生化池和氧化沟来水进入絮凝沉淀池和气浮池，通过投加混凝剂和絮凝剂，去除水中油类污染物和悬浮物，絮凝沉淀池和气浮池出水流入清水池，由提升泵提升至一级过滤器（纤维束过滤器），出水进入二级过滤器（石英砂过滤器），经过管道泵送至除氨器中进行除氨，在进水管线中加入臭氧。除氨器出水重力进入活性炭罐，出水流入净水池，由外输泵输送至循环水厂做为循环水补充水。

3存在的问题

目前炼油厂污水处理场面临的主要问题是部分设施老化，处理工艺相对落后，处理效果不理想，主要是排放浓度不能达到新标准要求。随着企业的发展，污水场水量不断增加，进水水质成分不断变化及国家及地方政府对外排污水水质要求日趋严格等因素，原有污水处理场生化处理装置已无法满足发展的需要，现有污水处理场生化单元，无论氧化沟（包括其后续的澄清池）还是合建式曝气池，实际处理能力均为300m3/h，而目前需要处理的水量约为800m3/h，随着扩建项目的开工，处理水量将增加到1500m3/h。所以，目前污水处理场生化单元的处理能力不能满足要求。2009年对已建成的企业排污开始执行新的污水综合排放标准，新标准中要求的排放浓度控制在50mg/L以下，标准的提高对企业的达标排放是个严峻的考验。近几年来该炼油厂原油集中加工、炼油结构调整技术改造工程建成后，新增污水将依托炼油厂现有污水处理场进行处理，污水处理总量将增加、污水组分更加复杂、污水场受冲击几率增加，现有污水处理场不能满足要求，只有对污水处理装置进行大规模改造，才有可能解决。

技术性质方案

1污水水质特点

炼油污水的特点和性质与原油组成特别是非烃类组成、水中杂质和炼油加工工艺等密切相关，是一种集悬浮油、乳化油、溶解有机物及盐于一体的多相体系。污水处理场生化单元进水水质见表1。由表1及现场运行数据可知道生化单元进水具有以下的特点：进水水质、水量波动幅度相对较大；有机物含量高，表现为污水中的COD浓度高，且含有部分难生物降解的成分；碳氮磷比例不均衡，不易微生物生长繁殖；氨氮浓度30mg/L，是生化单元去除的主要污染物之一。

2改进污水生化处理

鉴于炼化污水炼化污水属于高含油、高乳化、高氨、高氮、高悬浮物、难生物降解有机污水，因此生化处理时要求选择的工艺必须满足以下要求：加强污水场来水水质水量的调节功能，即增加均质调节池；由于该部分水水质可生化性差，且可能含有某些有毒有害物质，在好氧处理单元前增加前处理工段，即水解；所选择的生化处理单元必须具有脱氮功能，即增加A/O处理工艺；在生化系统中需要投加营养盐，满足微生物生长的需要，增加加药装置；根据目前运行经验，要使出水COD稳定小于50mg/L，需增加二级生化处理，即BAF工艺。

生化处理技术。生化处理是净化污水和降低COD浓度的关键阶段，在污水回用深度处理中应用非常广泛，能够降解多种污染物，处理成本低，运行稳定可靠，抗冲击能力强。目前现行的生化处理工艺主要有普通活性污泥法、SBR、前置厌氧氧化沟法（Carrousel2000氧化沟）、CASS法、水解＋A/O工艺、三沟式氧化沟工艺。其中，前置厌氧氧化沟法（Carrousel2000氧化沟）、CASS法及水解＋A/O三种处理工艺在炼厂污水处理中最为常用。

“水解＋A/O”工艺。水解工艺利用水解和产酸微生物，改变了污水中污染物的结构，提高污水可生化性并有效部分的降解了有机污染物，再经过好氧处理最终实现达标排放。水解＋好氧工艺做为一种组合的处理工艺，在总的停留时间和能耗等方面比传统的单纯使用好氧工艺技术节约了能耗及投资，是现代污水处理厂广泛应用的成熟工艺。水解工艺特点为：（1）水解酸化工艺启动容易，灵活性强；（2）水解池可取代初沉池；（3）水解池有较好的抗有机负荷冲击能力；（4）水解过程可改变污水中有机物、含氮污染物形态及性质，提高污水的可生化性，有利于后续好氧处理；（5）在低温条件下，仍有较好的去除效果；（6）有利于后续好氧处理，可以同时达到对剩余污泥的稳定；（7）对原水中的有毒有害物质有去除作用。

CASS工艺。CASS是序批式间歇曝气活性污泥法（又称序批式反应器）SBR工艺的一种变形，它是近年来在国内外被引起广泛重视和研究日趋增多的一种污水生物处理新技术。循环式间歇曝气活性污泥法——CASS工艺按一定时间顺序间歇操作运行，CASS工艺的一个完整的操作过程，亦即每个间歇反应器在处理废水时的循环周期包括如下五个阶段：（1）进水期（或称充水期）；（2）反应期；（3）沉淀期；（4）排水排泥期；（5）闲置期。在一个运行周期中，各个阶段的运行时间、反应器内混合液体积的变化及运行状态等都可以根据具体污水的性质、出水水质及运行功能要求等灵活调整。CASS工艺具有如下特点：（1）工艺流程简单。CASS污水处理工艺与普通的活性污泥法相比，它不需要另设二次沉淀池。（2）构筑物少、占地省。无需二沉池及污泥回流泵房等设备，还可以不设初次沉淀池，减少了相应土建工程量和设备。（3）自控要求高，运行管理复杂，故障率高。CASS反应器需形成良好的缺氧、好氧环境，全部依赖先进的自控系统。同时滗水器滗水及池内的污泥回流也需要较高的自控水平。（4）设备利用率不高。这是间歇周期运行的必然结果，因而设备费用和装机容量都要增大。

前置厌氧氧化沟法（Carrousel2000）氧化沟。氧化沟最初于二十世纪五十年代出现于荷兰，主要由环形曝气池组成，具有出水水质好、处理效率稳定、操作管理方便等优点，同时也能满足生物脱氮要求。氧化沟布置有多种形式，除了常用的转刷型氧化沟外，还有采用垂直轴表面曝气叶轮的卡罗赛尔氧化沟以及转碟型曝气器的奥贝尔氧化沟。同时，在运行方法上又可分为连续流及分渠式氧化沟。Carrousel2000型氧化沟工艺的特点可以归结为：（1）有极强的混合搅拌与耐冲击负荷能力；（2）运行管理简单；（2）氧化沟负荷相对较低，使氧化沟占地面积较大；（4）土建费用较高；（5）氧利用率较低，相应的能耗较高。根据上述三个方法的综合比较可以看到，方法一在耐冲击负荷、节能及管理经验方面优于其它方法；方法二在运行管理方面优于其他二个方法；方法三在占地和自动化方面优于其他方法。

生化处理装置技术改造。根据炼油厂污水的水质特点及国内外的成功经验，经以上研究论证本改造方案生化处理工艺采用“水解+A/O”工艺。同时，由于本次改造要求出水COD小于50mg/L，故在上述一级生化处理工艺的基础上，采用BAF（曝气生物滤池）工艺作为深度生化处理工艺，从而保证出水稳定达标。工艺路线如图2所示。其中，水解工艺可以有效地改善生化进水水质，将水中可溶性不易降解的有机物转化为容易被生物降解的有机物，同时对氮化合物进行氨化，改变氮在污水中的存在形态；脱氮选择A/O工艺，通过A、O两段的硝化-反硝化，达到对污水脱氮的目的；BAF工艺，进一步氧化COD等有机物，同时过滤水中SS，使出水各项指标稳定小于排放标准。

水解+A/O工艺的技术特点。水解池是污水生化处理的预处理工段，能够有效地去除悬浮物，改善水质，提高生化性。水解池处于缺氧的状态，集生物降解、物理沉降和吸附为一体，污水中的颗粒和胶体污染物得到截留和吸附，并在产酸细菌等微生物作用下得到分化和降解。通常水解池BOD5去除率为20～30％，CODcr去除率为25～40％，SS的去除率为50～80％，对大肠杆菌和蛔虫卵的去除率也有显著提高，同时水解池改善了污水的可生化性，有利于后续的好氧处理，水解池的主要特点可概括如下：（1）新工艺由于采用厌氧处理技术，在处理水的同时，也完成了对污泥的处理，使污水、污泥处理一元化，简化了传统处理工艺流程；（2）新的处理工艺与传统活性污泥法相比，具有良好的技术经济性，其基建投资、总运转费和总电耗比传统活性污泥工艺分别节省了38%、35%和34%；（3）水解工艺有利于油水分离，由于水解的预酸化作用使污水的PH值有所降低，在酸性条件下，使油从水中析出，浮于水面，从而达到油水分离的效果。脱氮选择A/O工艺，通过A、O两段的硝化-反硝化，达到对污水脱氮的目的。作为主生化处理段的A/O工艺段，由两段组成，A段是缺氧段，O段是好氧段。待处理污水经过缺氧段后进入好氧段，在好氧段内硝化细菌在氧气充足的情况下，把氨氮变成硝态氮。经过内回流（混合液回流）硝态氮又进入缺氧段，在缺氧环境中生存的反硝化细菌，利用待处理水中的碳源，把硝态氮变成氮气，从而使氨氮从系统中去除掉。通过内回流的方式实现脱氮所需碳源的自给自足，克服了后置反硝化需要外加碳源的缺点。这种工艺氮的去除率一般在85%-95%之间，它的主要优点有：（1）减少了曝气量；（2）不需要外加碳源；（3）缺氧段在好氧段之前，可以起到生物选择器的作用，有利于控制污泥膨胀；（4）由于反硝化产生的碱度可以补偿硝化反应所需要碱度，系统内碱度易于平衡；（5）剩余污泥量小且易于脱水。

2曝气生物滤池（BAF）工艺。为进一步去除COD，在经过缺氧生物系统（A）和好氧生物系统（O）之后，增加深度生化处理单元，即采用内循环曝气生物滤池（BAF）工艺，该工艺综合了过滤、吸附和生物代谢等多种净化作用，具有以下优点：（1）氧传输速率很高，曝气量小，供氧动力消耗低；（2）过滤速度高，处理负荷大大高于常规处理工艺；（3）抗冲击负荷能力强，耐低温，正常负荷的2~3倍短期运行，对出水的水质影响很小，一旦挂膜成功，可在6~10℃的低温下连续运行；（4）易挂膜，启动快；（5）运行管理方便，便于维护；（6）曝气生物滤池采用模块化结构，便于分期工程的二期工程施工，也便于改建扩建。经BAF工艺深度处理后，出水COD浓度可达40mg/L左右，同时过滤水中SS，使出水各项指标稳定小于排放标准。

结束语

根据某炼厂污水生化处理装置目前存在的问题，采用水解+A/O生物处理工工艺与BAF深度处理工艺相结合的技术方案，使改造后污水的各项排放指标达到2009年新实施的污水综合排放标准的要求。（本文作者：杜维君、杜维谦、张胜振单位：昊华工程有限公司）