CAF-BAF工藝在煉油污水處理中的應用
浮選法主要用來處理含油廢水中的分散油、乳化油和細小的懸浮固體物。隨著技術(shù)的進步和高效氣浮技術(shù)的不斷完善,2000年以后建設(shè)的煉油污水處理裝置部分直接采用渦凹氣浮技術(shù)[1-2]。而BAF的最大特點是集生物氧化和截留懸浮固體于一體,具有去除SS、CODCr、BOD5和氨氮等功能[3]。
陜西某煉油廠以原油深度加工為主,隨著煉油廠加工量的逐步擴大和原油性質(zhì)的變化,原有的污水處理場工藝,已經(jīng)無法滿足煉油裝置產(chǎn)生的污水處理需求。而煉油廠污水是原油煉制及加工過程中產(chǎn)生的,其特點主要為:污水的pH值波動較大;污水中含油量大,乳化油成分多,且重油在油相中所占比例高;有機污染物尤其烴類及其衍生物含量高;由于該煉油廠主要以重質(zhì)原油為原料,污水中高相對分子質(zhì)量有機污染物較多,采用傳統(tǒng)生物膜法處理難度大,因此急需探索煉油污水處理的新型工藝。
1廢水水質(zhì)
經(jīng)技改處理后,該污水處理場處理能力達到200m3/h,并且污水排放水質(zhì)達到污水綜合排放標準(GB8978-1996)二類污染物一級標準。進水(原水)水質(zhì)及排放標準見表1。
表1進水水質(zhì)及排放標準 |
2污水處理工藝
2.1工藝流程
各生產(chǎn)裝置的含油污水自流進入污水提升井,經(jīng)泵提升至調(diào)節(jié)罐,再自流進入平流式隔油池處理;出水經(jīng)泵提升至渦凹氣浮(CAF)池加入藥劑充分反應后,再進入一級氣浮池、二級氣浮;二級氣浮池出水自流進入活性污泥A池,A池出水自流進入A池斜板沉淀池,A池出水再自流入好氧生化O池,出水自流進入O池斜板沉淀池,再自流進入中間集水池。中間集水池污水經(jīng)泵提升至BAF配水池,再自流進入BAF反應池。A/O池、BAF曝氣風由離心鼓風機供給。污水在BAF反應池中進一步降解有機物、氨氮等后,再自流進入監(jiān)測池,檢測達到國家二類污染物一級(新擴改)排放標準后排放及回用,不達標則返回提升井重新處理。工藝流程詳見圖1。
2.2主要構(gòu)筑物規(guī)格及設(shè)計參數(shù)
①污水提升井規(guī)格為7.5m×6m×5.6m;②調(diào)節(jié)除油罐規(guī)格為1只3000m3和1只4000m3,停留時間為8~10h,出水油分降至200mg/L;③平流斜板隔油池規(guī)格為2間21m×4.5m×2.95m,停留時間為2~3h,出水油分降至60mg/L以下;④渦凹氣浮池規(guī)格為2間100m3,停留時間1h左右,出水中油分約為20~30mg/L;⑤一、二級溶氣氣浮池規(guī)格均為2間22.7m×4.79m×3.5m,一、二級氣浮回流池規(guī)格為5m×3m×4.52m,一、二級回流量30%~50%,一級出水油分降至10~20mg/L,二級出水油分降至小于10mg/L;⑥活性污泥法A池規(guī)格為2間45m×4.5m×5.1m,斜板沉淀池2間規(guī)格為4.3m×4.5m×5.6m,停留時間為15h;⑦好氧生化O池規(guī)格為4間45m×4.5m×5.1m,停留時間為21h,出水油分10mg/L以下,氨氮15mg/L以下,CODCr60mg/L;⑧曝氣生物濾池(BAF)規(guī)格為6間6m×6m×7.51m,并聯(lián)運行,濾料層深度3.0m,容積負荷(0.1~0.15)kgBOD/m3·d,曝氣氣水比(0.5~1.2)∶1,水反洗強度為8.33L/m2·s。
圖1污水處理工藝流程圖
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2.3設(shè)備配置
主要設(shè)備有:污水提升泵,型號LH0100-315-6,電機功率18.5kW,流量100m3/h;內(nèi)循環(huán)泵,型號CZ50-200,電機功率15kW,流量50m3/h;離心鼓風機,型號D80-1.5,流量4800Nm3·h-1,電機功率110kW;鏈條式刮渣機,型號WL-LT-GZ,功率1.1kW;BAF反洗廢水泵,型號IH80-65-160,流量50m3/h,電機功率11kW;BAF反洗泵,型號250S-39,流量500m3/h,電機功率75kW;反洗羅茨風機,型號BK8016,流量35Nm3/h,電機功率75kW;加藥計量泵,型號DPmZSB330/1.0,流量330L/h,壓力10mPa,電機功率0.75kW。
3工藝特點
結(jié)合該煉油廠含油污水的含油量大、乳化油分多和COD高的特點,該污水處理場的設(shè)計具有以下特點:
①采用了“調(diào)節(jié)除油罐—平流式斜板隔油—渦凹氣浮—1級溶氣氣浮—2級溶氣氣浮”多種手段去除水中浮油、分散油、乳化油及非溶解性有機顆粒,將物化段出水中油分控制在10mg/L以下,減輕生化段去除有機物的負荷。
②生化處理采用活性污泥法—生物膜法處理,是污水的各項指標大大降低,有利于后面的曝氣生物濾池法進一步處理。
③BAF作為該污水處理核心構(gòu)筑物,對處理后水水質(zhì)達標起到了把關(guān)作用。生化池的出水在BAF池進行接觸氧化和過濾后,水中懸浮顆粒和難降解有機物得到進一步去除,確保水質(zhì)達標。
4系統(tǒng)運行及結(jié)果
4.1系統(tǒng)的運行
該污水處理場2007年9月開始對裝置進行技術(shù)改造,于2009年5月份進水調(diào)試,現(xiàn)已合格運行,系統(tǒng)運行良好,自動化程度較高,操作簡便。監(jiān)測池水質(zhì)采用在線與人工檢測相結(jié)合的方式。
在該污水處理場調(diào)試運行前,技術(shù)人員提前進行了燒杯實驗,確定了浮選系統(tǒng)的投藥范圍為80~150mg/L。渦凹氣浮經(jīng)調(diào)試設(shè)備和培訓操作人員后立即進入投入運行。BAF系統(tǒng)采用了分步掛膜法進行掛膜培菌[4],接種了該廠污水處理一場活性污泥,接種后20d,系統(tǒng)掛膜成功。
4.2污水處理效果
工業(yè)運行中主要考察含油污水中石油類、CODCr、氨氮的處理效果。
4.2.1石油類的去除效果
由圖2可以看出,系統(tǒng)在6月1日至12日期間,進水的石油類平均濃度為73.50mg/L,出水平均濃度可降至3.72mg/L,平均去除率94.94%。
圖2石油類去除效果
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4.2.2CODCr的去除效果
圖3CODCr的去除效果
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由圖3可以看出,系統(tǒng)在6月1~12日期間,進水CODCr平均濃度為643.75mg/L,出水平均濃度可降至46.50mg/L,平均去除率92.78%。
4.2.3NH3—N的去除效果
圖4 NH3—N的去除效果
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由圖4可看出,系統(tǒng)在12月5~13日,進水NH3—N平均濃度為14.98mg/L,出水NH3—N平均濃度可降至7.16mg/L,平均去除率52.20%。影響NH3—N去除效果的因素有溶解氧[5]和硝化菌的量,系統(tǒng)去除率不高有可能是該場硝化液回流量較少,提供的硝化菌量少而引起的。
4.3運行中的問題及解決辦法
煉油廠平時可能因事故狀態(tài)下,短時間大量排放高濃度含油污水,對各處理單元造成沖擊致使其去除效果大幅下降。煉油廠針對這一情況建立了事故池,在來水含油濃度高時,隔油池出水需要部分或全部改進事故池,待水質(zhì)穩(wěn)定后,再排至調(diào)節(jié)罐,走完全流程處理,并且適時根據(jù)來水水質(zhì),適當調(diào)配各種藥劑的投放量,使污水達標排放。
5技術(shù)經(jīng)濟分析
該污水處理場廢水處理運行電費為0.81元/m3廢水;藥劑費為0.29元/m3廢水,如果處理后的中水全部回用,每年可節(jié)約費用192.7萬元。
6結(jié)論
對于陜西某煉油廠的污水,在物化段進行了渦凹氣浮等高效除油,其生化段采用活性污泥法、生物膜法和BAF為核心的處理工藝,污水處理技術(shù)合理、可靠。自2009年5月份進水投運以來,運行平穩(wěn),出水水質(zhì)能夠達標排放,產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。
參考文獻:
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[2]陳長順.葉輪氣浮機在煉油廢水處理中的應用[J].石油化工環(huán)境護,2004(4):20-24.
[3]鄭俊,吳浩汀,程寒飛.曝氣生物濾池污水處理新技及工程實例[M].北京:化學工業(yè)出版社,2002.
[4]李軍,楊秀山,彭水臻.微生物與水處理工程[M].北京:化學工業(yè)出版社,2002.
[5]左艷兵,楊春平,曾光明,等.曝氣生物濾池效能關(guān)鍵影響因素研究進展[J].化工環(huán)保,2008,28(1):37-41.
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