新區(qū)污水處理場的工藝和運行情況
摘要: 石油一廠新區(qū)污水處理采用國內(nèi)通用的煉油污水處理流程,從1997年11月開始運行至今,CODcr的平均去除率為87.3%,出水各項指標達到了遼寧省《污水與廢氣排放標準》(DB21-60-89)二級標準要求。運行結果表明,該工藝處理效果穩(wěn)定,工藝組合合理。
關鍵詞: 污水處理 工藝 運行
石油一廠外遷工程新區(qū)包括30萬噸/年酮苯脫蠟脫油,15萬噸/年石蠟加氫,15萬噸/年石蠟成型,10萬噸/年糠醛精制,8萬噸/年白土精制等五套生產(chǎn)裝置及相應的儲運、供熱、供水、供電、消防、污水處理、維修管理等配套輔助設施。污水處理場設計規(guī)模為300t/h,處理外遷工程的生產(chǎn)、生活污水,1995年末破土動工,1997年7月竣工投產(chǎn),占地50余畝,投資約3200萬元。
污水處理場是在撫順石化研究院環(huán)保所所做的生產(chǎn)污水水質預測數(shù)據(jù)、生化處理試驗數(shù)據(jù)和推薦的污水處理流程的基礎上,由中石化總公司北京設計院設計。從1997年11月開始運行至今,CODcr的平均去除率為87.3%,出水各項指標達到了遼寧省《污水與廢氣排放標準》(DB21-60-89)二級標準要求。污水處理場工藝流程見圖1。
一、工藝流程簡述
新區(qū)排水采用清污分流制,具體分為含油污水、生活污水和雨水三個系統(tǒng)。含油污水、生活污水和初期雨水送入污水處理場處理,雨水經(jīng)雨水分隔池直接排入廠區(qū)南側的孤家子河。
含油污水包括各生產(chǎn)裝置排污點排水、罐區(qū)脫水、循環(huán)水排污、地面沖洗水和初期雨水等,設計水量為300 t/h,以自流方式排到污水處理場隔油池;生活污水指食堂、浴池等排水及糞便污水,設計水量為20 t/h,以自流方式排到污水處理場二級浮選池出水間。污水處理場主要處理構筑物的設計參數(shù)見表1。
1 隔油、浮選部分
采用平流斜板隔油池,借助于油粒與水的比重差使可浮油上浮到水面,用刮油機將其去除。作為煉油污水處理的第一道工序,它可以去除污水中攜帶的大量石油類物質,使隔油出口含油≤80mg/l。為下道工序浮選的平穩(wěn)運行提供必要的條件。
兩級浮選采用部分回流加壓溶氣浮選,隔油池出水直接進浮選池,然后將50%浮選處理后的污水經(jīng)加壓泵加壓后回流。使空氣在一定的壓力作用下溶解于水中,經(jīng)溶氣罐的充分混合溶解,達到過飽和狀態(tài),然后通過減壓釋放器使污水減至常壓,這時溶解于水中的空氣以微小氣泡的形式從水中逸出,氣泡上浮過程中與油粒碰撞,吸附,一起浮出水面形成浮渣,浮渣由刮渣機刮去,乳化油和部分溶解油得以去除,使二浮出口含油≤15mg/l。由于用于加壓的水量,通常只占總處理水量的50%,相對于全加壓溶氣浮選可以節(jié)省電能。此外,由于加壓水較清潔,減少了釋放器和溶氣罐的堵塞現(xiàn)象。
針對煉油污水水量、水質波動大的特點,在浮選池后設計了5000m 3的勻質罐。勻質罐中設置水力噴射循環(huán)混合器,使罐中污水上下循環(huán)混合,增強勻質作用,保證了生化系統(tǒng)進水的水質。在勻質罐進口管和不合格污水罐出口管上設置連通管,以便在水量較大時利用不合格污水罐作為調(diào)節(jié)罐使用。確保了進入生化處理部分的水量和水質的穩(wěn)定。
2 生化部分
生化處理部分為兩級生化。一級生化為傳統(tǒng)推流式鼓風曝氣,二級生化采用三溝式氧化溝。傳統(tǒng)推流式鼓風曝氣,污水從池一端流入,從另一端流出,污水與回流污泥入池后僅進行橫向混合,而前后互不相混,以一定流速推流前進。針對煉油化工污水中慢速可生物降解和難生物降解有機物所占比例較高的特點,采用延時曝氣法強化了對難降解和慢速可降解有機物的去除。曝氣池內(nèi)設置32臺高充氧效率的提升式微孔管曝氣裝置。經(jīng)曝氣處理后的混合液自流入二沉池。
二沉池采用輻流式,周邊式刮泥機底部刮泥的同時表面刮渣,用泵抽送污泥回流至曝氣池進口,澄清水經(jīng)溢流堰匯集,自流入配水井至氧化溝。
三溝式氧化溝屬于合建式交替運行氧化溝,由三條同容積的環(huán)形溝并聯(lián)組成,兩側邊溝各有一方形連通孔與中間溝相連。運行時根據(jù)設定的程序,通過配水井向各溝配水,并控制各溝的運行狀態(tài)。中溝總是處于運行狀態(tài),左右兩溝兼作沉淀池和曝氣池,作沉淀池時轉刷停止運轉。轉刷配置雙速電機,通過程序控制器控制轉刷轉速,從而達到調(diào)節(jié)充氧量的目的?梢圆捎煤醚醴绞焦ぷ魅コ鬯械挠袡C污染物;也可以采用缺氧-好氧流程工作,以去除污水中的氨氮。三溝式氧化溝不僅具有傳統(tǒng)活性污泥法的優(yōu)點,去除有機物的效率很高,也具有脫氮的功能。它不設沉淀池,處理設施大大簡化。
氧化溝出水達到排放標準時,直接排入沈撫暗渠。當氧化溝出水水質不合格時,送入不合格污水罐,然后根據(jù)水質的具體情況,少量逐步送回曝氣池或氧化溝重新處理,直至合格后排放。
二、污水處理場運行情況分析
污水處理場經(jīng)歷了打通流程、考驗設備、培養(yǎng)馴化活性污泥等過程后,1997年11月裝置運行達到正常。從開工至2002年底,污水處理場已處理污水341萬m3,由于污水設計水量考慮了新區(qū)北部予留地,現(xiàn)北部予留地裝置尚未全部投產(chǎn)。污水場實際最高處理量達110 m3/h,平均為78.5 m3/h。1998年至2002年水質情況見表2。
由表2可知,污水場進水水量呈逐年下降的趨勢;污水處理場的處理效果良好?傔M口油含量的平均值為 190.8mg/l,總排放口油含量的平均值為2.06 mg/l,平均去除率為98.92 %;總進口CODcr的平均值為314.8 mg/l,總排放口CODcr的平均值為40.0 mg/l,平均去除率為87.3%;總進口BOD5的平均值為98.8mg/l,總排放口BOD5的平均值為7.3mg/l,平均去除率為92.6%;總進口懸浮物的平均值為158.0mg/l,總排放口懸浮物的平均值為38.6mg/l,平均去除率為75.6%。其它水質指標,如硫化物、揮發(fā)酚、PH值、氰化物和氨氮等,都遠遠低于污水排放標準。由于設置了不合格水調(diào)節(jié)罐,保證了開工6年以來污水處理率和外排污水綜合合格率為100%。
三、存在的問題及對策
污水場經(jīng)長期運行監(jiān)測,該工藝處理效果穩(wěn)定,污水處理效果較好。但在生產(chǎn)運行中也存在一些問題。
1 生化部分容積負荷低,污泥濃度偏低
由于進入污水場的水量水質遠低于設計指標,污水處理裝置長期處于低負荷運行狀態(tài),平均處理量為設計進水量的26%,進水水質低于設計進水水質,總進口油含量的平均值為 190.8mg/l, 設計指標為500 mg/l;總進口CODcr的平均值為314.8 mg/l, 設計指標為1000 mg/l。由于污水中有機污染物少,造成活性污泥賴以生存的營養(yǎng)物質不充足。生化部分運行參數(shù)見表3和表4。
由表3和表4可知,生化部分實際有機負荷遠未達到設計值,曝氣池設計容積負荷為0.52kgCODcr/m3.d,1998年至2002年實際容積負荷最大值為0.0715kgCODcr/m3.d,平均值為0.0314kgCODcr/m3.d;氧化溝設計容積負荷為0.3kgCODcr/m3.d,1998年至2002年實際容積負荷最大值為為0.0295kgCODcr/m3.d,平均值為0.0167kgCODcr/m3.d。在活性污泥微生物降解有機物自身增殖的同時,還存在微生物內(nèi)源呼吸現(xiàn)象,也就是細菌因“自身相食”而死亡。當有機負荷降低時,由于可利用的有機物濃度達到最低限度,活性污泥處于饑餓狀態(tài),污泥繁殖受到影響,微生物只有進行生存競爭,細菌總數(shù)將減少。此時,活性污泥量不增長或下降。曝氣池中的污泥濃度很難保證,不能達到設計規(guī)定的指標。
2 生化部分冬季水溫低,氧化溝表面結冰,轉刷運行困難
由于新區(qū)凝結水回收,污水回用等節(jié)水措施的投用和各生產(chǎn)裝置加強節(jié)水管理工作,使新區(qū)總排水量持續(xù)下降。由1998年的110.2t/h降為2002年的50.6t/h。僅為設計處理量320t/h的15.8%。1998年12月氧化溝進水水溫為11.2℃,轉刷運行正常。到2002年污水在污水場停留時間長達20天,盡管采用了在勻質罐對污水進行加溫的措施,12月氧化溝進水水溫仍然為4.9℃,由于氧化溝水力停留時間長達6天,使出水水溫降為0℃。氧化溝沉淀溝水面結冰,冰層厚達20mm,轉刷翅掛冰,每次啟動轉刷時需人工砸冰,造成運行困難,氧化溝無法正常運轉。特別是給污水加溫需消耗大量蒸汽,造成不必要的浪費。預計通過對曝氣池進行改造,將49.4*6.5*0.3米的中間隔墻改為承重外墻,使曝氣池容積減少一半,使污水停留時間減半,降低冬季污水在曝氣池的降溫幅度,提高氧化溝的進水溫度,可節(jié)約加溫污水消耗的蒸汽1000噸。另外還可以將曝氣池的容積負荷增加一倍,有利于曝氣池中活性污泥的成長。
3 “三泥”處理問題
煉油污水處理中產(chǎn)生的“三泥”包括隔油池底泥、浮選池浮渣和剩余活性污泥三類。由于生化處理采用延時曝氣法和氧化溝,不產(chǎn)生剩余活性污泥,因此,污泥處理系統(tǒng)僅處理含油較高的底泥和浮渣。新區(qū)污水處理場一期工程“三泥”處理部分只設重力濃縮脫水罐,沒有興建配套的“三泥”處理設施。重力濃縮脫水后的“三泥”出路一直沒有徹底解決,每年外運底泥和浮渣量近500噸。是發(fā)生二次環(huán)境污染的隱患。所以,今后應加強浮選刮渣和濃縮脫水罐的管理,努力降低浮渣的含水率,減少浮渣出場量,同時重視完善“三泥”脫水設施,開辟脫水后“三泥”的處理途徑。
四、結束語
1 新區(qū)污水處理場97年11月一次開工投產(chǎn)成功并平穩(wěn)運行至今,各處理單元出水水質達到設計要求。工藝流程選擇了煉油污水處理的經(jīng)典工藝,在目前的水質水量情況下,其污水處理綜合效果很好,出水指標遠低于排放標準。
2 設置不合格水調(diào)節(jié)罐,保證了開工6年以來污水處理率和外排污水綜合合格率為100%。
3 由于進水氨氮濃度較低,氧化溝沒有按照缺氧-好氧流程工作,目前采用好氧工作方式。
4 裝置還未經(jīng)滿負荷運轉考察,滿負荷運轉時裝置的性能及各處理單元出水水質能否達到設計指標還需進一步驗證。
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