港口碼頭石油化工庫(kù)區(qū)廢水處理工程設(shè)計(jì)
摘 要：結(jié)合中化格力港口碼頭項(xiàng)目的廢水處理工程設(shè)計(jì)，分析了該類廢水的水質(zhì)水量組成，針對(duì)該類廢水排放的不均勻性和水質(zhì)的不穩(wěn)定性，確定了處理工藝流程，提出了該類廢水工程設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問題。
關(guān)鍵詞：港口碼頭,含油廢水,化學(xué)品廢水,有機(jī)廢水,工程設(shè)計(jì)
隨著我國(guó)石油化工行業(yè)的迅速發(fā)展，化工品和石油類的轉(zhuǎn)運(yùn)、存貯等需求也急劇增加，大量的石油和化工品是通過航運(yùn)完成的，為此港口碼頭的建設(shè)速度也隨之加快。
在石油化工品的水運(yùn)運(yùn)輸各個(gè)環(huán)節(jié)中除壓艙水帶來(lái)的生物物種入侵問題外，還會(huì)引起泄漏污染、廢水廢氣等環(huán)境污染，這些污染日益引起人們的關(guān)注，有關(guān)行業(yè)正在采取積極的措施減少其污染危害。
本文結(jié)合中化格力高欄港石油碼頭及庫(kù)區(qū)廢水處理設(shè)施的設(shè)計(jì)，通過調(diào)研類比確定了該廢水處理設(shè)施的水質(zhì)水量指標(biāo)，根據(jù)項(xiàng)目所 在地的地方環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)要求，在方案論證基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了可行的處理工藝，提出了該類廢水處理中的注意事項(xiàng)。目前該項(xiàng)目已經(jīng)通過了調(diào)試和驗(yàn)收，進(jìn)入正常運(yùn)行期。
1 工程概況
中化格力高欄港石油碼頭及庫(kù)區(qū)項(xiàng)目地處珠海市，該項(xiàng)目建設(shè)單位為了利用國(guó)內(nèi)、國(guó)際石油資源，適應(yīng)快速發(fā)展的珠江三角洲地區(qū)對(duì)能源的需求，在珠海高欄港建設(shè)石油公用碼頭。
碼頭工程規(guī)模為2個(gè)8萬(wàn)噸、4個(gè)5萬(wàn)噸泊位，設(shè)計(jì)年吞吐能力為1560萬(wàn)噸，可靠泊1000～80000噸船舶，碼頭采用棧橋式結(jié)構(gòu)，棧橋長(zhǎng)630m，引橋長(zhǎng)75m。庫(kù)區(qū)設(shè)置多種規(guī)格的貯罐，規(guī)劃經(jīng)營(yíng)40多種化工品和石油類，近期主要經(jīng)營(yíng)的化工品和石油類見表1，遠(yuǎn)期根據(jù)市場(chǎng)需要可做調(diào)整。
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整個(gè)項(xiàng)目運(yùn)行期的廢水主要產(chǎn)自以下方面：碼頭初期雨水、船只的壓艙水、庫(kù)區(qū)各類貯罐的清洗廢水、庫(kù)區(qū)事故泄漏狀況下地面清洗的廢水。根據(jù)國(guó)家“三同時(shí)”制度要求，在建設(shè)主體工程時(shí)，必須同時(shí)建設(shè)項(xiàng)目的污染治理設(shè)施，因此，廢水處理設(shè)施必須與主體工程同時(shí)設(shè)計(jì)、同時(shí)施工建設(shè)。
2 港口碼頭及庫(kù)區(qū)廢水產(chǎn)生環(huán)節(jié)分析
2.1 化學(xué)品廢水
根據(jù)該項(xiàng)目環(huán)境影響報(bào)告書的化學(xué)品廢水來(lái)源分析，項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)過程中產(chǎn)生的含化學(xué)品廢水包括化學(xué)品儲(chǔ)罐的洗罐、罐排污、中化格力港務(wù)有限公司碼頭和庫(kù)區(qū)液體化學(xué)品操作平臺(tái)區(qū)的15min初期雨水以及中化格力港務(wù)有限公司碼頭接收的化學(xué)品船舶壓艙水。環(huán)評(píng)報(bào)告中關(guān)于化學(xué)品廢水的來(lái)源包括以下部分。
(1)洗罐廢水
根據(jù)本項(xiàng)目工藝等專業(yè)條件，洗罐污水最大沖洗水量為6m3／h，沖洗時(shí)間為16h，洗罐污水最大一次排水量(含化學(xué)品污水)為96m3。本項(xiàng)目經(jīng)營(yíng)品種大多數(shù)為石油類，化學(xué)品品種少，洗罐的機(jī)會(huì)不多，且由于化學(xué)品污水的處理費(fèi)用高，因此，項(xiàng)目會(huì)盡量減少化學(xué)品罐的清洗次數(shù)，根據(jù)本項(xiàng)目化學(xué)品罐的數(shù)量，按每年每罐清洗一次計(jì)算(實(shí)際達(dá)不到)，平均洗罐污水量按照最大量的80％計(jì)算，年洗罐污水發(fā)生量為2381m3。
(2)罐排廢水
因化學(xué)品的價(jià)格較貴，罐底殘留化學(xué)品需妥善收集，故不考慮罐排污水產(chǎn)生的含化學(xué)品污水。
(3)初期雨水
以當(dāng)?shù)匦r(shí)最大降雨量102.90mm進(jìn)行計(jì)算中化格力港務(wù)有限公司碼頭和庫(kù)區(qū)操作平臺(tái)的15min初期雨水，若操作區(qū)的總面積以1000m2計(jì)算(實(shí)際面積遠(yuǎn)小于1000m2)，則一次下雨產(chǎn)生的最大含化學(xué)品污水量為26m3。年降雨天數(shù)按照150天計(jì)算，平均初期雨水量按照最大量的80％計(jì)算，則年含化學(xué)品初期雨水發(fā)生量為3120m3。
(4)船舶壓艙水
根據(jù)本項(xiàng)目經(jīng)營(yíng)公司碼頭項(xiàng)目船型組合情況，船舶壓艙水最大日接收量按照碼頭同時(shí)？5艘2000噸級(jí)的化學(xué)品船計(jì)算，廢水量為船舶載重量10％，船舶壓艙水最大日接收量為1000m3。
(5)含化學(xué)品廢水發(fā)生量匯總
根據(jù)上面估算，本項(xiàng)目產(chǎn)生的洗罐污水、初期雨水的最大發(fā)生量分別為96、26m3／次，年發(fā)生量分別約為2381噸、3120噸，分別折為7.6t/d、9.9t/d；船舶壓艙水最大日接收量為1000m3，年接收化學(xué)品壓艙水約為3萬(wàn)噸，約折為95.2t/d。
(6)含化學(xué)品廢水污染成分分析
洗罐污水、庫(kù)區(qū)初期雨水的污染成分為庫(kù)區(qū)經(jīng)營(yíng)貨種，包括甲醇、甲苯、二甲苯、混苯，而碼頭初期雨水、化學(xué)品船只壓艙水的污染成分則為碼頭的經(jīng)營(yíng)貨種，碼頭經(jīng)營(yíng)貨種詳見表1。庫(kù)區(qū)貨種及表1所列的碼頭經(jīng)營(yíng)貨種大多為可生物降解的有機(jī)物，因此所產(chǎn)生的化學(xué)品污水屬于有機(jī)工業(yè)廢水，主要污染物指標(biāo)為COD。
匯總后平均日產(chǎn)廢水113m3/d，COD濃度為4150mg/L。
2.2 含油廢水
該項(xiàng)目含油廢水主要包括：船舶壓艙水、船舶機(jī)艙油水、油貯罐洗罐廢水、初期雨水等部分。根據(jù)環(huán)評(píng)報(bào)告含油廢水日產(chǎn)量為873m3/d，石油類含量為2480mg/L，COD含量為4880mg/L。
3 水質(zhì)水量
3.1 水質(zhì)水量類比
為了將中化格力倉(cāng)儲(chǔ)項(xiàng)目的廢水處理站設(shè)計(jì)的更加貼近實(shí)際情況，設(shè)計(jì)人員在組織專家評(píng)審原方案的基礎(chǔ)上，采納專家的建議對(duì)類似庫(kù)區(qū)的廢水處理站進(jìn)行了調(diào)研，具體調(diào)研了大連港務(wù)局化工品液體儲(chǔ)罐碼頭公司和上海東方儲(chǔ)罐庫(kù)區(qū)的廢水處理情況。
大連港務(wù)局液體儲(chǔ)罐碼頭主要倉(cāng)儲(chǔ)40種化工品，庫(kù)容量6.64萬(wàn)立方米，廢水站連續(xù)運(yùn)行7年，年產(chǎn)廢水8000～10000立方米（平均日產(chǎn)廢水30立方米）；
上海東方儲(chǔ)罐庫(kù)區(qū)油容量18萬(wàn)立方米、化工品容量4.5萬(wàn)立方米，目前日產(chǎn)化工廢水和含油廢水50～100立方米，原有的兩種廢水處理設(shè)施未運(yùn)行，正在進(jìn)行新的廢水處理站設(shè)計(jì)，新設(shè)計(jì)的規(guī)模為化工品廢水50 m3/d，生活污水30 m3/d，含油廢水和初期雨水20 m3/d，共計(jì)100 m3/d。
上述兩個(gè)庫(kù)區(qū)均無(wú)壓艙水，詳細(xì)情況見表2。
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根據(jù)調(diào)研情況，由于壓艙水多為海水，海水含鹽量高無(wú)法用生化單元處理，用常規(guī)工藝不能滿足達(dá)標(biāo)要求，上海的所有庫(kù)區(qū)壓艙水均由環(huán)保局下屬的公司采用德國(guó)進(jìn)口的設(shè)備處理，每噸壓艙水處理費(fèi)用2000元。針對(duì)中化格力項(xiàng)目所處的港區(qū)情況，若壓艙水為海水，由港區(qū)統(tǒng)一處理，若壓艙水為淡水，可以進(jìn)入該設(shè)計(jì)的廢水站處理。
3.2 設(shè)計(jì)水質(zhì)水量
根據(jù)環(huán)評(píng)報(bào)告書中的化學(xué)品廢水來(lái)源分析，所產(chǎn)生的化學(xué)品廢水屬于有機(jī)工業(yè)廢水，為了利于化學(xué)品廢水的處理連續(xù)性，將生活區(qū)的生活污水、食堂污水經(jīng)過化糞池和隔油池后收集提升至化學(xué)品廢水處理的好氧單元統(tǒng)一處理。參考調(diào)研情況，在考慮壓艙水的前提下，設(shè)計(jì)的綜合廢水的主要污染物指標(biāo)見表3，處理后水質(zhì)執(zhí)行廣東省地方標(biāo)準(zhǔn)《水污染物排放限值》DB44/26-2001中的二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。
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表3 設(shè)計(jì)廢水進(jìn)出水水質(zhì)
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根據(jù)對(duì)類似庫(kù)區(qū)廢水排放情況的調(diào)研和兩次專家評(píng)審意見，設(shè)計(jì)中確定化學(xué)品廢水和含油廢水處理規(guī)模均為5m3/h，每天平均處理港口碼頭庫(kù)區(qū)廢水240 m3。
4 廢水處理的工藝設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)的廢水處理工藝流程見圖1。
各種化學(xué)品罐的洗罐水和船只的壓艙水，進(jìn)入化學(xué)平廢水緩沖罐進(jìn)行水質(zhì)水量的調(diào)節(jié)，按照計(jì)算設(shè)計(jì)化學(xué)品緩沖罐容積為1000m3。廢水在緩沖罐可以進(jìn)行水質(zhì)水量的調(diào)節(jié)、均衡，廢水用泵提升至后續(xù)的除油設(shè)施和混凝反應(yīng)沉淀池，在混凝反應(yīng)池中進(jìn)行酸堿度的調(diào)節(jié)、并加入混凝劑和助凝劑，攪拌反應(yīng)沉淀30分鐘，混凝沉淀池的上清液自流進(jìn)入后續(xù)的氣浮單元A處理，氣浮出水自流進(jìn)入中間水箱，與含油廢水混合后進(jìn)行后續(xù)處理。
含油廢水首先進(jìn)入含油廢水緩沖罐，緩沖罐容積為2000m3，進(jìn)行水質(zhì)水量的調(diào)節(jié)，該罐最高液位處設(shè)置集油管。罐中含油水用泵提升入后續(xù)的聚結(jié)斜板除油器進(jìn)行物理除油。緩沖罐的集油管、聚結(jié)斜板除油器的出油均進(jìn)入廢油池，進(jìn)行廢油的資源化。聚結(jié)斜板除油器的出水自流進(jìn)入氣浮B單元處理，其出水自流進(jìn)入中間水箱，中間水箱有效容積40 m3，化工品廢水和含油廢水在此混合后用中間水泵提升至厭氧—好氧反應(yīng)罐進(jìn)行生化處理，生化單元出水經(jīng)過石英砂和活性炭?jī)杉?jí)過濾，達(dá)標(biāo)排放。
據(jù)調(diào)查目前的大多數(shù)庫(kù)區(qū)廢水處理不達(dá)標(biāo)，由于庫(kù)區(qū)廢水排放的不規(guī)律性，導(dǎo)致進(jìn)水水質(zhì)的不穩(wěn)定性，該設(shè)計(jì)在廢水進(jìn)入?yún)捬?mdash;好氧單元前及過濾出水后預(yù)留化學(xué)氧化接口，若目前工藝不能達(dá)標(biāo)，則由用戶自行增加化學(xué)氧化設(shè)備單元，進(jìn)一步氧化廢水，使其達(dá)標(biāo)排放。
流程說明：
1.化學(xué)品廢水緩沖罐 一個(gè)，容積1000m3。罐內(nèi)設(shè)置液位計(jì)、集油管、溢流管、放空管，廢水用化學(xué)品廢水提升泵提升至后續(xù)的油水分離器A。
2.斜板除油器A 化學(xué)品廢水首先經(jīng)過油水分離單元，將廢水中不容性物質(zhì)分離出去。
3.混凝沉淀器 化學(xué)品廢水在此進(jìn)行酸堿調(diào)節(jié)，加入混凝劑和絮凝劑，攪拌反應(yīng)沉淀后，自流進(jìn)入氣浮裝置A。
4.氣浮裝置A 一臺(tái)， 處理規(guī)模為5m3/h，目的主要是通過加藥將化學(xué)品及油類化學(xué)品在氣浮裝置內(nèi)去除，氣浮出水自流進(jìn)入中間水箱A。
5.含油廢水緩沖罐 一個(gè)，單個(gè)容積2000m3。罐內(nèi)設(shè)置液位計(jì)、溢流管、集油管、放空管，通過泵將廢水提升至后續(xù)處理單元。
6.氣浮裝置B 一臺(tái)， 處理規(guī)模為5m3/h，目的主要是通過加藥將化學(xué)品及油類化學(xué)品在氣浮裝置內(nèi)去除。
7.中間水箱A 有效容積40 m3，化工品廢水和含油廢水在此混合，混合后廢水的COD約為1500～3000mg/L。
8.厭氧、好氧反應(yīng)罐2套，單套處理能力為5m3/h， 單個(gè)罐體尺寸：外罐直徑12.0m, 內(nèi)罐直徑1.6 m，高度5.5m，有效水深5.0m。
厭氧-好氧罐，內(nèi)分多個(gè)區(qū)域，水解酸化（6h）--級(jí)接觸氧化24h—兼氧階段6h—二級(jí)接觸氧化12h—沉淀2h區(qū)域。內(nèi)罐直徑1.6 m，為豎流式沉淀器；廢水首先進(jìn)入水解酸化反應(yīng)罐，底部設(shè)置布水管，中間為穩(wěn)定的污泥層，頂部設(shè)置出水堰，水解酸化出水直接進(jìn)入接觸氧化區(qū)，接觸氧化區(qū)出水自流進(jìn)入后續(xù)的兼氧區(qū)，兼氧區(qū)出水自流進(jìn)入二級(jí)接觸氧化區(qū)，經(jīng)過曝氣氧化后出水進(jìn)入中心沉淀區(qū)，沉淀出水自流進(jìn)入后續(xù)的中間水箱B。
1.過濾器 作為一種后續(xù)處理手段確保達(dá)標(biāo), 兩級(jí)過濾，第一級(jí)采用雙層石英砂過濾器，第二級(jí)為活性炭過濾。
2.加藥系統(tǒng) 在混凝沉淀池進(jìn)口測(cè)試酸堿度，通過加入廢堿（氫氧化鈉）或廢酸（硫酸）進(jìn)行調(diào)節(jié)，在混凝沉淀池前段投加聚合氯化鐵（或硫酸亞鐵）和聚丙烯酰胺，進(jìn)行攪拌沉淀，不沉部分通過氣浮去除；含油廢水在氣浮前加入藥劑；若經(jīng)過整個(gè)系統(tǒng)處理后出水難以達(dá)標(biāo)，循環(huán)處理中考慮投加營(yíng)養(yǎng)鹽到中間水箱A中，提高廢水的可生化性。預(yù)留的雙氧水氧化單元該設(shè)計(jì)中不設(shè)計(jì)，只預(yù)留位置。
3.廢油池和廢泥池合建 建于室外地下，廢油池容積42 m3，廢泥池容積42m3。設(shè)廢泥螺桿泵兩臺(tái)，廢油螺桿泵兩臺(tái)。
各處理單元的處理效率分析見表4。
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5 結(jié)論及建議
目前，該工程設(shè)備安裝已經(jīng)完成，通過了項(xiàng)目的工程驗(yàn)收，將很快投入使用。
根據(jù)對(duì)國(guó)內(nèi)同類港口碼頭和庫(kù)區(qū)的調(diào)研和該工程的設(shè)計(jì)體會(huì)，提出以下建議：
1.在該類工程設(shè)計(jì)中將緩沖罐的容積適當(dāng)放大，目的是為了使各類廢水在此均勻混合，盡可能減少?gòu)U水的沖擊；
2.重視預(yù)處理單元，由于含油廢水和含化學(xué)品廢水的水質(zhì)與當(dāng)時(shí)的操作罐有關(guān)，水質(zhì)不確定，因此應(yīng)重視預(yù)處理單元，盡可能通過物理處理去除大部分的有機(jī)物和油質(zhì)，減輕后續(xù)的生物處理單元負(fù)荷；
3.預(yù)留化學(xué)氧化單元加藥接口，由于水質(zhì)存在較大的不確定性，設(shè)計(jì)化學(xué)加藥單元，目的是一旦來(lái)水水質(zhì)濃度較大，增加化學(xué)氧化單元，確保出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)。
參考文獻(xiàn)
1、《中化格力港口環(huán)境影響評(píng)價(jià)》，交通部水運(yùn)局環(huán)境中心。
2、趙慶良 李偉光，特種廢水處理技術(shù)，哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2004年。
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