１　工程概況

        大慶石化公司廢水處理廠始建于１９９３年，原處理能力為６００ｍ３／ｈ，采用傳統老三套工藝（隔油、氣浮、生化），出水水質達到《污水綜合排放標準》（ＧＢ８９７８—１９９６）二級標準。隨著煉油廠煉油能力擴大以及環保要求的提高，原廢水處理廠需要進行提標改造。改造后處理能力提高至８００ｍ３／ｈ，出水水質滿足《污水綜合排放標準》一級標準。改造工程投產運行后出水水質穩定達標。

 

        廢水處理廠改造后總的處理流程為格柵—沉砂—調節除油—斜板除油—兩級氣浮—Ａ／Ｏ生化處理—纖維束過濾。

 

        煉化企業含油廢水具有水質、水量波動大、ＣＯＤ、油、ＳＳ含量高、污染物成分復雜的特點，預處理主要任務是去除水中懸浮物、油，調節ｐＨ，使水量及水質均衡穩定，其處理效果好壞直接關系到后續處理單元能否正常穩定運行，本文介紹了該項目中預處理即Ａ／Ｏ生化處理之前的改造方案。

 

２　原預處理部分存在問題

２．１　工藝流程（見圖１）

        圖１中原水由管道重力流入１＃、２＃沉砂池，２座沉砂池并聯運行。廢水經沉砂池去除沙礫后，進入提升水池（亦作泵前集水池），經泵提升進入調節除油罐，調節除油罐采用立式除油罐，是一種重力分離型除油設備，在除油罐內去除浮油和部分粒徑較大的分散油后，出水進入斜板除油池進一步去除細小分散油，斜板除油池在池內設置了傾角為４５°平行波紋板，用以去除６０μｍ以上粒徑的分散油粒。斜板除油池出水進入中和水池，在此進行酸堿調節及氣力攪拌后，進入一級、二級氣浮池，兩級氣浮均采用加藥溶氣氣浮，進一步去除水中細小的懸浮物以及乳化油，二級氣浮池出水進入后續生物處理單元。

 

２．２　原預處理系統存在的問題

通過現場踏勘并分析原有預處理工藝，確定該預處理流程存在如下問題：

        （１）前端缺少格柵攔截進水中的大顆粒物。廢水處理廠進水雜物較多，多次發生過管道、泵輪堵塞等故障，嚴重時引起電機燒毀。

        （２）調節除油罐容積為１０　０００ｍ３，僅有除油功能，無水量調節和均質功能。煉油廠各生產裝置在運行過程中難免發生意外，導致瞬間大流量高濃度廢水外排。如果這部分水直接進廢水處理廠，必將影響系統正常運行，甚至導致微生物死亡，產生污泥上浮、流失等事故。

        （３）根據廢水處理廠運行經驗，生化處理構筑物進水硫化物應控制在５ｍｇ／Ｌ以下，高于此值將對生化池中微生物生長產生抑制作用。根據業主提供廢水處理廠２００５年月平均硫化物數值，硫化物波動比較大（見表１），全年平均為８．７ｍｇ／Ｌ，原處理工藝流程中無去除硫化物措施。

（４）廢水處理廠進水沒有水質監控儀表，無法根據進水水質情況及時調整操作。

（５）兩級氣浮均采用加藥氣浮方式，氣浮產泥量大，占“三泥”（油泥、浮渣、剩余污泥）處理總量的２／３以上，“三泥”裝置脫水費用高。另外氣浮池分離浮油含有較多藥劑成分，難以回收利用。

（６）調節除油罐、提升水池均為１座，無法實現不停工檢修。

 

３　改造措施

        根據上述分析結果，確定如下改造方案，見圖２。

改造內容如下。

（１）增加２臺格柵。在兩座沉砂池進水渠道前，各安裝１臺機械格柵，利用格柵攔截較大顆粒污染物，并通過螺旋輸送器將柵渣運出系統，保護后續管道和設備。柵條間隙２０ｍｍ，機械格柵設計兩種自動啟動方式：由ＰＬＣ根據格柵前后液位差或時間定時控制；同時機旁設置急停、啟動按鈕。

 

（２）改造提升系統。新建１座提升水池，新增１臺變頻水泵。提升系統改造流程見圖３，改造后的流程可以實現的功能為：

        ①新舊兩座提升水池之間設置聯通閥門，２座提升水池可以實現串并聯運行；

        ②減少水泵啟停次數。現有泵房為地上式泵房，提升水池為地下式，水泵啟動前需要開啟真空系統，啟動時間較長，操作麻煩。新增１臺自吸泵，水泵提升能力為６００ｍ３／ｈ，該水泵配置變頻控制，可以跟蹤提升水池液位自動改變頻率，以調節提升水量，從而減少水泵啟停次數。

 

        同時，調節除油罐進水管線上設置ＣＯＤ在線分析儀，及時了解水廠進水ＣＯＤ狀況。

（３）改造調節除油罐系統。

        新建１座與原有調節除油罐相同的罐體，并在新建罐體上設置液位變送器，出水管道增設電動控制閥、電磁流量計。改造后調節除油罐系統流程見圖４。可以實現功能為：

        ①２座除油罐串聯運行。正常情況下，打開閥門Ｖ１、Ｖ２、Ｖ４、Ｖ１′、Ｖ３′，關閉閥門Ｖ５、Ｖ３、Ｖ２′、Ｖ６原有１０　０００ｍ３除油罐起除油作用，新建調節除油罐起到水質調節和均質作用。

        ②２座除油罐并聯運行。打開閥門Ｖ１、Ｖ１′、Ｖ２、Ｖ２′、Ｖ５、Ｖ６，關閉閥門Ｖ４、Ｖ３、Ｖ３′，２座除油罐并聯運行，在保證除油效果情況下，實現調節除油罐不停工檢修。

        ③新建除油罐作為二次除油罐。當進水中含油量過高時，可以打開閥門Ｖ１、Ｖ２、Ｖ４、Ｖ１′、Ｖ２′，關閉閥門Ｖ５、Ｖ３、Ｖ３′，新建除油罐作為二次除油罐，以提高除油效率。

        ④超聲波液位計可以實時監測新建調節除油罐液位，并可與電磁流量計和電動調節閥組成控制系統，充分利用調節除油罐調節能力，保證后續處理構筑物進水流量相對穩定。

（４）改造氣浮系統。采用國內專利高效溶氣技術，重點對兩級氣浮的溶氣系統進行改造。改造后溶氣系統可產生３０μｍ左右微小氣泡，微小氣泡能充分捕捉極細小的懸浮物、分散油、乳化油，可在不投藥狀態下運行。為確保運行效果，取消原一級氣浮加藥系統，實現無藥氣浮；保留二級氣浮加藥系統，以去除水中表面帶負電荷的懸浮物及剩余乳化油。改造后二級氣浮系統運行成本降低，一級氣浮浮渣不含任何藥劑，減少浮渣量，便于浮油回收。一級氣浮出水油含量可降至３０ｍｇ／Ｌ，二級氣浮出水油含量可降至２０ｍｇ／Ｌ。一級氣浮改造為無藥氣浮后，按照一級氣浮投加絮凝劑３０ｍｇ／Ｌ，水量８００ｍ３／ｈ，浮渣含固率為４％計算，則每天可以減少浮渣量１４．４ｍ３。

 

        氣浮單元改造后的工藝流程見圖５

（５）增加除硫措施。增加氯化鐵加藥化學脫硫系統，以達到去除水中硫化物的目的。反應機理如下：

        由式（１）～式（３）可知，廢水中有毒硫化物或硫氫化物可被氧化為硫代硫酸鹽和硫酸鹽。但硫代硫酸鹽毒性超過硫化物，在通常情況下硫代硫酸鹽轉變為硫酸鹽的反應較為緩慢，大約只有１０％的硫代硫酸鹽被氧化為硫酸鹽，需向水中投加催化劑，如硫酸錳、氯化銅和氯化鐵等，以提高硫代硫酸鹽轉化率。由于氯化鐵具有強腐蝕性，設計使用中須做好相應防護措施，如選用塑料加藥管道，加藥罐、加藥泵周圍地面貼耐酸堿瓷磚。

 

４　改造后的效果

４．１　調節除油罐出水水量

        由圖６可以看出，改造后的調節除油罐出水穩定，為后續處理單元穩定運行創造了良好條件。

４．２　ＣＯＤ去除效果

        由圖７可以看出，改造后ＣＯＤ去除率在２０％～４０％，改造后預處理部分ＣＯＤ由進水的６８０～９３６ｍｇ／Ｌ降至出水的５００～６００ｍｇ／Ｌ，同時預處理部分起到了均質效果。

４．３　除油效果

        由圖８可以看出，改造后除油率在９０％以上，預處理部分出水的油含量穩定在２０ｍｇ／Ｌ以下。

５　改造費用

        預處理部分改造總費用為８９３萬元（見表２）。

６　結語

        通過增設格柵、調節除油罐、ＣＯＤ在線分析儀、電磁流量計、加藥除硫裝置以及對氣浮單元進行優化等措施，實現了石化廢水處理廠預處理系統水量水質的均衡穩定、系統無需停工檢修的功能，提高了廢水處理廠的抗沖擊負荷能力，以期為石化行業相關廠區的改擴建提供參考。

 

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