论文部分内容阅读
摘要针对现有污水场污水量增加，而污水场调节容量不足、生化处理深度不够，出水合格率低的情况，对污水场进行改造，主要是增加了接触氧化池，对提高污水的出水合格率有一定作用。
关健词 污水处理改造接触氧化工艺
Abstract: According to situation of the increase of the wastewater volume and inadequate adjustment capacity , insufficient biochemical treatment , and low qualified rate of the effluent water, the wastewater plant was reconstructed, a contact oxidation pool was added to improve the qualified rate of the effluent water
Keyword: wastewater treatmentreconstructioncontact oxidationtechnology
中图分类号： P744.4 文献标识码A 文章编号：
1 污水场现状
广石化炼油污水处理装置由旧污水处理场（以下简称旧场）和新污水处理场组成，旧场是1978年3月投产，原设计能力为600 m3/h，其中含油污水360 m3/h，含盐污水240 m3/h。投产后经标定生化处理能力仅300 m3/h，工艺上采用隔油、浮选、生化的处理方法。
新污水场是1990年6月投产，新场采用物化、生化和深度三级处理工艺，物化处理包括隔油、浮选处理工序，设计处理能力为600m3/h；生化处理采用ORBAL多槽式氧化沟工艺，设计处理能力为900 m3/h，实际处理能力为800 m3/h；深度处理包括絮凝沉淀和活性炭吸附，设计处理能力500 m3/h。
原设计新旧污水场并列运行，但由于旧污水场合建式爆气池生化处理深度不够，旧场处理后的污水不能达标，爆气池出水后仍需送到新场氧化沟继续处理，现新旧污水场运行方式为：旧场进水经平流隔油、斜板隔油、一、二级浮选和曝气池处理后进新场二级浮选前，与新场一级浮选处理水合并进入二级浮选，通过新场二级浮选、氧化沟、二沉池处理，再进絮凝沉淀池进一步沉清，最后根据水质情况经活性炭后输送到珠江排放口的蓄水池。污水场运行方式如下图所示。
图1改造前工艺流程
2 污水处理中存在的问题
2.1 加工三高原油造成污水来水水质恶化
随着公司生产和经营规模的不断扩大，由2006年原油加工量770万吨，到2008年的1350万吨，企业炼制高酸、高硫、高稠质劣质原油，“三旷”排放总量和种类也在相应地增加，如加工高硫原油带来的乳化水、加工高酸原油带来的电脱盐水水量的增加以及水质恶化等，加大了污水装置的处理难度，扩建前后污水水质各项指标如下表。
表1 扩建前后各项指标对比（单位：mg／L）
2.2 原有设施处理能力不足
首先，污水调节容量不足，北调节池容量2400m3，主要用作事故池，接受电脱盐水和碱渣水，南调节池容量为2850 m3，根据来水量800计算停留时间为6.5小时，远远低于设计规范要求的16-24小时的调节停留时间，由于污水处理系统没有足够的均质与均量的场所及时间，受来水水量、水质的因素影响较大，尤其是无法应对炼油工艺调整、设备检修、大雨等不确定因素均会造成水质污染物突增和来水水量突增，严重影响污水场的处理效果。
另外，隔油池、浮选池的除油效果不理想，新场二级浮选出水含油量平均40.7mg／L，与规范要求值25 mg／L相差较大，对后续工序造成很不利的影响，当污水处理受到高浓度污水冲击时，此问题更加突出，严重影响后序装置的运行；原有的一级生化处理能力不足，氧化沟出水COD平均272mg／L，与出口指标100 mg／L相差甚远，氨氮的去除率极低，进入污水场氨氮是26 mg／L，出水外排是2 4mg／L，说明一级生化的脱碳脱氮能力已不能满足出水的要求。这一系列因素这导致炼油污水处理场的各向出水指标合格率较低，无法做到稳定达标排放。
2.3 水质排放标准提高
近年来，污水排放标准不断提高，环境排放标准日趋严格，执法力度不断加大，尤其是环境保护部门在污染源投用在线监测系统，更是要求污水排放长期稳定达标；另外公众对环境保护的关注度日益增加，标准的提高和社会舆论给企业带来巨大的环保压力，如不采取有效措施使污水稳定达标排放，公众对企业的社会评价较低，势必将影响中石化的形象和企业的可持续发展。
3 改造措施
根据污水场存在的问题，主要采取在二沉池后接新建两段生化深度处理工艺，即沉淀池﹢接触氧化﹢沉淀池，进一步降解COD和去除氨氮；同时对污水场的部分预处理设施进行改造，为后序污水处理奠定基础，主要工艺是在二沉池出水后，新建一段生化深度处理工艺，进一步降解COD，去除氨氮，确保污水的稳定达标。在改造中将旧污水场中处理效果不理想的合建式曝气池和一、二级浮选拆除，在旧址上新建两个5000m3的调节罐，一个尺寸为46m×44m×6m有效容积为11132m3的接触氧化池，两个800 m3的沉淀池，将原来一级氧化沟生化污水处理改为二级生化处理。
3.1对污水场预处理设施实施系列改造
预处理部分改造主要是将目前新场运行的2座污水调节罐改造为罐中罐，罐中罐是利用水力旋液分离浮油的自动收集排油组合装置，由沉淀腔室、自动撇油器、布水堰槽、层流穿孔排水管、倾斜排泥管系等组合而成，具有污水调节、均质和油水旋流分离、浮油自动收集及锥形罐底水力排泥作用。污水进入储罐内一组合式多管束水力旋液分离组合装置内，含油污水在水力旋液分离组合装置内产生高速旋转，利用油和水的不同密度差产生不同的离心力，对油水进行分离，同时提高液体中固相的沉降效果。经水力旋液分离后的轻相油上浮到分离腔室的顶部，由设置在分离腔室内的一台自动撇油装置将油经管道排至污油收集系统。水力旋液分離组合装置下部排出水及固相物，在内罐的沉淀分离区内，利用液体的层流态和折流布水，使下部排出水中的固相物得到更好的沉降效率而分离，被沉降下来的固相物（含油污泥）由排渣阀门排出罐外。经处理后的含油污水，可确保分离沉淀出水含油量在150mg/L以下，可有效地减轻下道工序的负担。
其次为了改善一级浮选的除油效果，将处理效果不好的加压溶气气浮改为麦王公司第三代专利技术涡凹气浮，它具有设备简单，占地面积少，运行费用低的特点。这次改造采用麦王CAF－400型涡凹气浮，转轮直径200mm，总功为10.12KW，以增强对油和悬浮物的去除效率，为下一道工序创造有利的条件。
3．2增加污水调节容量
在污水场的日常运行中，炼油装置的工艺调整、设备检修、大雨等不确定因素均会造成水质污染物突增和来水水量突增，是污水处理效果不稳定的一个突出问题，受冲击后，污水场需要有一星期到一个月时间的菌种培养才能恢复正常运行。新建的两个25m×15m容积为5000m3的调节池则可有效地解决这一问题，发生突发事件时，按1000 m3/h的污水流量算，可以收集12.5个小时的来水，使个污水的停留时间由6.5小时提高到19小时。可有效缓冲不确定因素如炼油装置工艺调整、检修、大雨等造成上来水水量突增和水质污染物突增带来的影响，从而有效地避免对污水场整个系统造成冲击。
3.3加大生化处理深度
这次改造的重点在采用生物接触氧化法降解有机物，生物接触氧化法是一种介于活性污泥法与生物滤池之间的生物膜法工艺， 其特点是在池内设置填料，池底鼓风曝气对污水进行充氧，并使池体内污水处于流动状态，污水与填料上的生的生物膜充分接触，在生物膜上微生物的新陈代谢作用睛，污水中有机物得到去除，污水得到净化。生物膜生长至一定厚度后，填料壁的微生物会因缺氧而进行厌氧代谢，在其产生的气体及曝气形成的冲刷作用下会造成生物膜的脱落，脱落的生物膜将随出水流出池外，并促进新生物膜的生长。生物接触氧化法具有以下的特点：1、填料比表面积大，有充足的溶解氧，适于微生物的栖息和生长，2、池内生物固体量多，故对水质水量的骤变有较强的适应能力； 3、剩余污泥量少，不存在污泥膨胀问题，运行管理简便。4、池内的生物膜由菌胶团、丝状菌、真菌、原生动物组成，丝状菌在填料空隙间呈立体结构，大大增加了生物相与废水的接触表面，同时絲状菌对多数有机物具有较强的氧化能力，对水质负荷变化有较大的适应性，有效地提高净化效果。
接触氧化采用二段接触氧化平推流式氧化池，设计水量为800 m3/h ，有效水深5.5 m，水力停留时间14小时。离心式鼓风机二用一备，功率为132KW/台，单台风量80 m3/mim，池底铺设曝气设施，采用散流式ø 600mm曝气头，安装间隔1250 mm×1250 mm。池内设置盾型纤维填料，每个盾型填料有6条120 mm（折叠放置）的纤维丝，填料安装上下间隔60mm，左右间隔120mm。
3.4 增加两座平流沉淀池
在接触氧化池后增加两座平流沉淀池，规格32m×10m×3m，，把接触氧化池排出的污泥和生物膜进行沉淀，沉降下来的污泥一部分通过污泥泵回流到氧化池，一部分则进入污泥浓缩池，上清液用泵送入清水池。沉淀池采用行车式刮吸泥机，以解决以前后絮凝排泥不畅造成的污泥堆积问题。
图2改造后工艺流程
4 改造效果
对比污水场前后的一些基础数据，可以了邂这次改造的效果，如下表
表2改造前后各项指标对比（单位：mg／L）
对比表中改造前后和改造目标值，可以看出，由于增加了生化工序、扩大了系统容量，悬浮物和COD有一定的改进，污水场改造后出水合格率也有一定的提高，但COD没有有达到预期的70 mg／L目标值，氨氮的去除基本为零，与改造目标值相差甚远，综合来说这次污水系统改造没有完全达到预期的目的。这次改造较为成功的是，由于加大了系统的总调节容量，在实际运行中有效地减轻了来水的突发性冲击。
5 结束语
污水场的改造在去除COD和调节罐改造为罐中罐除油上取得一定的效果，增加污水调节容量在抗缓冲排放方面有很大的提高，但从出水水质看没有达到设计目标，从整体上看是不成功的。接触氧化池的填料密度偏小，风量不足，涡凹气浮除油效果不理想等，固然是造成出水水质没有达标的原因，但更深层的原因在于这次改造没有对污水场进行系统的改造，只是在二沉池出水后加二级生化处理，而对上游隔油、浮选、氧化沟等工序没有进行根本性的改造，在污水量和污水浓度大幅增加的情况下，上述处理工序处理能力明显不足，处理深度不够，就成为整个污水场处理系统的瓶颈，而污水处理工艺的特点是上下工序环环相扣，因而改造没有达到预期的效果。只有对原有的污水系统进行污污分流、污污分治，将高含盐、高有机物浓度污水与低含盐、低有机物浓度污水进行分流，分别处理，高含盐、高有机物浓度污水通过加长处理流程，提高处理深度，才能彻底解决存在的问题。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关健词 污水处理改造接触氧化工艺
Abstract: According to situation of the increase of the wastewater volume and inadequate adjustment capacity , insufficient biochemical treatment , and low qualified rate of the effluent water, the wastewater plant was reconstructed, a contact oxidation pool was added to improve the qualified rate of the effluent water
Keyword: wastewater treatmentreconstructioncontact oxidationtechnology
中图分类号： P744.4 文献标识码A 文章编号：
1 污水场现状
广石化炼油污水处理装置由旧污水处理场（以下简称旧场）和新污水处理场组成，旧场是1978年3月投产，原设计能力为600 m3/h，其中含油污水360 m3/h，含盐污水240 m3/h。投产后经标定生化处理能力仅300 m3/h，工艺上采用隔油、浮选、生化的处理方法。
新污水场是1990年6月投产，新场采用物化、生化和深度三级处理工艺，物化处理包括隔油、浮选处理工序，设计处理能力为600m3/h；生化处理采用ORBAL多槽式氧化沟工艺，设计处理能力为900 m3/h，实际处理能力为800 m3/h；深度处理包括絮凝沉淀和活性炭吸附，设计处理能力500 m3/h。
原设计新旧污水场并列运行，但由于旧污水场合建式爆气池生化处理深度不够，旧场处理后的污水不能达标，爆气池出水后仍需送到新场氧化沟继续处理，现新旧污水场运行方式为：旧场进水经平流隔油、斜板隔油、一、二级浮选和曝气池处理后进新场二级浮选前，与新场一级浮选处理水合并进入二级浮选，通过新场二级浮选、氧化沟、二沉池处理，再进絮凝沉淀池进一步沉清，最后根据水质情况经活性炭后输送到珠江排放口的蓄水池。污水场运行方式如下图所示。
图1改造前工艺流程
2 污水处理中存在的问题
2.1 加工三高原油造成污水来水水质恶化
随着公司生产和经营规模的不断扩大，由2006年原油加工量770万吨，到2008年的1350万吨，企业炼制高酸、高硫、高稠质劣质原油，“三旷”排放总量和种类也在相应地增加，如加工高硫原油带来的乳化水、加工高酸原油带来的电脱盐水水量的增加以及水质恶化等，加大了污水装置的处理难度，扩建前后污水水质各项指标如下表。
表1 扩建前后各项指标对比（单位：mg／L）
2.2 原有设施处理能力不足
首先，污水调节容量不足，北调节池容量2400m3，主要用作事故池，接受电脱盐水和碱渣水，南调节池容量为2850 m3，根据来水量800计算停留时间为6.5小时，远远低于设计规范要求的16-24小时的调节停留时间，由于污水处理系统没有足够的均质与均量的场所及时间，受来水水量、水质的因素影响较大，尤其是无法应对炼油工艺调整、设备检修、大雨等不确定因素均会造成水质污染物突增和来水水量突增，严重影响污水场的处理效果。
另外，隔油池、浮选池的除油效果不理想，新场二级浮选出水含油量平均40.7mg／L，与规范要求值25 mg／L相差较大，对后续工序造成很不利的影响，当污水处理受到高浓度污水冲击时，此问题更加突出，严重影响后序装置的运行；原有的一级生化处理能力不足，氧化沟出水COD平均272mg／L，与出口指标100 mg／L相差甚远，氨氮的去除率极低，进入污水场氨氮是26 mg／L，出水外排是2 4mg／L，说明一级生化的脱碳脱氮能力已不能满足出水的要求。这一系列因素这导致炼油污水处理场的各向出水指标合格率较低，无法做到稳定达标排放。
2.3 水质排放标准提高
近年来，污水排放标准不断提高，环境排放标准日趋严格，执法力度不断加大，尤其是环境保护部门在污染源投用在线监测系统，更是要求污水排放长期稳定达标；另外公众对环境保护的关注度日益增加，标准的提高和社会舆论给企业带来巨大的环保压力，如不采取有效措施使污水稳定达标排放，公众对企业的社会评价较低，势必将影响中石化的形象和企业的可持续发展。
3 改造措施
根据污水场存在的问题，主要采取在二沉池后接新建两段生化深度处理工艺，即沉淀池﹢接触氧化﹢沉淀池，进一步降解COD和去除氨氮；同时对污水场的部分预处理设施进行改造，为后序污水处理奠定基础，主要工艺是在二沉池出水后，新建一段生化深度处理工艺，进一步降解COD，去除氨氮，确保污水的稳定达标。在改造中将旧污水场中处理效果不理想的合建式曝气池和一、二级浮选拆除，在旧址上新建两个5000m3的调节罐，一个尺寸为46m×44m×6m有效容积为11132m3的接触氧化池，两个800 m3的沉淀池，将原来一级氧化沟生化污水处理改为二级生化处理。
3.1对污水场预处理设施实施系列改造
预处理部分改造主要是将目前新场运行的2座污水调节罐改造为罐中罐，罐中罐是利用水力旋液分离浮油的自动收集排油组合装置，由沉淀腔室、自动撇油器、布水堰槽、层流穿孔排水管、倾斜排泥管系等组合而成，具有污水调节、均质和油水旋流分离、浮油自动收集及锥形罐底水力排泥作用。污水进入储罐内一组合式多管束水力旋液分离组合装置内，含油污水在水力旋液分离组合装置内产生高速旋转，利用油和水的不同密度差产生不同的离心力，对油水进行分离，同时提高液体中固相的沉降效果。经水力旋液分离后的轻相油上浮到分离腔室的顶部，由设置在分离腔室内的一台自动撇油装置将油经管道排至污油收集系统。水力旋液分離组合装置下部排出水及固相物，在内罐的沉淀分离区内，利用液体的层流态和折流布水，使下部排出水中的固相物得到更好的沉降效率而分离，被沉降下来的固相物（含油污泥）由排渣阀门排出罐外。经处理后的含油污水，可确保分离沉淀出水含油量在150mg/L以下，可有效地减轻下道工序的负担。
其次为了改善一级浮选的除油效果，将处理效果不好的加压溶气气浮改为麦王公司第三代专利技术涡凹气浮，它具有设备简单，占地面积少，运行费用低的特点。这次改造采用麦王CAF－400型涡凹气浮，转轮直径200mm，总功为10.12KW，以增强对油和悬浮物的去除效率，为下一道工序创造有利的条件。
3．2增加污水调节容量
在污水场的日常运行中，炼油装置的工艺调整、设备检修、大雨等不确定因素均会造成水质污染物突增和来水水量突增，是污水处理效果不稳定的一个突出问题，受冲击后，污水场需要有一星期到一个月时间的菌种培养才能恢复正常运行。新建的两个25m×15m容积为5000m3的调节池则可有效地解决这一问题，发生突发事件时，按1000 m3/h的污水流量算，可以收集12.5个小时的来水，使个污水的停留时间由6.5小时提高到19小时。可有效缓冲不确定因素如炼油装置工艺调整、检修、大雨等造成上来水水量突增和水质污染物突增带来的影响，从而有效地避免对污水场整个系统造成冲击。
3.3加大生化处理深度
这次改造的重点在采用生物接触氧化法降解有机物，生物接触氧化法是一种介于活性污泥法与生物滤池之间的生物膜法工艺， 其特点是在池内设置填料，池底鼓风曝气对污水进行充氧，并使池体内污水处于流动状态，污水与填料上的生的生物膜充分接触，在生物膜上微生物的新陈代谢作用睛，污水中有机物得到去除，污水得到净化。生物膜生长至一定厚度后，填料壁的微生物会因缺氧而进行厌氧代谢，在其产生的气体及曝气形成的冲刷作用下会造成生物膜的脱落，脱落的生物膜将随出水流出池外，并促进新生物膜的生长。生物接触氧化法具有以下的特点：1、填料比表面积大，有充足的溶解氧，适于微生物的栖息和生长，2、池内生物固体量多，故对水质水量的骤变有较强的适应能力； 3、剩余污泥量少，不存在污泥膨胀问题，运行管理简便。4、池内的生物膜由菌胶团、丝状菌、真菌、原生动物组成，丝状菌在填料空隙间呈立体结构，大大增加了生物相与废水的接触表面，同时絲状菌对多数有机物具有较强的氧化能力，对水质负荷变化有较大的适应性，有效地提高净化效果。
接触氧化采用二段接触氧化平推流式氧化池，设计水量为800 m3/h ，有效水深5.5 m，水力停留时间14小时。离心式鼓风机二用一备，功率为132KW/台，单台风量80 m3/mim，池底铺设曝气设施，采用散流式ø 600mm曝气头，安装间隔1250 mm×1250 mm。池内设置盾型纤维填料，每个盾型填料有6条120 mm（折叠放置）的纤维丝，填料安装上下间隔60mm，左右间隔120mm。
3.4 增加两座平流沉淀池
在接触氧化池后增加两座平流沉淀池，规格32m×10m×3m，，把接触氧化池排出的污泥和生物膜进行沉淀，沉降下来的污泥一部分通过污泥泵回流到氧化池，一部分则进入污泥浓缩池，上清液用泵送入清水池。沉淀池采用行车式刮吸泥机，以解决以前后絮凝排泥不畅造成的污泥堆积问题。
图2改造后工艺流程
4 改造效果
对比污水场前后的一些基础数据，可以了邂这次改造的效果，如下表
表2改造前后各项指标对比（单位：mg／L）
对比表中改造前后和改造目标值，可以看出，由于增加了生化工序、扩大了系统容量，悬浮物和COD有一定的改进，污水场改造后出水合格率也有一定的提高，但COD没有有达到预期的70 mg／L目标值，氨氮的去除基本为零，与改造目标值相差甚远，综合来说这次污水系统改造没有完全达到预期的目的。这次改造较为成功的是，由于加大了系统的总调节容量，在实际运行中有效地减轻了来水的突发性冲击。
5 结束语
污水场的改造在去除COD和调节罐改造为罐中罐除油上取得一定的效果，增加污水调节容量在抗缓冲排放方面有很大的提高，但从出水水质看没有达到设计目标，从整体上看是不成功的。接触氧化池的填料密度偏小，风量不足，涡凹气浮除油效果不理想等，固然是造成出水水质没有达标的原因，但更深层的原因在于这次改造没有对污水场进行系统的改造，只是在二沉池出水后加二级生化处理，而对上游隔油、浮选、氧化沟等工序没有进行根本性的改造，在污水量和污水浓度大幅增加的情况下，上述处理工序处理能力明显不足，处理深度不够，就成为整个污水场处理系统的瓶颈，而污水处理工艺的特点是上下工序环环相扣，因而改造没有达到预期的效果。只有对原有的污水系统进行污污分流、污污分治，将高含盐、高有机物浓度污水与低含盐、低有机物浓度污水进行分流，分别处理，高含盐、高有机物浓度污水通过加长处理流程，提高处理深度，才能彻底解决存在的问题。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。