搞好工藝設(shè)備改造 確保污水總排達(dá)標(biāo)

劉玉鳳，張柏成

（大慶石化公司煉油廠，黑龍江 大慶 163711）

一、污水處理場(chǎng)工藝流程及運(yùn)行情況

大慶石化公司煉油污水處理場(chǎng)有第一、第二兩套污水處理裝置和一套三泥處理裝置。第一污水處理場(chǎng)始建于1978年，處理能力為：含油污水900m3/h；第二污水處理場(chǎng)始建于1992年，處理能力為：含油污水600m3/h。為了節(jié)能降耗，2008年3月對(duì)第二污水處理場(chǎng)進(jìn)行了技術(shù)改造，改造了曝氣頭、砂濾罐、鼓風(fēng)機(jī)等設(shè)備。2008年5月投入運(yùn)行，污水處理能力升至800m3/h，排放標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到100%，滿足國(guó)家的環(huán)保要求，因而停運(yùn)第一污水處理場(chǎng)。

一、三循來(lái)水進(jìn)入沉砂池，自流至吸水池，提升到1萬(wàn)m3調(diào)節(jié)除油罐，經(jīng)過(guò)除油后的污水自流進(jìn)入斜板隔油池進(jìn)一步除油。斜板隔油池出水通過(guò)溢流堰進(jìn)入一級(jí)浮選溶

氣罐，經(jīng)一級(jí)浮選池，出水自流進(jìn)入二級(jí)浮選池溶氣罐。二級(jí)浮選池出水自流進(jìn)鼓風(fēng)生化池。進(jìn)行生物氧化后，出水自流進(jìn)入輻流式二次沉淀池進(jìn)行沉淀分離，經(jīng)過(guò)沉淀后的二次沉淀池出水送到高速過(guò)濾器進(jìn)行過(guò)濾，達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)后，排到污水東排一號(hào)提升泵站，進(jìn)入東排1#泵站。

第二污水處理場(chǎng)進(jìn)水量升至800m3/h后，現(xiàn)有設(shè)備不能滿足處理要求。主要表現(xiàn)為：一、二級(jí)浮選池浮渣量大，三泥裝置處理浮渣費(fèi)用高；污水處理場(chǎng)的污水處理方法較落后，抗污水沖擊能力差；污水場(chǎng)的自動(dòng)控制水平較低，缺少必要的水質(zhì)及水場(chǎng)運(yùn)行的監(jiān)測(cè)手段。因而對(duì)第二污水處理場(chǎng)設(shè)備及工藝進(jìn)行了技術(shù)改造。

二、第二污水處理場(chǎng)設(shè)備及工藝方面存在問(wèn)題

1.設(shè)備方面存在問(wèn)題

（1） 生化池里曝氣頭易損壞、充氧不均勻

生化池里曝氣頭采用雙螺旋曝氣器易損壞，使用壽命短（僅有1～2年），每年需維修及更換一部分。第二污水處理場(chǎng)生化池是推流式的，兩間一個(gè)池子，每間里有兩排雙螺旋曝氣器，充氧不均勻，氧轉(zhuǎn)移效率低 （9.5%～11%）、能耗高、對(duì)菌膠團(tuán)有破碎作用。

（2） 三間砂濾罐吸附能力一般、通透性小

車(chē)間砂濾罐采用的是過(guò)濾法。常用的濾料有石英砂、無(wú)煙煤級(jí)玻璃纖維、高分子聚合物等?，F(xiàn)有三臺(tái)砂濾罐已暴露出跑損濾料、過(guò)濾介質(zhì)阻力大、反洗周期短等缺點(diǎn)，給車(chē)間的日常操作和維護(hù)帶來(lái)很大麻煩。三間砂濾罐里填料為石英砂，吸附能力一般、通透性 (污水占罐的容積)小，由于污水場(chǎng)處理水量的增加，顯然其原有三臺(tái)砂濾罐不能滿足過(guò)濾后出水水質(zhì)、水量的要求，因此必須對(duì)砂濾罐進(jìn)行改造。

（3） 生化池鼓風(fēng)機(jī)耗電能大

第二污水處理場(chǎng)有二臺(tái)630kW鼓風(fēng)曝氣風(fēng)機(jī)，給原生化池雙螺旋曝氣器供風(fēng)，每臺(tái)風(fēng)機(jī)產(chǎn)風(fēng)量400m3/min過(guò)大，造成電能浪費(fèi)，且噪聲大。

2.工藝方面存在問(wèn)題

（1） 沉砂池雜物多

第二污水處理場(chǎng)來(lái)水沉砂池中雜物多，如樹(shù)枝、樹(shù)葉、塑料袋、破布等無(wú)法去除，這些雜質(zhì)造成后續(xù)管路堵塞和機(jī)泵設(shè)備的損壞，影響正常運(yùn)行，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成停工。

（2） 提升吸水池 (180m3)、 調(diào)節(jié)除油罐 (10 000m3)、生化池 (9 600m3)容積小

第二污水處理場(chǎng)由原來(lái)600m3/h污水處理量需提升到800m3/h，提升吸水池容積不能滿足處理量增加后的需要。

煉油廠各生產(chǎn)裝置在運(yùn)行過(guò)程中難免導(dǎo)致高濃度污水直接進(jìn)污水處理場(chǎng)，必將影響污水場(chǎng)的正常運(yùn)行。解決煉油廠污水水質(zhì)水量變化大的最好辦法是設(shè)置調(diào)節(jié)設(shè)施。第二污水處理場(chǎng)現(xiàn)有一座10 000m3調(diào)節(jié)除油罐，但缺少水質(zhì)均衡的措施。隨著污水量的增加，調(diào)節(jié)除油罐調(diào)節(jié)容積不足和無(wú)水質(zhì)均衡措施的問(wèn)題將愈顯突出，因此對(duì)調(diào)節(jié)除油罐的改造迫在眉捷。

目前在水處理領(lǐng)域中，普通活性法耐沖擊負(fù)荷能力差，進(jìn)水水質(zhì)水量變化劇烈時(shí)運(yùn)行困難，而且只適用于含碳有機(jī)物的去除（BOD），對(duì)氮磷的去除率較低，約為20%。第二污水處理場(chǎng)生化處理 (原生化池)正是采用此工藝，因而技術(shù)改造中需將新、舊生化池改建成具有脫氮功能A/O的生化處理工藝。

（3） 浮選池浮渣、藥劑量大

原第二污水處理場(chǎng)采用兩級(jí)全溶氣浮選，同時(shí)向水中投加混凝劑。收渣槽不能收集浮選池反應(yīng)區(qū)浮渣，而且收集池內(nèi)浮渣時(shí)，必須提高液位才能實(shí)現(xiàn)，使得浮渣帶水多。由于浮渣排量大，占三泥裝置總量的2/3以上，“三泥”脫水費(fèi)用高，且“三泥”裝置脫出水排至污水場(chǎng)又會(huì)對(duì)污水場(chǎng)造成沖擊。浮選池混凝劑用量過(guò)大，第一、二污水處理場(chǎng)藥劑用量達(dá)到200t/年。溶氣效果不穩(wěn)定，而且釋放器經(jīng)常堵塞，無(wú)法清理，嚴(yán)重影響裝置的處理能力和處理效果。所以需對(duì)現(xiàn)有浮選池進(jìn)行改造。

3.自動(dòng)控制方面存在問(wèn)題

原第二污水處理場(chǎng)自動(dòng)化程度低，操作強(qiáng)度較大，監(jiān)測(cè)手段不及時(shí)等，因而需對(duì)第二污水處理場(chǎng)增加自動(dòng)控制系統(tǒng)。

三、技術(shù)改造措施

1.從設(shè)備方面進(jìn)行改造

（1） 生化池里曝氣頭更換

將舊生化池池底的雙螺旋曝氣器更換成聚合物微孔管式曝氣器。聚合物微孔管式曝氣器是將多種高分子樹(shù)脂混合物放入模具中，在一定溫度和壓力下燒結(jié)成型的多孔物體。微孔曝氣是利用空氣擴(kuò)散裝置在生化池內(nèi)產(chǎn)生微小氣泡后，微小氣泡與水的接觸面積大，在水中通氣時(shí)，空氣通過(guò)曝氣器多孔以直徑≤3mm的氣泡從孔中溢出，達(dá)到向水中充氧的目的。燒結(jié)成的聚合物多孔管，再配上前蓋、后蓋、密封墊、連接桿和螺母組成高分子聚合物管式曝氣器，曝氣器呈圓柱形，外徑φ75mm，內(nèi)徑φ50mm，長(zhǎng)度250～500mm。該聚合物微孔管式曝氣器氧轉(zhuǎn)移率高達(dá)38%，耐腐蝕，耐堵性好，阻力小，管式布置分布均勻，布?xì)庑Ч?，使用壽命較長(zhǎng)。這次改造將新、舊生化池池底曝氣頭都更換成聚合物微孔管式曝氣器。

（2） 改造三間砂濾罐

為了增加砂濾罐的處理量，對(duì)砂濾罐內(nèi)部進(jìn)行改造。將原有的三臺(tái)φ5 800mm×7 050mm×10mm石英砂過(guò)濾器改造成自助力式高效纖維束過(guò)濾器，可滿足第二污水處理場(chǎng)改造及提高排放水質(zhì)的要求。自助力式是在過(guò)濾設(shè)備內(nèi)部設(shè)置自助力式纖維密度調(diào)節(jié)裝置，該裝置不需額外動(dòng)力和附加操作，僅在正常過(guò)濾操作和反洗操作過(guò)程中通過(guò)水力完成對(duì)纖維濾層的壓縮和放松。在過(guò)濾操作時(shí)，能迅速（一般在1min內(nèi)） 將濾層壓縮至所需狀態(tài)，而且絕不損傷纖維，也不會(huì)導(dǎo)致靠近活動(dòng)支撐裝置的纖維密度大于濾層主體密度的不利層態(tài)。在反洗操作時(shí)，無(wú)論濾層積泥量有多大、濾層被壓縮得多密實(shí)，均能迅速（一般在1min內(nèi)） 將濾層徹底放松，而且絕不會(huì)損傷纖維，還能避免纖維向活動(dòng)支撐裝置上堆積而有利于泥渣排出。

這次改造只需將舊設(shè)備的內(nèi)部構(gòu)件及濾料全部拆除，安裝更換上新的內(nèi)部構(gòu)件及濾料，對(duì)設(shè)備進(jìn)行內(nèi)外防腐，個(gè)別管線的開(kāi)口方位及大小需要做調(diào)整。高效纖維過(guò)濾技術(shù)采用了一種新型的軟填料—纖維束作為濾元，其濾料單絲直徑為幾十微米甚至幾微米，具有巨大的比表面積（d50:80 000m2/m3），而且過(guò)濾阻力較小，打破了粒狀濾料的過(guò)濾精度由于濾料粒徑不能進(jìn)一步縮小的限制。微小的濾料直徑，極大地增大了濾料的比表面積和表面自由能，增加了水中雜質(zhì)顆粒與濾料的接觸機(jī)會(huì)和濾料的吸附能力，從而提高了過(guò)濾效率和截污容量。

高效纖維束過(guò)濾器的濾速是石英砂過(guò)濾器的2～3倍，因此過(guò)濾效率高，維護(hù)方便，其濾元可以使用15年以上，在運(yùn)行期間基本上不需維護(hù)費(fèi)用。

（3） 更換生化池鼓風(fēng)機(jī)

生化池原鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)量過(guò)大，將現(xiàn)有630kW的風(fēng)機(jī)更換為450kW離心風(fēng)機(jī)，風(fēng)量減少到250m3/min，從而減少電耗及噪聲。

2.從工藝方面的需要對(duì)設(shè)備進(jìn)行改造

（1） 對(duì)沉砂池的改造

為了避免污染物對(duì)人體產(chǎn)生的毒害和減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，在兩間沉砂池的進(jìn)水渠道分別各安裝一臺(tái)機(jī)械格柵，利用格柵攔截較大的呈懸浮或漂浮狀態(tài)的固體污染物，并通過(guò)螺旋輸送器將格柵上清理的污物運(yùn)出系統(tǒng)，以保護(hù)后續(xù)管線和設(shè)備。

（2） 提升吸水池、生化池、調(diào)節(jié)除油罐的容積

為了滿足新工藝的需求：①增建一個(gè)提升吸水池(180m3)。為了適應(yīng)水量變動(dòng)，兩個(gè)提升吸水池可互相切換使用。②增建一個(gè)生化池 (8 700m3)。此生化池具有脫氮功能的A/O工藝，又稱為前置反硝化生物脫氮。③增建一個(gè)10 000m3調(diào)節(jié)除油罐。兩座調(diào)節(jié)除油罐底部安裝曝氣管，實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)除油罐均質(zhì)的功能。

（3） 為了減少浮渣、藥劑量，對(duì)浮選池溶氣罐及釋放器進(jìn)行改造

浮選法亦稱氣浮法。浮選法用于含油廢水處理，具有浮渣含水率低（96%以下），出水水質(zhì)好等多項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)，因而得到廣泛應(yīng)用。浮選法的處理構(gòu)筑物及設(shè)備主要包括浮選池、溶氣系統(tǒng)等。

第二污水處理場(chǎng)的浮選池由五間一級(jí)浮選池和五間二級(jí)浮選池組成，把一、二級(jí)浮選池前10個(gè)溶氣罐更換成混均器、全溶吸溶氣罐；浮選池反應(yīng)區(qū)的蝶片釋放器更換成布水器。出水堰加高，排渣、出水實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。其中五間二級(jí)浮選池前全溶吸溶氣罐還串聯(lián)五個(gè)藥劑混合反應(yīng)器、五個(gè)付線，二級(jí)加藥與否由污水進(jìn)水水質(zhì)決定，一級(jí)不加藥。改造后第一污水場(chǎng)停運(yùn)，第二污水場(chǎng)只有五間二級(jí)浮選池加藥，將降低藥劑用量。每套設(shè)備處理量為160～200 m3/h，污水經(jīng)氣浮段處理后的出水指標(biāo)要達(dá)到：石油類≤20mg/L， 懸浮物≤30mg/L， pH=6～8。

3.自動(dòng)控制的改造

第二污水處理場(chǎng)采用一套DCS系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。達(dá)到設(shè)備狀態(tài)可監(jiān)視，運(yùn)行數(shù)據(jù)可記錄，工藝參數(shù)可調(diào)節(jié)，產(chǎn)品質(zhì)量可控制，人員安全可保障，事故原因可追溯。

4.改造后工藝說(shuō)明

來(lái)自煉油廠的污水經(jīng)新設(shè)置的格柵處理后，自流進(jìn)入沉砂池，提升至調(diào)節(jié)除油罐進(jìn)行除油。

斜板隔油池出水進(jìn)入一級(jí)浮選池，一級(jí)浮選池出水進(jìn)入改造后的二級(jí)浮選池，通過(guò)投加絮凝劑進(jìn)一步去除水中的乳化油。

二級(jí)浮選池的出水首先進(jìn)入改造后A/O生化池的缺氧區(qū)（A段），缺氧段出水進(jìn)入到好氧區(qū)（O段）。生化池出水自流進(jìn)入輻流式二沉池進(jìn)行沉淀分離，經(jīng)過(guò)沉淀后的二沉池出水送至改造后的纖維束高速過(guò)濾器進(jìn)行過(guò)濾，達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)后，排到污水東排一號(hào)提升泵站，進(jìn)入東排1#泵站。

四、效果

第二污水處理場(chǎng)改造后，實(shí)現(xiàn)了停運(yùn)第一污水處理場(chǎng)。第一污水處理場(chǎng)停運(yùn)后每小時(shí)節(jié)電1 500kW，節(jié)約蒸汽3.5t，每月可節(jié)約資金120萬(wàn)元。第二污水處理場(chǎng)于2008年5月開(kāi)工后，達(dá)到總排出水合格率100%。對(duì)降低污水場(chǎng)的運(yùn)行成本、提高出水水質(zhì)、減少污染物的外排量、提高節(jié)能環(huán)保水平具有深遠(yuǎn)意義，可取得良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。