渦凹?xì)飧÷?lián)合固定化曝氣生物濾池在含油廢水中的應(yīng)用

李麗，張興，孫晉方

(1.中鐵西北科學(xué)研究院有限公司，甘肅 蘭州 730000; 2.中鐵工程設(shè)計(jì)咨詢集團(tuán)有限公司太原設(shè)計(jì)院，山西 太原 030009)

工業(yè)廢水中煉油生產(chǎn)廢水水質(zhì)成分復(fù)雜、難降解有機(jī)物含量高，特別是烴類及其衍生物含量高，如污水中含有酚、Cl－、CN－、硫酸鹽、苯、烷基苯磺酸鈉等難降解有機(jī)物，色度深，COD高，水質(zhì)水量變化大［1］。甘肅某石油煉化企業(yè)年生產(chǎn)加工原油270萬t，污水處理工藝在綜合考慮進(jìn)水水質(zhì)和經(jīng)濟(jì)成本的情況下，選用渦凹?xì)飧?CAF)與固定化曝氣生物濾池(BAF)聯(lián)合處理工藝對(duì)廠區(qū)污水進(jìn)行處理，處理規(guī)模7 200 m3/d，排放水質(zhì)滿足GB 8978—1996《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》中第二類污染物最高允許排放濃度一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

1 污水進(jìn)水水質(zhì)分析及處理工藝

1.1 污水處理廠進(jìn)、出水水質(zhì)

結(jié)合該廠原料油原油特點(diǎn)，該煉油廠污水主要是含油量高、重油比重大、有機(jī)物含量高，特別是烴類以其衍生物含量高，污水pH值波動(dòng)大、水溫在38℃以上。設(shè)計(jì)進(jìn)水水量300 m3/h，其進(jìn)水水質(zhì)指標(biāo)見表1。

表1 污水處理廠進(jìn)、出水質(zhì)指標(biāo) ρ/(mg·L－1)

1.2 污水處理廠處理工藝

該污水處理工藝采用生物A/O池與BAF曝氣生物濾池為主的處理單元，污水處理廠工藝流程示意圖如圖1所示。

圖1 污水處理工藝示意圖

1.3 污水處理廠各構(gòu)筑物及設(shè)計(jì)參數(shù)

1.3.1 調(diào)節(jié)罐

含油污水首先進(jìn)入污水處理場(chǎng)的調(diào)節(jié)罐，調(diào)節(jié)罐的作用是將污水中浮油及水中的懸浮雜物，依靠各自密度的不同，使得油浮于液面，雜物沉于罐底。設(shè)計(jì)參數(shù):總?cè)莘e10 000 m3，單座5 000 m3;實(shí)際停留時(shí)間 24 h，座數(shù)為 2座;尺寸: φ20.12 m，H=18.97 m;運(yùn)行方式:連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，兩座之間并聯(lián)運(yùn)行，通過管道實(shí)現(xiàn)串聯(lián)運(yùn)行方式，污水通過調(diào)節(jié)罐處理后，含油量將在150 mg/L以下。

1.3.2 平流斜板隔油池

調(diào)節(jié)罐出水采用重力流方式進(jìn)入平流斜板隔油池。設(shè)計(jì)參數(shù):停留時(shí)間2.0 h;水平過流速度0.003 5 m/s，隔油池格數(shù)3格，單格寬度4.5 m，有效水深:2 m，有效長(zhǎng)度:25.2 m。

1.3.3 一級(jí)渦凹?xì)飧?/p>

平流斜板隔油池出水采用重力流方式進(jìn)入一級(jí)渦凹?xì)飧?。設(shè)計(jì)參數(shù):座數(shù)設(shè)置3臺(tái);單座處理能力100 m3/h;分離段停留時(shí)間40 min，寬度2.4 m，長(zhǎng)度9.1 m，有效水深1.8 m。

1.3.4 二級(jí)溶氣氣浮

一級(jí)渦凹?xì)飧〕鏊捎弥亓α鬟M(jìn)入二級(jí)溶氣氣浮池，經(jīng)二級(jí)氣浮處理后，油類污染物回收率達(dá)到97%。設(shè)計(jì)參數(shù):分離段停留時(shí)間50 min;分離段水平流速10 mm/s，寬度3.7 m，長(zhǎng)度13.5 m，有效水深2 m;反應(yīng)段反應(yīng)時(shí)間8 min，控制流速0.3 m/s，有效水深2 m，池子總長(zhǎng)度15.7 m;座數(shù)為1座3格;運(yùn)行方式:并聯(lián)、連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。

1.3.5 配水井

配水井將生活污水、二級(jí)氣浮的出水以及BAF的部分反沖洗排水，通過堰的方式使到達(dá)后續(xù)A/O生化池的水質(zhì)、水量均勻的分配而設(shè)置的構(gòu)筑物，該構(gòu)筑物保證了進(jìn)入二座A/O生化池的水量、水質(zhì)均勻。

1.3.6 A/O生化池

A/O生化池分三段，一段為水解酸化段，二段為A段，三段為O段。內(nèi)設(shè)置填料、潛水?dāng)嚢杵鳌⑵貧馄?。設(shè)計(jì)參數(shù):平均處理污水量 300 m3/h;組數(shù)，二座，每座內(nèi)分兩格;BOD5的容積負(fù)荷0.2 kg/(m3·d);池內(nèi)混合液懸浮固體平均濃度2.5 g/L;混合液懸浮固體揮發(fā)系數(shù)0.7，有效容積12 700 m3，池總?cè)莘e16 944 m3，總停留時(shí)間42.2 h，其中 O段停留時(shí)間31.65 h，池體采用半地下式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu);單座外形尺寸為:27.0 m×48 m，有效水深4.9 m。

1.3.7 終沉池

A/O生化池出水重力流進(jìn)入沉淀池。沉淀池主要作用是進(jìn)行混合液的固液分離，與生物反應(yīng)配合達(dá)到最終從污水中去除、分離有機(jī)物的目的。為保證出水水質(zhì)，采用中心進(jìn)水、周邊出水輻流式沉淀池，出水采用雙堰。

1.3.8 BAF前提升泵水池

A/O生化池的出水經(jīng)BAF前的提升泵提升到BAF池。污水提升泵設(shè)計(jì)參數(shù):污水提升泵Q =150 m3/h，H=10 m，P=13.5 kW，3臺(tái)，2用1備;BAF前提升泵水池尺寸:10.0 m×3.5 m×3.8 m;泵揚(yáng)水管閥門井尺寸:10.0 m×2.2 m×3.0 m;BAF前提升泵水池與泵揚(yáng)水管閥門井合建。

1.3.9 曝氣生物濾池

污水進(jìn)入曝氣生物濾池(BAF)，將進(jìn)一步去除懸浮物、COD、氨氮等，確保達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978—1996)中二類污染物一級(jí)指標(biāo)。BAF鼓風(fēng)機(jī)參數(shù):11.5 m3/min，P=58.8 kPa，N= 18.5 kW，9臺(tái)，8用1庫備，采用羅茨風(fēng)機(jī)，放置在BAF的廊道內(nèi)，就近布置，管道連接方便。

1.3.10 監(jiān)控池

污水經(jīng)曝氣生物濾池后重力流進(jìn)監(jiān)控池，污水經(jīng)檢測(cè)達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978— 1996)二類污染物一級(jí)指標(biāo)，即可進(jìn)入回用水處理站或到尾水泵房排放;若不能達(dá)標(biāo)則回流至生化系統(tǒng)重新處理。

1.3.11 尾水排出泵房

監(jiān)控池的合格水正常情況下進(jìn)入回用水站進(jìn)行回用水的處理。設(shè)計(jì)參數(shù):尾水排出泵水池內(nèi)設(shè)置長(zhǎng)軸液下污水提升泵，Q=200 m3/h，H=28 m，N=22 kW，1臺(tái);Q=100 m3/h，H=28 m，N= 17.5 kW，2臺(tái)，1用1備，尾水排出泵水池尺寸:L ×B×H=10.00 m×8.0 m×3.300 m，有效深度: 2.8 m。

1.3.12 鼓風(fēng)機(jī)房

鼓風(fēng)機(jī)房?jī)?nèi)布置的鼓風(fēng)機(jī)是供給 A/0生化池曝氣系統(tǒng)正常工作所需要的鼓風(fēng)壓縮空氣設(shè)施。A/0生化池供氣量為Q=80 m3/min，風(fēng)機(jī)風(fēng)壓P=58.8kPa。具體參數(shù)為:每臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)參數(shù)Q=40 m3/min，設(shè)計(jì)風(fēng)壓P=58.8 kPa，N=68 kW，3臺(tái)，2用1備。3臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)口口管上安裝氣動(dòng)蝶閥，以便于3臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)之間的切換，同時(shí)，3臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)采用同一根鼓風(fēng)空氣管道供氣。

2 工藝調(diào)試

2.1 污泥培養(yǎng)

污泥培養(yǎng)及馴化30 d，分為準(zhǔn)備、養(yǎng)生和馴化三個(gè)階段。準(zhǔn)備階段3～5 d向AO池注入生活污水和接種污泥。在AO池引入生活污水，將該池注滿，然后停止進(jìn)水，開始悶曝，悶曝2～3d后，停止曝氣，靜沉1～1.5h，然后再進(jìn)入部分新鮮污水，水量約為該池容積的1/5，此后循環(huán)進(jìn)行悶曝、靜沉、進(jìn)水。

2.2 氣浮調(diào)試

用流量計(jì)將氣浮進(jìn)水初期控制在3.8m3/h，同時(shí)在進(jìn)水口投加聚合氯化鋁，啟動(dòng)回流泵和空氣閥，用閥門調(diào)節(jié)使溶氣罐中的最大壓力不大于0.4MPa。調(diào)節(jié)溶氣水管出水閥門，使各個(gè)釋放口出水均勻。調(diào)節(jié)氣浮池出水堰高度，使氣浮池水位達(dá)到實(shí)驗(yàn)要求的高度，啟動(dòng)刮渣機(jī)。根據(jù)氣浮池出水水質(zhì)確定聚合鋁的投加量，以水質(zhì)變清為準(zhǔn)。

2.3 水溫控制

控制池內(nèi)水溫在15～20℃，經(jīng)過15 d左右，可使A/O池中的污泥濃度超過1 g/L以上。當(dāng)污泥沉降比在15% ～20%時(shí)，停止悶曝，連續(xù)進(jìn)水連續(xù)曝氣，并開始回流污泥，最初的回流比較小，控制在25%左右，隨著污泥濃度的增高，逐步提高回流比達(dá)到50%。

2.4 污泥馴化

活性污泥培養(yǎng)成熟后，向A/O池內(nèi)投加占池體容積10%的石化廠區(qū)生產(chǎn)廢水，進(jìn)行馴化。根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果，調(diào)節(jié)投加調(diào)節(jié)劑、高效營養(yǎng)劑、活化劑、消化劑等營養(yǎng)物質(zhì)(尿素、磷酸二氫鈉、助凝劑、面粉、碳酸氫鈉)。逐步進(jìn)行連續(xù)進(jìn)水，提高進(jìn)水流量，進(jìn)水流量的提高以出水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)為原則。如出水不達(dá)標(biāo)，可將出水打回流進(jìn)行循環(huán)處理。當(dāng)CODcr明顯下降時(shí)，可以加大進(jìn)水量，逐步達(dá)到設(shè)計(jì)進(jìn)水量和設(shè)計(jì)出水水質(zhì)。微生物馴化完成后轉(zhuǎn)入正常處理運(yùn)行。

3 運(yùn)行調(diào)試結(jié)果分析

調(diào)整工藝使其達(dá)到最佳運(yùn)行條件，待系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定后，于2010年8～10月不同時(shí)間段對(duì)工藝出水中COD、氨氮、硫化氫、石油類等污染物，采用國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行監(jiān)測(cè)［2］。該工藝在正常運(yùn)行后對(duì)污染物的去除率分別為:COD為93.3%、氨氮為73.3%、硫化物為97.7%、石油類為99.3%。經(jīng)運(yùn)行調(diào)試后，煉油生產(chǎn)廢水經(jīng)該工藝處理后，出水水質(zhì)穩(wěn)定，各項(xiàng)指標(biāo)排放水質(zhì)滿足《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》GB8978—1996中第二類污染物最高允許排放濃度一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

4 結(jié)論

(1)在調(diào)試過程中，水溫控制在 15～20℃。水溫高，菌種微生物活力強(qiáng)，則新陳代謝旺盛，氧化與呼吸作用加強(qiáng)，污水處理效果較好。但溫度過高大于30℃時(shí)，菌種生物將失去活性;而當(dāng)溫度小于10℃時(shí)，微生物的生命活動(dòng)受到抑制，污水處理效率受到影響。因此，在生產(chǎn)運(yùn)行過程中要控制水溫，使微生物保持最大的活性。

(2)工藝采用二級(jí)渦凹?xì)飧?，與傳統(tǒng)溶氣氣浮相比具有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn):運(yùn)行和維修部件少，操作簡(jiǎn)單易行;設(shè)備整體性能好、安裝方便、占地面積小、運(yùn)行費(fèi)用低。

(3)該煉油生產(chǎn)污水經(jīng)該工藝處理后，出水水質(zhì)達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》GB8978—1996中第二類污染物最高允許排放濃度一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

［1］ 鄒士洋，楊臘梅.難降解廢水的生物強(qiáng)化處理技術(shù)［J］.中國給水排水，2005，21(7):26－28.

［2］ 國家環(huán)境保護(hù)總局.水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法［M］.第4版.北京:中國環(huán)境科學(xué)出版社，2002.