煉油污水處理改造工程的設(shè)計(jì)

劉 軍

（南京金凌石化工程設(shè)計(jì)有限公司，江蘇 南京 211500）

由于現(xiàn)階段煉油工藝中使用原料的重質(zhì)化以及部分質(zhì)量不達(dá)標(biāo)等原因，上游污水排放裝置排放出來(lái)的水中富含物質(zhì)也更加多樣，為當(dāng)前煉油廠污水處理系統(tǒng)帶來(lái)了極大挑戰(zhàn)，現(xiàn)有污水排放裝置排出的水質(zhì)已經(jīng)不能夠滿足人們的需求?，F(xiàn)階段，國(guó)家政策鼓勵(lì)煉油企業(yè)對(duì)企業(yè)內(nèi)污水排放處理系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)改造與設(shè)計(jì)，并加大資金投入。

1 工程概述

當(dāng)前，企業(yè)內(nèi)原油加工能力已能夠達(dá)到300萬(wàn)/年左右，具有十幾套核心生產(chǎn)以及配套設(shè)備，擁有聚丙烯、重整加氫、氧化瀝青等多種深度加工設(shè)備，能夠加工各類原油，企業(yè)主要產(chǎn)品包含汽油、車用液化氣、潤(rùn)滑油、柴油以及聚丙烯等。本次需要處理的煉油廢水為循環(huán)冷卻水排污水，當(dāng)前企業(yè)所使用的處理裝置為傳統(tǒng)三件套處理裝備，包含調(diào)節(jié)罐、隔油池、曝氣池以及浮選池等，并在逐步改造的過(guò)程當(dāng)中增添了氧化溝以及氧化還原池等設(shè)備[1]。隨著當(dāng)前煉油工藝中所需原料逐漸朝著重質(zhì)化以及劣質(zhì)化方向發(fā)展，污水排放的基本標(biāo)準(zhǔn)日益嚴(yán)格，為了符合國(guó)家污水排放規(guī)定，同時(shí)適應(yīng)煉油廠當(dāng)前發(fā)展現(xiàn)狀，需對(duì)現(xiàn)有污水處理工程進(jìn)行改造，達(dá)到國(guó)家規(guī)定要求后進(jìn)行排放。

2 設(shè)計(jì)規(guī)模與水質(zhì)

當(dāng)前項(xiàng)目中的污水主要為循環(huán)冷卻水排污水，本次擬定升級(jí)規(guī)模為400 m3/h，操作彈性約為60%～115%。主要處理對(duì)象包含：循環(huán)水排污水、化學(xué)中和水以及雙膜濃水等，運(yùn)用物質(zhì)混合后的污水來(lái)進(jìn)行進(jìn)水水質(zhì)的設(shè)計(jì)，使處理過(guò)后的水質(zhì)能夠達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。如表1所示。

表1 設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)

3 污水處理工藝

3.1 工藝選擇

本次項(xiàng)目循環(huán)冷卻水排污過(guò)程中，懸浮物SS的濃度相對(duì)較高，氨氮與總N的濃度相對(duì)較低，此外，循環(huán)冷卻水排污水中還可能包含了阻垢劑以及殺菌劑等化學(xué)物質(zhì)。因此，需要同時(shí)科學(xué)有效的去除COD、氨氮、懸浮物SS、總磷。其中，對(duì)懸浮物SS的去除是本次工程設(shè)計(jì)的主要部分，需要以去除懸浮物SS為主要目標(biāo)，以懸浮物SS達(dá)標(biāo)為本次需要解決的重點(diǎn)[2]。作為老廠改造項(xiàng)目，在合理運(yùn)用原有構(gòu)筑物的基礎(chǔ)下，污水處理工藝選擇了氣浮工藝對(duì)污水進(jìn)行處理，從而保障污水排放時(shí)能夠達(dá)到規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。

3.2 工藝流程

污水處理工程的工藝流程如圖1所示。

本次項(xiàng)目設(shè)計(jì)的總進(jìn)水量為400 m3/h，在氣浮工藝階段，選用兩個(gè)能夠處理200 m3/h溶氣的氣浮設(shè)備，兩個(gè)裝置進(jìn)行連接，幫助去除污水中富含的油脂、磷物質(zhì)以及小部分的懸浮物、將污水從污水收集器中經(jīng)過(guò)輸送裝置運(yùn)送到混凝反應(yīng)區(qū)當(dāng)中，此時(shí)在污水當(dāng)中添加混凝劑以及絮凝劑幫助污水進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，隨后自行流入到浮選區(qū)當(dāng)中。在氣浮池當(dāng)中，溶氣水散發(fā)出微氣泡能夠和污水當(dāng)中油脂以及懸浮物SS進(jìn)行反映，使污染物質(zhì)脫離污水漂浮到表面，隨后充分利用刮渣系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行收集，隨后經(jīng)過(guò)管道運(yùn)送到收集裝置當(dāng)中，利用污泥螺桿泵將懸浮物等物質(zhì)運(yùn)送出去。

氣浮出水經(jīng)過(guò)自流到達(dá)生物超凈流化床工藝時(shí)，運(yùn)用生物化學(xué)的手段來(lái)剔除污水中所包含的生物，包括能夠被分解的有機(jī)物、有機(jī)磷以及氨氮等物質(zhì)。通過(guò)生物超進(jìn)化床排出的水在流經(jīng)管道混合器時(shí)摻入混凝劑以及絮凝劑，隨后流經(jīng)微渦流反應(yīng)器當(dāng)中，將污水中的絮狀物以及凝結(jié)物質(zhì)進(jìn)行處理沉淀后，能夠有效去除污水當(dāng)中具有的懸浮物和磷物質(zhì)。

4 主要處理構(gòu)筑物與設(shè)備

圖1 污水處理工藝流程

表2 污水處理各階段效果

首先，本次污水處理改造工程中主要運(yùn)用了生物超凈流化床，生物超凈流化床技術(shù)是利用人造多孔性生物填料作為中心，將新型微生物流化床作為主體的一種現(xiàn)代化生物處理系統(tǒng)。與傳統(tǒng)的氣流動(dòng)力流化床相比，增強(qiáng)了生物載體填料的比表面積，密度以及耐磨性等方面，同時(shí)也提升對(duì)載體的攔截作用和對(duì)淤泥的排放作用。生物超凈流化床與生物流化床同樣具有混合型強(qiáng)、傳播速度快以及淤泥濃度高的特征，同時(shí)還具有以下幾種優(yōu)勢(shì)：生物超凈流化床具有多孔性的載體，能夠提供更大的微生物附著面積，能夠積攢數(shù)量較大的微生物，幫助在污水排放的過(guò)程中去除水中的污染物[3]。此外，這種載體上積攢的微生物還能使反應(yīng)槽產(chǎn)生穩(wěn)定性強(qiáng)、效率高以及荷載能力強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)。

其次，本次污水處理改造工程中還應(yīng)用到微渦流反應(yīng)器。微渦流反應(yīng)器是一種效率較高的混凝沉淀反應(yīng)裝置，其內(nèi)部含有結(jié)構(gòu)較為穩(wěn)定的渦流反應(yīng)裝置，能夠顯著的提升對(duì)水中物質(zhì)的凝聚以及絮凝的效果。微渦流反應(yīng)器與傳統(tǒng)的反應(yīng)器相比具有更好的絮體成長(zhǎng)質(zhì)量，成長(zhǎng)過(guò)快的絮體在微渦流反應(yīng)器的作用下能夠被粉碎成相對(duì)較小的絮體，從而保證污水處理過(guò)程中所具有的凝絮能力，密度相對(duì)較低的絮體則能夠在破碎后重新凝結(jié)成密度較高的絮體，能夠幫助進(jìn)行沉淀與分離。

5 工程設(shè)計(jì)特征

經(jīng)過(guò)改造后的工程設(shè)計(jì)性能相對(duì)較為穩(wěn)定，同時(shí)能夠保障排放出來(lái)的污水達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，且在污水內(nèi)物質(zhì)含量符合國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)的前提下，盡量使用企業(yè)內(nèi)現(xiàn)有的污水處理裝置來(lái)進(jìn)行工程設(shè)計(jì)，能夠有效減少建設(shè)過(guò)程中所需的成本以及設(shè)備工作所需要占用的空間。其次，在保證工程設(shè)計(jì)性能穩(wěn)固的前提下，結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中的情況，保證污水處理的技術(shù)與設(shè)施先進(jìn)，在設(shè)施的地面布局方面保證合理緊湊，有效控制設(shè)施的占地面積，便于污水處理流程的整體操作，同時(shí)便于后續(xù)的保養(yǎng)和維護(hù)。此外，運(yùn)用這種方式進(jìn)行污水處理改造工程設(shè)計(jì)能夠有效避免在污水處理的過(guò)程中由于使用過(guò)多化學(xué)物質(zhì)等原因產(chǎn)生新的污染。

6 運(yùn)行效果分析

本次污水處理各階段處理效果如表2所示。

本次污水處理改造工程整體運(yùn)行效果穩(wěn)定，本次工程在2020年10月對(duì)污水處理裝置的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行了標(biāo)定，在標(biāo)定的過(guò)程當(dāng)中，COD指數(shù)超標(biāo)1次，對(duì)外排放水質(zhì)的合格率能夠達(dá)到100%，最終分析的結(jié)論要好于設(shè)計(jì)控制值。COD的去除率能夠達(dá)到91.51%，總氮的去除率能夠達(dá)到81.37%，其余物質(zhì)的去除率也都能夠大體上滿意。

7 工程投資經(jīng)濟(jì)分析

本次污水處理改造過(guò)程中建設(shè)投資共2 927.98萬(wàn)元，其中，工程消耗費(fèi)用為2 695.34萬(wàn)元，工程占地面積能夠達(dá)到2 027.25 m2，分布在企業(yè)內(nèi)煉油生產(chǎn)區(qū)的原冷焦水車間。

8 結(jié)論

本次工程采用了生物超凈流化床+微渦流反應(yīng)器+流砂過(guò)濾器組合工藝來(lái)幫助企業(yè)提煉污水中的超標(biāo)物質(zhì)，使處理過(guò)后的水中所具有的物質(zhì)含量低于國(guó)家的排放標(biāo)準(zhǔn)。本次工程的開展一方面促進(jìn)了污水處理技術(shù)的升級(jí)，有助于對(duì)周邊環(huán)境的維護(hù)，為企業(yè)樹立了良好的外界形象，另一方面，有助于企業(yè)更好的參與煉油行業(yè)中的競(jìng)爭(zhēng)。