摘要：含油污水由各裝置排出的含油污水、廠區(qū)生活污水、循環(huán)水場(chǎng)旁濾罐反洗水、煤制氫裝置低溫甲醇洗污水及自備電站所排的低濃度生產(chǎn)、生活污水組成。此污水含油量較高，COD及其他污染物濃度不高，水中陰、陽(yáng)離子的組成與新鮮水相似，本工程采用除油及生化工藝處理后，出水可以達(dá)到污水回用指標(biāo)要求。
　　關(guān)鍵詞：煤制油污水處理含油污水工程設(shè)計(jì)
　　
　　1、工程概況
　　煤制油含油廢水包括來(lái)自煤液化廠內(nèi)的各裝置塔、容器等放空、沖洗排水，機(jī)泵填料函排水，圍堰內(nèi)收集的雨水、循環(huán)水場(chǎng)旁濾罐反洗水、煤制氫裝置低溫甲醇洗污水及廠區(qū)生活污水，還包括自備電站所排的低濃度生產(chǎn)及生活污水。污水設(shè)計(jì)出水水質(zhì)要求達(dá)到《中國(guó)石油化工集團(tuán)公司暨股份公司工業(yè)水管理制度中推薦回用作循環(huán)冷卻系統(tǒng)補(bǔ)充水的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（試行）》中的相應(yīng)指標(biāo)。
　　本污水處理工程服務(wù)于2006年在內(nèi)蒙古自治區(qū)建成的第一條年產(chǎn)成品油100萬(wàn)噸的煤制油生產(chǎn)線。其污水的特點(diǎn)是“污水水量大、處理難度大、國(guó)內(nèi)首例，處理后水要求全部回用”，因此，工藝選擇和確定具有較高的難度，國(guó)內(nèi)外沒有類似的污水處理經(jīng)驗(yàn)可借鑒，加之污水回用的要求，增加了污水處理的難度。
　　2、設(shè)計(jì)規(guī)模及進(jìn)出水水質(zhì)
　　2.1設(shè)計(jì)規(guī)模
　　本工程設(shè)計(jì)規(guī)模為204m3/h。
　　2.2設(shè)計(jì)污水來(lái)源和水質(zhì)
　　含油污水由各裝置排出的含油污水、廠區(qū)生活污水、循環(huán)水場(chǎng)旁濾罐反洗水、煤制氫裝置低溫甲醇洗污水及自備電站所排的低濃度生產(chǎn)、生活污水組成。此污水含油量較高，COD及其他污染物濃度不高，水中陰、陽(yáng)離子的組成與新鮮水相似。
　　水質(zhì)分析數(shù)據(jù)如表1所示：
　　表1含油污水的水質(zhì)參數(shù)
　　水質(zhì)項(xiàng)目 單位 設(shè)計(jì)水質(zhì)
　　COD mg/L 500
　　石油類 mg/L 500
　　氨氮 mg/L 20~30
　　pH值  6.0~9.0
　　TSS mg/L 100~200
　　硫化物 mg/L 20~30
　　揮發(fā)酚 mg/L 30
　　此污水含油量較高，COD及其他污染物濃度不高，水中陰、陽(yáng)離子的組成與新鮮水相似，經(jīng)過(guò)除油及生化處理后出水可以達(dá)到污水回用指標(biāo)。
　　2.3設(shè)計(jì)出水水質(zhì)
　　煤液化項(xiàng)目要求污水處理后大部分回用于循環(huán)水補(bǔ)充水。
　　污水設(shè)計(jì)出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)《中國(guó)石油化工集團(tuán)公司暨股份公司工業(yè)水管理制度中推薦回用作循環(huán)冷卻系統(tǒng)補(bǔ)充水的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（試行）》中的指標(biāo)確定，具體水質(zhì)見表2
　　表2回用于循環(huán)水系統(tǒng)的凈化污水水質(zhì)
　　水質(zhì)項(xiàng)目 單位 回用污水水質(zhì)
　　CODcr mg/L 50.0
　　BOD5 mg/L 10.0
　　石油類 mg/L 5.0
　　氨氮 mg/L 5.0
　　懸浮物 mg/L 10.0
　　硫化物 mg/L 0.10
　　酚 mg/L 1.0
　　pH  6.59.0
　　氯離子 mg/L 250
　　硫酸根離子 mg/L 300
　　總硬度(以CaCO3計(jì)) mg/L 50300
　　總堿度(以CaCO3計(jì)) mg/L 50300
　　濁度 NTU 10.0
　　3處理工藝流程
　　3.1含油污水處理工藝流程的選擇
　　：含油污水各項(xiàng)污染物數(shù)值均不高，必須保證經(jīng)處理后能夠達(dá)到污水回用于循環(huán)水指標(biāo)。根據(jù)現(xiàn)有煉油廠污水處理場(chǎng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)看，如僅采用一級(jí)生物處理，正常情況下其出水COD值可能降到80mg/L左右，再經(jīng)混凝沉淀及過(guò)濾處理后，應(yīng)可以滿足回用要求；當(dāng)來(lái)水水質(zhì)波動(dòng)時(shí)，其出水COD值可能達(dá)到100mg/L以上，很難回用。因此，本次設(shè)計(jì)中利用高濃度污水BAF生化池的處理余量作為含油污水的二級(jí)生化處理，可以保證出水水質(zhì)更加穩(wěn)定。
　　系統(tǒng)工藝流程圖如下：
　　
　　圖1含油污水處理工藝流程圖(點(diǎn)劃線框內(nèi)表示與高濃度污水一起處理)
　　3.2流程概述
　　含油污水包括含油污水和生活污水。含油污水經(jīng)機(jī)械格柵后自流進(jìn)入含油污水吸水池，用潛水泵提升后進(jìn)入5000m3含油污水調(diào)節(jié)罐，以保證后續(xù)處理水量、水質(zhì)的穩(wěn)定，防止產(chǎn)生大的沖擊。含油污水調(diào)節(jié)罐出口增加調(diào)節(jié)閥，以保證生化系統(tǒng)進(jìn)水的穩(wěn)定。調(diào)節(jié)罐內(nèi)設(shè)有旋流分離收油器，對(duì)含油污水進(jìn)行初步隔油。調(diào)節(jié)罐出水自流至油水分離器。考慮到現(xiàn)場(chǎng)冬季溫度很低，為保證達(dá)到除油效果，在油水分離器中設(shè)蒸汽盤管，將含油廢水加熱至30℃左右。油水分離器內(nèi)設(shè)平行波紋板組。當(dāng)液體流過(guò)，油滴被波紋板迅速捕獲，即會(huì)聚集在波紋板上，并與水分離開來(lái)。由于聚集器的原理，小顆粒的油滴會(huì)逐步聚集成為大油滴，油滴沿著波峰移動(dòng)到其隆起部分的頂部。波形板頂部開著直徑為12mm的小孔，通過(guò)這些小孔，較大顆粒的油滴根據(jù)Stokes原理，迅速浮到油水分離器的表面，使油水徹底分離，出水中含油量控制小于100mg/L。油水分離器配置有一臺(tái)油料位探測(cè)儀和一臺(tái)自吸式油料抽吸泵，根據(jù)油料位探測(cè)儀監(jiān)測(cè)油層厚度控制自吸式油料抽吸泵啟停，油料抽吸泵啟動(dòng)時(shí)將油水分離器中的油提升送入污油脫水罐。為防止污油凝固，設(shè)有蒸汽加熱管道。
　　油水分離器出水自流進(jìn)入一級(jí)氣浮，采用渦凹?xì)飧」に嚒Ｔ谶M(jìn)水端投加聚合鋁（PAC）及聚丙酰胺（PAM），在混合反應(yīng)設(shè)備內(nèi)與進(jìn)水充分反應(yīng)后，進(jìn)入氣浮分離段。微氣泡吸附油珠，將油珠托起，達(dá)到油水分離的目的。內(nèi)設(shè)有鏈條式刮沫機(jī)，刮除表面浮渣。一級(jí)氣浮出水自流進(jìn)入二級(jí)氣浮，采用部分回流多級(jí)溶氣釋放工藝（DAF）。進(jìn)水前投加混凝劑聚合鋁（PAC）進(jìn)行破穩(wěn)凝聚，去除污水中的乳化油和細(xì)分散油。含油污水經(jīng)過(guò)隔油、兩級(jí)氣浮去除大部分分散油、乳化油及部分COD值，其出水含油量要求小于20mg/L，COD的總?cè)コ�率�?0%左右。
　　二級(jí)氣浮出水自流進(jìn)入一級(jí)生化處理，采用A/O生化池工藝。來(lái)自全廠系統(tǒng)的生活污水經(jīng)過(guò)機(jī)械隔柵后自流至污水處理場(chǎng)內(nèi)生活污水吸水池，經(jīng)泵提升與含油污水混合進(jìn)入A/O生化池，污水先進(jìn)入缺氧區(qū)，然后再進(jìn)入好氧區(qū)，在好氧區(qū)出口，含有硝酸鹽的混合液部分循環(huán)被送至缺氧區(qū)入口。借助原水中被同化的碳，在缺氧池中對(duì)循環(huán)的混合液進(jìn)行反硝化，其回流比為300%。出水自流進(jìn)二次沉淀池進(jìn)行泥水分離，污泥由回流泵提升，回流量為100%，并設(shè)置氣動(dòng)閥根據(jù)迸水量自動(dòng)調(diào)整。二次沉淀池出水自流進(jìn)入二沉池吸水池，在高濃度污水有處理余量的情況下，經(jīng)泵提升至二級(jí)生化池（BAF）。兩組五級(jí)并聯(lián)運(yùn)行。底部設(shè)置排泥管。池內(nèi)裝填高效生物載體，載體高度2.5m，上下各設(shè)濾網(wǎng)，氣水比40：1。一、二級(jí)生化池內(nèi)共均設(shè)9組溶解氧（DO）在線儀表，控制DO<2~3mg/L，以保證好氧生物處理的效果。生化池（BAF）出水進(jìn)入混凝沉淀池。
　　混凝沉淀池出水自流進(jìn)含油污水過(guò)濾吸水池，由提升泵加壓進(jìn)入含油污水多介質(zhì)過(guò)濾器+生物炭過(guò)濾器。該設(shè)備管路介質(zhì)控制采用氣動(dòng)蝶閥，現(xiàn)場(chǎng)PLC控制。可通過(guò)設(shè)定迸出口壓差或時(shí)間周期實(shí)現(xiàn)自動(dòng)反沖洗。
　　經(jīng)過(guò)濾器處理后的出水投加二氧化氮，消毒滅菌后作為循環(huán)水場(chǎng)的補(bǔ)充水。不合格水切換進(jìn)入不合格水排放水池，用泵提升送至渣場(chǎng)蒸發(fā)處理。
　　3.3主要設(shè)計(jì)參數(shù)
　　1) 含油污水吸水池：
　　規(guī)格：6000×4000×8000mm，容積按一期水量考慮。
　　2) 含油污水調(diào)節(jié)罐：
　　規(guī)格：Φ20000×17820mm，V=5000m3，容積按一期水量考慮
　　3) 油水分離器
　　處理水量：204m3/h設(shè)備尺寸：4900×3500×3200mm；
　　設(shè)備布置方式：地面布置（殼體為碳鋼，內(nèi)涂環(huán)氧玻璃鋼防腐）；
　　處理后水質(zhì)指標(biāo)：水中含油量＜50mg/L
　　4) 油料抽吸泵：
　　型號(hào)：KCB18.3，1臺(tái)
　　流量：1.1m3/h壓力：P=1.45Mpa，功率：P=1.5Kw
　　5) 渦凹?xì)飧。?br /> 　　設(shè)備規(guī)格為：15000×2438×2413mm，地上式鋼結(jié)構(gòu)。
　　處理水量204m3/h，停留時(shí)間17min。
　　6) 加壓溶氣氣浮：
　　設(shè)備規(guī)格為：Φ2400×8100mm，地上式鋼結(jié)構(gòu)。
　　處理水量204m3/h，溶氣水量40~45m3/h，停留時(shí)間15min
　　7) 生活污水吸水池：
　　規(guī)格：4000×8000×8000mm，容積按一期水量考慮。
　　8) A/O生化池：規(guī)模按一期水量考慮
　　35000×24000×6500mm，半地下式鋼混結(jié)構(gòu)，有效水深5.5m，有效容積為4620m3，總停留時(shí)間22h。單廊道規(guī)格為：35000×6000×6500mm，四廊道串聯(lián)運(yùn)行；其中A段一廊道停留時(shí)間5.5h，溶解氧（DO）控制小于0.5mg/L，采用2臺(tái)潛水?dāng)嚢杵鳎?段為三個(gè)廊道，停留時(shí)間16.5h，溶解氧（DO）控制小于2-3mg/L；進(jìn)水COD=350mg/L，出水COD≤80mg/L，處理規(guī)模204m3/h，污泥回流比50-100%，硝化液回流比不小于300%。出水中堿度控制大于50mg/L（以CaC03計(jì)）。
　　9) 二次沉淀池：規(guī)模按一期水量考慮
　　規(guī)格：Φ25000×3900
　　處理量204m3/h表面負(fù)荷0.4m3/m2.h
　　有效水深3.5m停留時(shí)間4.1h
　　10) 中間水池：
　　規(guī)格：5000×3000×3900mm，容積按一期水量考慮。
　　11) BAF池：
　　停留時(shí)間6h，二組五級(jí)并聯(lián)運(yùn)行。
　　進(jìn)水COD=100mg/L，出水COD=60mg/L，處理水量204m3/h，
　　COD容積負(fù)荷N=0.16KgCOD/m3.d，氣水比為40：1。
　　12) 混凝反應(yīng)池：
　　規(guī)格：10600×2700×3900mm，容積按一期水量考慮。
　　混合階段設(shè)機(jī)械混合攪拌機(jī)1臺(tái)；
　　漿葉直徑1000mm，漿葉寬度200mm，攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速51rpm，功率2.2KW
　　漿葉外緣線速2.14m/s，攪拌器中心離池底750mm。
　　反應(yīng)階段設(shè)三臺(tái)板框式反應(yīng)攪拌機(jī)；
　　每間反應(yīng)池容積2200×2200×3000V=14.5m3
　　反應(yīng)時(shí)間T=4.3min
　　反應(yīng)攪拌機(jī)設(shè)計(jì)參數(shù)：
　　一級(jí)Ф1700×2300n=8r/min線速度V=0.71m/s
　　二級(jí)Ф1700×2300n=5.2r/min線速度V=0.47m/s
　　三級(jí)Ф1700×2300n=3.4r/min線速度V=0.31m/s
　　13) 混凝沉淀池：
　　規(guī)格：Φ25000×2900，容積按一期水量考慮
　　處理量204m3/h表面負(fù)荷0.42m3/m2.h
　　有效水深2.5m停留時(shí)間1.5h
　　14) 含油污水過(guò)濾吸水池
　　規(guī)格：12000×6500×6500mm，容積按一期水量考慮。
　　15) 含油污水多介質(zhì)過(guò)濾器
　　多介質(zhì)過(guò)濾器（Φ3000×5500）3個(gè)
　　濾速為9.5m/h，反洗時(shí)間小于10~15min，氣水共洗。
　　16) 含油污水生物炭罐
　　生物炭罐（Φ3600×5500）5個(gè)
　　濾速為4.0m/h，反洗時(shí)間小于10~15min，氣水共洗。
　　3.4含油污水處理效果預(yù)測(cè)
　　處理效果預(yù)測(cè)表單位：mg/L
　　項(xiàng)目  S2- 氨氮 油 揮發(fā)酚 COD
　　進(jìn)水水質(zhì)  30 30 500 30 500
　　隔油+
　　二級(jí)氣浮 出水 10 30 10 20 350
　　 去除率% 67  98 31 30
　　A/O生化池 出水 0.5 30 5 1 80
　　 去除率% 95 90 50 95 77
　　沉淀池 出水 0.5 3 5 1 80
　　 去除率%     
　　混凝沉淀池 出水≤ 0.2 3 3 0.5 60
　　 去除率%≥ 60  40 50 25
　　過(guò)濾+生物炭過(guò)濾 出水≤ 0.1 3 1 0.1 50
　　 去除率%≥ 50  67 80 17
　　小計(jì) 總?cè)コ��?≥ 99.7 90 99.8 99.7 90
　　注：*要求A/O生化池出水總氮≤10mg/L。
　　
　　4工藝特點(diǎn)
　　4.1充分考慮了水量、水質(zhì)的變化。
　　含油污水設(shè)2個(gè)調(diào)節(jié)罐，用來(lái)均衡調(diào)節(jié)水量、水質(zhì)和水溫等的變化，降低來(lái)水不均勻性對(duì)后續(xù)處理設(shè)施的沖擊。調(diào)節(jié)罐出水設(shè)置調(diào)節(jié)閥，保證出水水量穩(wěn)定，減少對(duì)后續(xù)設(shè)備的沖擊。
　　4.2強(qiáng)化油的去除效果，確保生化進(jìn)水油含量不超標(biāo)
　　含油污水調(diào)節(jié)罐安裝浮動(dòng)旋流除油設(shè)備，可以有效收取大量浮油而減輕氣浮處理的負(fù)荷。
　　含油污水采用了兩級(jí)氣浮工藝，一級(jí)氣浮采用渦凹?xì)飧〖夹g(shù)，具有充氣量高、自動(dòng)內(nèi)回流，不設(shè)置回流泵，占地省，能耗低的特點(diǎn)；二級(jí)氣浮采用部分回流加壓溶氣氣浮，充分發(fā)揮氣泡細(xì)微特點(diǎn)，可降低乳化油及溶解油的含量氣浮加藥充分考慮污水的特點(diǎn)，設(shè)置了絮凝劑、助凝劑投加設(shè)施，保證除油效果，又可降低COD值，減輕生化池負(fù)荷。
　　4.3加藥裝置自動(dòng)化程度高，可根據(jù)水量自動(dòng)調(diào)整加藥量。
　　加藥裝置采用先進(jìn)的全自動(dòng)加藥系統(tǒng)，包括干粉自動(dòng)吸入系統(tǒng)、干粉投加機(jī)、混合裝置及加藥泵自動(dòng)變頻控制，可根據(jù)進(jìn)水量自動(dòng)控制藥劑投加，自動(dòng)化程度高。
　　4.4采用先進(jìn)的控制技術(shù)，有效解決生物處理及混凝沉淀過(guò)程的控制參數(shù)。
　　4.5處理出水采用二氧化氯殺菌消毒，具有高效、快速的殺菌效果，能有效地破壞酚、硫化物、氰化物和其它有機(jī)物，安全可靠的特點(diǎn)。
　　4.6各處理建筑物及設(shè)備之間的連接管道上設(shè)置跨線，操作更加靈活，檢修方便。
　　[參考文獻(xiàn)]
　　[1]張繼武,張強(qiáng).浮選技術(shù)在含油污水處理中的應(yīng)用進(jìn)展[B].工業(yè)用水與廢水2001Vol.32No.6P.11-13.
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