某針狀焦石化廢水處理工程實例

王 雄，董 斌，王 婷，肖雪峰，程 松

（1．江蘇奧尼斯環(huán)保科技有限公司，江蘇南京210046；2．南京工業(yè)大學，江蘇南京211800）

某針狀焦石化廢水處理工程實例

王 雄1，董 斌1，王 婷1，肖雪峰2，程 松2

（1．江蘇奧尼斯環(huán)?？萍加邢薰?，江蘇南京210046；2．南京工業(yè)大學，江蘇南京211800）

采用隔油—氣浮—水解酸化—A/O—生物接觸氧化—BAF—ClO2氧化—過濾工藝處理針狀焦石化廢水。工程實踐運行表明：該處理工藝具有針對性，運行穩(wěn)定性高、處理效果好、運行費用低、維護管理簡單，處理后出水可達到《山東省南水北調(diào)沿線水污染物綜合排放標準》（DB 37/599—2006）重點保護區(qū)排放標準。

針狀焦；石化廢水；隔油；氣??；A/O；BAF

1 工程概況

山東省某石化有限公司投資建設了20萬t/a針狀焦及配套工程項目，其針狀焦加工采用熱縮合+加氫+芳構(gòu)化工藝，利用脫硫油漿為原料進行二次轉(zhuǎn)化深加工綜合利用生產(chǎn)針狀焦產(chǎn)品。該工程配套的廢水處理站主要接納生產(chǎn)裝置區(qū)的生產(chǎn)廢水、罐區(qū)廢水、未能回用的汽提廢水以及廠區(qū)生活污水等。廢水站設計規(guī)模為1 500 m3/d。該廢水為高濃度的含油有機廢水，成分復雜，屬于典型的“三高一難”工業(yè)廢水〔1〕。處理后的出水就近排放，要求達到《山東省南水北調(diào)沿線水污染物綜合排放標準》（DB 37/ 599—2006）重點保護區(qū)排放標準。設計廢水水質(zhì)和排放標準如表1所示。

表1 設計廢水水質(zhì)和排放標準

2 工藝流程及說明

2.1 廢水處理工藝

該廢水含有多種浮油、乳化油和溶解油。針對浮油類物質(zhì)，采用重力分離隔油罐〔2〕將浮油分離出來并儲存到儲油罐中；針對乳化油，添加專用的破乳劑，破壞穩(wěn)定的雙電層結(jié)構(gòu)和乳化體系，達到油水分離的目的；對于溶解油，主要利用氣浮分離和部分種群微生物的降解。其中針對不同粒徑的溶解油，采取渦凹氣浮和溶氣氣浮串聯(lián)的工藝，利用2種氣浮工藝產(chǎn)生不同大小的微氣泡，針對性地去除溶解油。

針對該廢水特點，采用缺氧-好氧（A/O）工藝。此種廢水的B/C＜0.3，可生化性較差。因此在A/O工藝前先采用水解酸化工藝，將不溶性有機物水解為溶解性有機物，將難生物降解的大分子物質(zhì)轉(zhuǎn)化為易生物降解的小分子物質(zhì)，從而改善廢水的可生化性，為后續(xù)工藝單元生化處理奠定良好基礎(chǔ)。

由于廢水中NH3-N較高，通過好氧池內(nèi)回流系統(tǒng)將硝化液回流到缺氧池，利用缺氧池內(nèi)反硝化菌進行脫氮。利用好氧微生物碳化去除有機碳，硝化菌進行硝化反應將NH3-N轉(zhuǎn)化為硝酸鹽。

經(jīng)A/O單元處理后的廢水殘留部分難降解的污染物和NH3-N，使出水不能穩(wěn)定達標，需設置深度處理單元。深度處理采用以曝氣生物濾池（BAF）+ClO2氧化為主的工藝，其中BAF集生物氧化和截留懸浮固體于一體，出水水質(zhì)好，經(jīng)BAF處理的廢水，COD、SS和NH3-N等進一步降低。設置ClO2接觸氧化單元主要是對廢水進行消毒和脫色處理，去除廢水中難以被生物降解的有機物。

應急單元設置多介質(zhì)過濾器和活性炭過濾器作為保安過濾器。當出水水質(zhì)不達標時，截留經(jīng)氧化后產(chǎn)生的SS，或當廢水水質(zhì)水量波動超過設計范圍，或某一工藝單元出現(xiàn)異常時使用。

該項目廢水處理工藝流程如圖1所示。

圖1 工藝流程

2.2 工藝流程說明

廢水先經(jīng)機械格柵攔截水中的漂浮物、顆粒和浮渣，保證后續(xù)處理構(gòu)筑物的正常運行，然后進入調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)水質(zhì)、水量。由于廢水含油量較高，從調(diào)節(jié)池經(jīng)提升泵進入RCG隔油罐，針對廢水中重油的去除，依靠RCG隔油罐內(nèi)、外筒體連通結(jié)構(gòu)及中心進水管頂部設置的V型折流板，使廢水流動過程中歷經(jīng)二次折流，有效提高油污分離的效果。隔油罐出水自流進入破乳池，經(jīng)過破乳后進入渦凹氣浮和溶氣氣浮裝置。氣浮裝置產(chǎn)生大量微氣泡附著在乳化油和溶解油表面，將油類上浮到水面，被鏈條刮油機清除。渦凹氣浮主要去除廢水中的懸浮物、膠狀物、乳化油等，溶氣氣浮主要去除細微顆粒以及溶解油。氣浮出水自流進入水解酸化池，利用厭氧水解微生物將大分子有機物降解為小分子有機物，提高其可生化性后，進入缺氧—好氧—生物接觸系統(tǒng)，經(jīng)生化降解去除COD、NH3-N后進入BAF生物濾池、ClO2接觸氧化池、多介質(zhì)過濾器等深度處理系統(tǒng)，進一步降低COD、色度，最終進入出水池達標排放。

3 主要構(gòu)筑物

該工程主要構(gòu)筑物見表2。

表2 主要構(gòu)筑物

4 系統(tǒng)調(diào)試

該項目接種污泥來自某食品企業(yè)污水處理廠的活性污泥。污泥進入生化系統(tǒng)后，按照適宜的碳氮磷比培養(yǎng)馴化。接種污泥由槽罐車運輸和投加，質(zhì)量濃度≥1 000 mg/L。曝氣過程中，悶曝1~2 d后停止曝氣，形成一定生物絮體后靜沉。悶曝過程不排泥，所有進入污泥濃縮池的污泥全部回流到水解酸化池及缺氧池，進入系統(tǒng)內(nèi)回流，循環(huán)進行悶曝、靜沉、排水、進水和回流，直到污泥穩(wěn)定至2 000 mg/L以上。

污泥培養(yǎng)過程中早晚測定曝氣池混合液的SV、MLSS，通過觀察污泥表觀顏色和顯微鏡檢測，了解菌膠團并指示微生物的生長情況，以便對培養(yǎng)過程進行調(diào)整。當SV穩(wěn)定高于20%，SVI為120 mL/g，污泥質(zhì)量濃度＞2 000 mg/L時，開始連續(xù)進水，連續(xù)曝氣，并排水至沉淀池，通過觀察SV控制沉淀池回流污泥量和排放剩余污泥量。最初回流比不可太大，可取25%，隨著MLSS升高，逐漸將回流比增至設計值?；旌弦夯亓髌鸪醪婚_，隨著缺氧段活性污泥的馴化，根據(jù)氮去除率計算確定。調(diào)試過程中嚴格監(jiān)控和調(diào)節(jié)溶解氧，定點、定時測量缺氧池、好氧池、生物接觸氧化池、BAF池的溶解氧，調(diào)節(jié)曝氣系統(tǒng)閥門、鼓風機轉(zhuǎn)速，控制溶解氧分別在0.1~0.4、1.5~2.5、2.0、2.0mg/L。

經(jīng)過一個多月的培養(yǎng)、馴化，活性污泥呈現(xiàn)土黃色，結(jié)構(gòu)緊密、邊緣清晰、污泥絮體大，具有良好的吸附及沉降性能。絮體以菌膠團為骨架，穿插生長著少量絲狀菌。微型動物以固著類纖毛蟲為主，如鐘蟲、蓋纖蟲等，還可觀測到游動的輪蟲、線蟲等原生動物。經(jīng)過調(diào)試，進水水質(zhì)、水量、排泥量、回流量、泥齡等全部達到設計值，出水水質(zhì)達到排放標準要求，調(diào)試完成。

5 運行效果

該工程于2014年5月動工建設，2015年1月開始調(diào)試，調(diào)試周期1.5個月，2015年3月正式投入使用。近半年的實際運行效果表明，整個系統(tǒng)運行穩(wěn)定，出水水質(zhì)良好，經(jīng)環(huán)保監(jiān)測部門不定期檢查測得的各項水質(zhì)指標均已達到《山東省南水北調(diào)沿線水污染物綜合排放標準》（DB 37/599—2006）重點保護區(qū)排放標準。系統(tǒng)部分出水水質(zhì)見圖2。

6 投資和運行成本分析

該項目的投資及運行成本如表3所示。

表3 投資和運行成本分析

圖2 實測出水水質(zhì)

7 結(jié)論

（1）該項目廢水處理技術(shù)路線正確，處理工藝流程具有針對性，實際運行效果好，運行穩(wěn)定，出水水質(zhì)達到《山東省南水北調(diào)沿線水污染物綜合排放標準》（DB 37/599—2006）重點保護區(qū)排放標準。（2）該工藝運用新型RCG隔油罐，僅依靠重力去除油類物質(zhì)，節(jié)約了能源消耗，且除油效果穩(wěn)定可靠，為后續(xù)處理工藝的穩(wěn)定、可靠運行提供了先決條件。分離出來的重油可作為生產(chǎn)原料再次利用。（3）該工程曝氣系統(tǒng)、反沖洗系統(tǒng)、在線監(jiān)測系統(tǒng)均采用PLC全自動控制，設備維護管理方便。（4）調(diào)試和運行過程中好氧池存在泡沫量大的現(xiàn)象，主要是由于絲狀微生物異常生長，與氣泡、絮體顆?；旌闲纬膳菽渚哂蟹€(wěn)定、持續(xù)、較難控制的特點，對污水廠的運行非常不利。要消除泡沫，除采用噴水、投加化學藥劑外，最根本的方法仍然是控制廢水碳氮比和pH、污泥泥齡、曝氣量等。（5）實際運行過程中，通過觀察溶氣氣浮和渦凹氣浮裝置水面浮渣量，及測定進出水含油的去除量，可以發(fā)現(xiàn)溶氣氣浮的除油效果比渦凹氣浮好，這是由其工作方式和產(chǎn)生微氣泡的大小決定的，因此在處理此類廢水時可優(yōu)先選用溶氣氣浮工藝。

［1］劉辰靚，劉鐵民.CAF-DAF工藝在煉油污水預處理中的應用［J］.當代化工，2010，39（3）：265-267.

［2］梅凱，肖雪峰，陳燁，等.一種豎向回轉(zhuǎn)式重力分離隔油罐：中國，104370335［P］.2015-02-25.

Case study on the treatment of needle-shaped coke petrochemical wastewater

Wang Xiong1，Dong Bin1，Wang Ting1，Xiao Xuefeng2，Cheng Song2
（1.Jiangsu Honest Environmental Protection Technology Co.，Ltd.，Nanjing 210046，China；2.Nanjing Tech University，Nanjing 211800，China）

Needle-shaped coke petrochemical wastewater has been treated by the oil removal-floatation-hydrolytic acidification-A/O-biological contact oxidation-BAF-ClO2oxidation-filtration process.The engineering practice shows that the process is targeted，it has high operation stability，good treatment effects，low running costs and easy maintenance.The treated water can reach the discharge standards in key protection zones specified in the Comprehensive Discharge Standards of Water Pollutants along the South-to-North Water Diversion Project in Shandong Province（DB 37/599—2006）.

needle-shaped coke；petrochemical wastewater；oil removal；floatation；A/O；BAF

X703

B

1005-829X（2016）12-0106-03

王雄（1986—），電話：18936038268，E-mail：astro8023@ qq.com。

2016-09-12（修改稿）