氧化塘技術(shù)在石化污水深度處理中的應(yīng)用

周明艷

(中化二建集團(tuán)有限公司，江蘇 南京 210000)

目前國(guó)內(nèi)很多石油化工企業(yè)用水量大，但企業(yè)回用量較少，大部分污水排走，既造成了水資源的浪費(fèi)，又造成了環(huán)境的污染，對(duì)水資源進(jìn)行深度處理回用具有重要意義，也是解決這個(gè)問(wèn)題的根本途徑。

1 石化污水特點(diǎn)

石化行業(yè)產(chǎn)生的廢水具有有毒有害性，水量大，水質(zhì)復(fù)雜波動(dòng)大，含多環(huán)芳烴化合物、芳胺類化合物、雜環(huán)化合物等難生物降解有機(jī)物，需處理達(dá)標(biāo)后才能排放。但石化污水排水易于對(duì)環(huán)境造成影響，還需對(duì)其進(jìn)行深度處理，以滿足生產(chǎn)生活用水回用[1]。

2 污水回用的意義及用途

在生態(tài)池出水穩(wěn)定達(dá)到回用要求時(shí)，可用于廠區(qū)內(nèi)的生產(chǎn)及生活用水，這樣不僅降低了環(huán)境污染、還能夠節(jié)約水資源，促進(jìn)資源可持續(xù)利用，為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)零排放打基礎(chǔ)。現(xiàn)處理后的水在滿足相應(yīng)的雜用水的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)后，主要用于幾個(gè)方面：①綠化用水;②廁所沖洗水;③工藝用水;④裝置沖洗水等。

3 污水深度處理技術(shù)概述

3.1 物理處理法

污水處理深度處理法主要包括過(guò)濾、吸附、沉淀、膜分離等方法[2]。

3.2 化學(xué)處理法

主要有混凝、化學(xué)氧化、消毒、離子交換、石灰處理、電化學(xué)和光化學(xué)處理等，能夠有效去除水中的大分子物質(zhì)、某些離子、降低硬度、殺滅病原微生物等[3]。

3.3 生物深度處理技術(shù)

生物深度處理技術(shù)在污水深度處理回用領(lǐng)域應(yīng)用范圍十分廣泛，具有處理成本低，抗沖擊能力強(qiáng)，運(yùn)行可靠，同時(shí)降解多種污染物等優(yōu)點(diǎn)，常用的生物處理法有：氧化塘、生物接觸氧化法、生物膜過(guò)濾法、地層生物修復(fù)等[2]。

以上所述的各種深度處理技術(shù)，一般需要幾種組合使用。

4 氧化塘技術(shù)的選擇

4.2.1 技術(shù)性分析

通常石化廠前期污水處理設(shè)備出水氨氮、TP、懸浮物、COD等指標(biāo)已較為理想。這要求新增的深度處理設(shè)施能夠更有效、全面提升水質(zhì)。

而利用水中的微生物凈水是一種行之有效的辦法，特別是對(duì)氨氮的去除，原理見圖1。

圖1 微生物去除氨氮的原理

4.2.2 經(jīng)濟(jì)性分析

塘處理系統(tǒng)是一種歷史悠久的處理技術(shù)，氧化塘具有價(jià)格低廉，機(jī)械設(shè)備少，能耗和費(fèi)用低，管理方便、人員配備少等優(yōu)點(diǎn)，氧化塘的造價(jià)約為活性污泥法的1/4-1/2，運(yùn)行費(fèi)用為活性污泥法的1/10，缺點(diǎn)為占地面積大，甚至為活性污泥法的幾十倍。

4.2.3 環(huán)保性分析

氧化塘技術(shù)相比活性污泥法，不存在后期污泥、臭氣等問(wèn)題，無(wú)二次污染，是環(huán)境友好型技術(shù)。從長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃來(lái)考慮，在經(jīng)濟(jì)條件允許的情況下，清江石化更容易對(duì)氧化塘處理系統(tǒng)進(jìn)行改造，形成更貼近自然的水系，外加休閑娛樂(lè)設(shè)施，賦予其景觀和人文功能。

綜上所述，氧化塘技術(shù)對(duì)廢水水質(zhì)進(jìn)行優(yōu)化處理，既能合理利用閑置土地，還能有效、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的達(dá)到凈水的目的。

5 氧化塘技術(shù)

5.1 氧化塘定義

塘污水處理原理類似于自然水域的自凈，利用污水自然凈化規(guī)律處理污水。其原理是污水在塘內(nèi)停留時(shí)間較長(zhǎng)，有機(jī)物通過(guò)水中的微生物的代謝活動(dòng)而降解，溶解氧則由塘內(nèi)生長(zhǎng)的藻類通過(guò)光合作用和水面復(fù)氧作用而提供。氧化塘作用原理見圖2。

圖2 氧化塘作用原理

5.2 氧化塘技術(shù)特點(diǎn)

(1)基建、運(yùn)行和管理費(fèi)用低廉，節(jié)能和操作方便，運(yùn)行穩(wěn)定可靠；

(2)除污染效果好，降解BOD，去除氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，以及病原體和難降解的有機(jī)物COD；

(3)合理搭配的生態(tài)景觀，營(yíng)造和諧、景觀怡人的場(chǎng)景；

(4)遵循清潔生產(chǎn)、循環(huán)經(jīng)濟(jì)規(guī)律，符合綠色環(huán)保理念。

5.3 氧化塘的類型及特點(diǎn)

按照氧化塘的微生物優(yōu)勢(shì)群類型及氧化塘的充氧狀況，可分為好氧塘、兼性塘、厭氧塘、曝氣塘四個(gè)類型，見表1。

表1 氧化塘類型參數(shù)

5.4 組合塘工藝

串聯(lián)氧化塘是目前較為普遍采用的一種氧化塘設(shè)計(jì)方式，串聯(lián)氧化塘較之單塘不僅出水藻菌濃度低，BOD5、COD、N和P的去除率高，而且只需較短的水力停留時(shí)間。本文選用典型的串聯(lián)方式“兼一好”塘系統(tǒng)工藝。

6 工程設(shè)計(jì)案例

某石化廠區(qū)在石油生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量石油廢水，根據(jù)環(huán)保新規(guī)要求噸油廢水排放量從0.7t降低到0.5t?，F(xiàn)設(shè)計(jì)一套處理量約100m3/h廢水的氧化塘系統(tǒng)。

6.1 工藝流程

工藝流程見圖3。

圖3 流程圖

6.2 工藝說(shuō)明及設(shè)計(jì)參數(shù)

6.2.1 兩級(jí)氧化塘(兼性塘+好氧塘)設(shè)計(jì)

多級(jí)串聯(lián)塘與單級(jí)氧化塘相比，首先，其流態(tài)更接近于推流反應(yīng)器的形式，從而減少了短流現(xiàn)象，提高了單位容積的處理效率。其次，從微生物的生態(tài)結(jié)構(gòu)看，多級(jí)串聯(lián)有助于污水的逐級(jí)遞變，使有機(jī)物降解過(guò)程趨于穩(wěn)定。由于不同的水質(zhì)適合不同的微生物生長(zhǎng)，串聯(lián)氧化塘各級(jí)水質(zhì)在遞變過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生各自相適應(yīng)的優(yōu)勢(shì)菌種，因而更有利于發(fā)揮各種微生物的凈化作用。

兼性塘深度較深，塘中存在不同的區(qū)域。上層陽(yáng)光可透射的區(qū)域，藻類得以繁殖，溶氧含量充足，好氧菌活躍，為好氧區(qū)；底層有污泥積累，溶解氧幾乎為零，主要是厭氧對(duì)不溶性有機(jī)物進(jìn)行代謝，為厭氧區(qū)，實(shí)際上在這個(gè)過(guò)渡期，大量兼性菌存在，隨環(huán)境變化以不同的方式對(duì)有機(jī)物進(jìn)行分解。對(duì)TP、TN有較好去除效果。

好氧塘水較淺，陽(yáng)光可以直透，塘內(nèi)藻類生長(zhǎng)茂盛，光合作用茂盛，塘水中溶解氧非常充分，好氧微生物活躍，對(duì)氨氮去除效率高。兩級(jí)氧化塘設(shè)計(jì)參數(shù)見表2。

表2 兩級(jí)氧化塘設(shè)計(jì)參數(shù)

形狀塘的四周應(yīng)該做成圓形以避免死角，不規(guī)則塘形不宜采用，容易短路形成四角區(qū)。常用于方形或矩形，矩形塘的長(zhǎng)寬比>3∶1。

為了延長(zhǎng)塘內(nèi)水力逗留時(shí)間。合理地改變氧化塘的形狀，(增加氧化塘的長(zhǎng)寬比例度)，遵從緊湊布置原則，將規(guī)整的長(zhǎng)方形變成S、L等不規(guī)則曲形，延長(zhǎng)水流流動(dòng)距離，延長(zhǎng)實(shí)際停留時(shí)間，有效解決“死角”“短路”問(wèn)題。一級(jí)氧化塘設(shè)計(jì)為S型，二級(jí)氧化塘為w型。如圖4所示。

圖4 氧化塘系統(tǒng)平面圖

6.2.2 生態(tài)塘

設(shè)置該坑塘，不僅起到氧化塘后期沉淀池的作用、還兼?zhèn)浠赜贸氐墓δ堋?/p>

廢水在(曝氣)二級(jí)氧化塘中好氧反應(yīng)后會(huì)夾雜的一些活性污泥等懸浮物。故在氧化塘尾部設(shè)置沉淀區(qū)，讓水中活性污泥在此沉淀，保證出水水質(zhì)良好。

將在該池凈化后的尾水提升至各用水點(diǎn)進(jìn)行回用，實(shí)現(xiàn)工業(yè)用水循環(huán)再利用，達(dá)到節(jié)約資本，保護(hù)環(huán)境的目的。

還可以放養(yǎng)一些雜食魚類，以捕食多余的浮游動(dòng)植物，進(jìn)一步凈化水質(zhì)，逐漸恢復(fù)景觀生態(tài), 生態(tài)塘設(shè)計(jì)參數(shù)見表3。

表3 生態(tài)塘設(shè)計(jì)參數(shù)

6.2.2 結(jié)果

氧化塘設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)如表4所示。

7 結(jié)論

雖然石化污水中含有大量的懸浮物、多種有機(jī)物、微生物、氨氮、無(wú)機(jī)鹽等，但通過(guò)采用污水處理裝置和氧化塘深度處理技術(shù)處理后，污水回用于生產(chǎn)生活中在技術(shù)上是可行的，這也是一條低成本的回用路線。

總之，采用氧化塘技術(shù)不僅在廠區(qū)內(nèi)建立美水生態(tài)公園，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了水資源的凈化、收集、回用。這也是未來(lái)石化企業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。