大庆油田化学助剂厂污水处理实例

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• 概况
  大庆油田化学助剂厂目前已建成为一个原油加工能力500*10^4t/a以上的燃料-润滑油型石油化工厂，主要装置包括500*10^4t/a常减压装置、40*10^4t/a丙烷脱沥青装置、45*10^4t/a酮苯脱蜡装置、55*10^4t/a糠醛精制装置、10*10^4t/a白土精制装置、20*104^t/a催化脱蜡及加氢精制装置、180*10^4t/a常压重油催化(ARGG)装置等。
  污水处理场是为大庆油田化学助剂厂润滑油改扩建工程的配套兴建的，主要处理全厂工艺过程中产生的含油污水，处理后出水作为油田回注水，设计规模为1000m3/h，占地面积300*180m2。
  
• 设计水量及水质
  (1)设计水量：1000m3/h
  (2)设计水质：见表。

  设计及运行水质

  序号	项目	进水		出水
  		设计	运行	设计	运行
  1	含油量/(mg/L)	＜500	20-500	＜5	1-5
  2	CODcr/(mg/L)	＜900	500-3000	＜100	20-150
  3	BOD5/(mg/L)	＜300	200-350	＜50	30-50
  4	氨氮/(mg/L)	＜60	100-500	＜25	20-300
  5	硫化物/(mg/L)	＜20	60-270	＜1.0	0.2-1
  6	挥发酚/(mg/L)	＜15	20-200	＜0.5	＜0.5
  7	pH值	6-9	6-9	6-9	6-9
  8	悬浮物/(mg/L)	＜250	90-250	＜50	25-50

• 工艺流程选择及平面布置
  (1)污水处理流程
  污水处理场流程见图。
  
  该流程的特点之一是强化除油工艺，根据来水含油量高的特点，含油污水经提升进入隔油罐，隔油罐是根据油水密度差，自然浮升原理设计。浮油自动收集；出水再经平流斜管隔油池和一、二级气浮池除油。
  该流程特点之二是强化生化处理，加强脱氮措施，采用硝化-反硝化脱氮流程，膜法和泥法相结合。根据污水CODcr值高、氨氮含量高、可生化性较差等特点，采用A/O生化工艺，缺氧-好氧两段生化处理。前部为缺氧段，溶解氧控制在<0.5mg/L，采用框架式组合填料和微孔曝气器充氧。后部为好氧段，溶解氧控制在2-3mg/L，采用三螺旋曝气器充氧，混合硝化液回流量为200%。
  该流程特点之三是出水采用核挑壳过滤罐过滤后处理，以去除残留在水中的微生物活性污泥微粒，提高外排水中的CODcr、BOD5、SS等的达标保证率。
  (2)平面布置
  污水处理场平面布置见图。
  
  
• 工艺设计及计算
  (1)含油污水隔油罐：2*10000m3，停留时间t=20h
  (2)污油脱水罐：4*500m3
  (3)平流式隔油池：10间，停留时间 2h
  (4)一级气浮池，二级气浮池各8间
  停留时间 1h
  (5)A/O生化池 1座
  总停留时间 24h；活性污泥负荷 0.6kgCOD/kgMLVSS·d
  缺氧段停留时间 6h；污泥回流比 20%-50%
  好氧段停留时间 18h；缺氧段溶解氧 <0.5mg/L
  混合液回流比 200%；好氧段溶解氧 2-3mg/L
  活性污泥浓度 3000mg/L
  (6)二次沉淀池 2座
  表面负荷0.75m3/m2·h 实际停留时间 3.3h
  (7)核桃壳过滤罐 6台
  单台设计流量200m3/h 单台设计流速 15m/h
  (8)自动控制及仪表选择
  各吸水池、吸泥池、吸油池、污油罐、污泥浓缩罐、隔油罐设置液位测量仪表，送入微机显示和高低液位报警。型号为超声波及磁浮筒。
  在含油污水、气浮溶气罐空气入口、生化池回流污泥入口、净化水总排出口设有流量测量仪表，送入计算机显示、记录，流量计型号为电磁流量及涡街流量计。
  在各泵、压缩机、鼓风机出口、溶气罐、核桃壳过滤罐进出口设置现场测量压力仪表。
  在污油罐、污泥浓缩罐、调节罐、压缩机、鼓风机等处设有现场测量温度仪表。
  在生化池设置DO、pH值在线分析仪表，并送入计算机显示。
  核桃壳过滤为PLC全自动控制。
  (9)消耗指标与占地
  耗电量 860*10^4kW·h/a，吨水耗电量 2.6kW·h/t·水
  非净化风 484722Nm3/a
  蒸汽 7836t/a
  新鲜水 10910t/a
  混凝剂 935t/a(含PAC聚合氯化铝5%的药液)
  营养剂 634t/a
  运行费用 10557733元，吨水运行费用3.19元/t·水
  占地 54000m2
• 运行处理
  运行处理水质见表。

  运行处理水质

  序号	项目	进水		出水
  		平均	范围	平均	范围
  1	含油量/(mg/L)	42	13.4-148.2	6.6	0.91-2.71
  2	CODcr/(mg/L)	582	391.3-783.9	126	96.6-154
  3	BOD5/(mg/L)	217	129.1-336.9	45.3	31.1-154
  4	氨氮/(mg/L)	＜60	107.4-146.3	＜25	83.65-91.6
  5	硫化物/(mg/L)	28.3	16.8-48.9	0.08	0.04-0.22
  6	挥发酚/(mg/L)	13.4	7.71-26.3	0.04	0.004-0.132
  7	pH值	8.73	8.07-9.82	6.6	6.12-7.26
  8	悬浮物/(mg/L)	158.2	86-363	33	26-45

  注：1998.2--1999.4月平均值
• 存在问题
  (1)污水处理单耗较高
  ①污水场处理水量通常为300-500t/h，未达到满负荷运行。夏季，只开单套处理构筑物即可达到处理要求；冬季。考虑到大庆地区的严寒气候条件及混凝土构筑物的冻胀因素，必须全套构筑物运行。造成污水处理单耗较高；同时由于污水在构筑物内停留时间过长，产生水解酸化，造成出水pH值较低。
  ②根据污水场运行的实际经验，三螺旋曝气器属于中气泡曝气设备，溶解氧的利用率较低，在进水CODcr值大于700mg/L时，必须开启4台鼓风机，保证O段的溶解氧在2-3mg/L，水量较小时。造成污水处理单耗较高。
  (2)处理后污水CODcr、NH3-N值超标
  ①由于酸性水汽提装置未能正常开工，造成污水处理场进水中NH3-N、挥发酚、硫化物严重超出设计值，其中NH3-N值经常200mg/L以上，同时导致进水CODcr值超出设计值(最高值达到3200mg/L)，造成最终出水CODcr值超标。
  ②硝化反应由于负荷低，硝化细菌属于自氧型细菌，且受外部条件影响大(如CODcr浓度、碱度等)。当水中其他耗氧物质较多时，大量异氧型细菌的繁殖抑制了硝化细菌的生长；硝化反应产生一定量的H+，消耗了水中的碱度。当水中碱度得不到及时补充时，也使硝化反应进行地不完全，造成出水中NH3-N值超标。
  (3)A段反硝化效果不理想
  根据公式，反硝化率=R/(1十R)，反硝化效果与混合液回流比选择有直接关系。R值一般取2-5，考虑到设计处理水量较大，选择高回流比虽然会取得较好的反硝化效果，但会导致能耗的急剧升高，设计中选择R=2。从理论上讲，限制了反硝化效果。反硝化率受进行反硝化反应的环境中溶解氧的含量影响很大。当A段水中的溶解氧大于0.5mg/L时，反硝化反应将受到抑制。大量混合液的回流势必造成A段首端DO含量过高；为防止A段污泥沉积，在池底设置了微孔曝气器，也在一定程度上造成A段溶解氧升高。
  可以通过以下方法加以改进：用水下搅拌器代替微孔曝气器，通过水下搅拌防止污泥沉淀；适当增加A段的计算长度，在首端溶解氧通过有机物的降解得以消耗的情况下，保证反硝化的进行。
• 主要工程量及投资
  见下表。
  
  
• 技术经济指标
  (1)投资指标 12.4万元/t水
  (2)能耗指标 1.07kW·h/t水
  (3)药剂 1.96t/10^4t水
  (4)占地指标 67.5m2/10^4t水
  
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