炼油厂污水处理工艺改造与技术方案优化

王听月

摘 要：炼油废水最初采用油分离、气浮、曝气处理。该工艺不考虑氨氮的去除和出水处理不符合排放标准。针对原工艺存在的问题，进行了技术改造，以提高脱油能力，增加脱氮工艺，并通过曝气生物滤池对出水进行进一步处理，达到出水COD，氨氮浓度不大于60，10 mg/L，改造工程充分利用现有设施，节约投资，效果稳定，效果良好。抗冲击能力强，运行成本低.。对同类炼油企业具有一定的借鉴作用。

关键词：反硝化过程；反硝化；曝气生物滤池；技术改造

为使石油产品的生产和排放达到国际先进水平，促进环境友好型企业的建设，扩建和优化污水处理厂是企业持续发展的必由之路。老三套技术改造的技术要求是充分利用现有设施，尽量减少投资，达到废水排放标准，实现部分回用。本文以某炼油厂为例，介绍了“老三套”污水处理技术改造方案的选择及实施效果。

1 技术改造方案确定

1.1 原来的工艺流程

炼油厂年原油处理量为100万吨。有多种生产设备，如常压和真空、催化、动力、溶剂油、气体分离和油罐。设计废水处理能力120 m3/h。

1.2污水处理厂存在的问题和改造要求

1.2.1 存在问题

①二浮选槽出水含油量过高，出水氨氮与进水相比无明显下降。如果达到“山东半岛流域综合排水标准”2010一级排放标准，综合污水排放二级标准就更难达到；②原有的“老三套”工艺不完善，存在许多技术缺陷，使出水难以达标。其主要原因是缺乏必要的反硝化工艺，气浮效果差，处理过程短，生化效果难以维持。

1.2.2 改造要求

①原污水处理系统仅采用好氧生化处理系统，出水氨氮难以降解，改造时应考虑反硝化过程；②原两级气浮系统的除油效率低于55%，除油效率低，导致水的曝气不能达标。转化后的油的去除率应提高，使进入生化系统的油的质量浓度可控制在10mg左右；③出水COD应符合山东省半岛流域2010综合水污染排放标准一级标准。即COD浓度不超过60mg/L，达标后出水可部分回用于冷却水；④新改造设施应与原设计水量120m3/h相匹配；⑤改造应充分利用原结构，节约投资，稳定治理效果。

1.3 改造后的工艺流程

除隔油、隔油、一级旋涡浮选机外，推进曝气池在原工艺中，新的二次气浮设备、反硝化池、曝气生物滤池、污泥浓缩池、污泥脱水机等工艺设备。为提高脱油效果，采用先进的高效浅层气浮设备代替原有的二次气浮池，除油效率可达90%以上。该气浮除具有一般加压气浮的优点外，还具有体积小、溶气效率高、处理效果稳定、操作方便、维护简单等优点。原二次气浮槽处理能力较低，储罐容量过大，使用价值远低于预期。为了提高脱氮工艺，充分利用原有工艺结构，将原二次气浮池改为反硝化。池为缺氧池，曝气好氧出水硝化液和污泥加入到缺氧池中进行反硝化。废水经过缺氧-好氧处理工艺，进入新的BAF装置进行深度处理，保证COD和氨氮标准的稳定。曝气生物滤池主要利用有机物的生物降解来去除曝气过程中未去除或难以降解的有机物。具有投资少、流程短、能耗低、过滤速度快、耐冲击等优点。能力强等，操作管理方便，维护方便。因此，可作为该工程的一种先进处理工艺，满足厂内冷却水部分回用的水质要求。在污泥处理方面，添加了污泥浓缩池和污泥脱水机，使污泥脱水脱毒。

2 新增主要构筑物及设备

2.1 高效浅层气浮单元

高效浅层气浮装置为圆形气浮设备，碳钢材料，直径Φ6000mm，圆盘高度1100mm，最大加工能力120m3/h。采用高效的溶解装置和高效的均衡化消能系统，使溶气率高。该支架是一个“良好”的混凝土梁支架，它不需要一个平台。安装高度为4m，略高于下一工艺结构，使废水流入后续处理单元。溶解气体装置的工作压力为0.5MPa。微气泡的表面积比常规气浮高近400倍，表面负荷可达10m3/（m2·h），溶解气水回流比为30%，废水停留时间仅为3～5min。SS去除率在99%以上，除油率在90%以上。

2.2 反硝化池（缺氧罐）

原二次气浮槽尺寸为20.4m×7.75m×4m，有效容积为520m3，水力停留时间为4h。将其改为反硝化池符合设计要求。加2台硝化液体回流泵（150 QW1507-5.5），1台备用。在水箱底部加设配水管道，增加水下搅拌系统，方便污水污泥的彻底混合，同时耗氧段的硝化液回流提供硝酸盐。反硝化池容积负荷为0.5kg[COD]/（m3·h），DO质量浓度低于0.5mg/L，反硝化反硝化反应，硝化液回流比为1～4，MLSS质量浓度在2～4g/L之间，反硝化率在80%以上。

2.3 BAF系统

包括BAF池和BAF反冲洗集水池，BAF池结构尺寸为4.0m×4.0m×5.5m，共6座，有效容积480m3，水力停留时间4h，采用上向流动，管状微孔曝气，气水比10：1，滤池高度3.0m，容积288m3。BAF池的主要设备包括2台BAF池进水泵（100 QW 80-10-4）、2台反冲洗泵（200 QW 300-13-18.5）、6套曝气系统、气反冲洗系统和水计数器6套洗涤系统、2台后向罗茨鼓风机（SSR 150）和2台气体反冲洗回流泵（200 QW 300-13-18.5 BAF）。反冲洗集水罐结构尺寸为4.0m×6.0m×5.5m，有效容积为120m3。BAF系统设计的容积负荷率为1.2kg[BOD 5]/（m3·d），硝化负荷为0.5～1.0kg[NH3-N]/（m3·d），气体反冲洗强度为70m3/（m2·h），水反冲洗强度为30m3/（m2·h）。

2.4 污泥浓缩池

结构尺寸4.0m×4.0m×5.5m，有效体积80m3。带式压滤机（DY 1500）1台，螺杆泵（G50-1）2台。

3 调试和运行结果

该工程竣工后最大的困难是脱氮池和曝（下转第58页）（上接第55页）气生物滤池的调试。反硝化池中的污泥来源于原曝气曝气池。经过3天的钻孔暴露后，取水量逐渐增加。DO的浓度受到控制。在0.5mg/L以下，在缺氧环境下，使反硝化细菌具有繁殖优势，并进行反硝化反硝化反应。污泥回流体积比为0.3：1.0，硝化液回流体积比为1～4，污泥质量浓度（MLSS）控制在2～4g/L，曝气生物滤池也采用分时分步的方式进行调节。首先对污泥进行培养、驯化和膜化处理，然后逐渐增加进水量，直至产量稳定。整个系统投产3个月后，出水基本稳定，进入正常运行阶段对厌氧好氧段出水和曝气生物滤池出水水质进行了监测。通过对改造后各处理单元出水的监测，可以看出出水稳定满足设计要求，满足了水泵冷却水和液化气罐区喷淋水的水质要求。

4 投资和运行费用估算

污水处理系统改造投资近400万元。由于设计充分利用了原有设施，节省了1亿元以上的预算。改造后的污水综合费用为2.19元/m3。污水处理系统“老三套”运行成本为1.73元/m3。改造后，污水回用率为30m3/h，水价为1.7元/立方米，节约用水费用400000元。换算成吨水成本可以节省0.51元。因此，虽然改造后的“老三套”污水处理系统的运行费用有所增加，但总的运行费用与原废水的重复利用是一样的。

5 结语

针对“三老”污水处理工艺存在的不足进行了技术改造，增加了脱氮工艺、高效气浮工艺和曝气生物滤池，既充分利用了原有设施，又节约了投资。2010年度“山东省半岛流域综合排水标准”达到一级标准。COD和氨氮的浓度分別不超过60 mg/L和10 mg/L。同类炼油废水处理技术改造可供借鉴。通过曝气生物滤池对废水进行深度处理，使部分废水得到回用，降低了运行成本，为今后废水的回用奠定了良好的基础。

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