高污染污水处理工艺的选用

张玉涵，李耀

（天津大沽化工股份有限公司，天津300455）

随着化工园区产业定位再次明确，环保理念进一步加强，化工企业集中化设置已成趋势，也方便企业的管理与资源的协调。天津某化工企业决定在石化产业区实施新的项目工程建设，实现与老厂区的资源互动，提高生产产值。

新项目将以MTO 装置产烯烃作为龙头，配套乙、丙烯下游产品，其中含POSM 装置。MTO 与POSM 装置在生产过程中，均会产生一定量的高盐高COD 的高污染废水，传统生化处理工艺无法满足该污水的出水指标，经过技术比选，最终选用WAO/PACT-WAR 技术处理工艺。

1 技术比选简介

1.1 污水指标

POSM、MTO 作为石化工艺装置，在生产过程中会产生一定量的高污染废水（高盐高COD），污水指标见表1。

表1 污水指标

1.2 污水出水指标

高污染废水经WAO/ PACT-WAR 工艺处理后，送至工业区污水处理厂外排水池后排至大海，外排污水需满足天津市地方标准《城镇污水处理厂污染物排放标准》（DB12/599-2015）中的A 标准，水污染物排放标准基本控制项目见表2。

表2 基本控制项目最高允许排放浓度（日均值） 单位：mg/L

由于污水具有高盐、高COD、难生物降解等特点，难以通过常规的生化处理工艺达到COD≤30mg/L，目前通用的工艺处理方法主要为焚烧法、湿式氧化法+生化处理。焚烧法工艺技术成熟，污染物去除率高，处理后废水可直接达标外排，不影响全厂污水处理站的运行，但焚烧工艺需要消耗燃料气，余热很难回收，污水处理成本较高（取决于当地工业区燃料气成本和余热回收率）；湿式氧化法+生化处理工艺（WAO+PACT）技术成熟，前期设备投资较高，但系统抗冲击性好，运行成本较低，并且危废物产生量少，高污染废水处理过程中产生的尾气对环境影响也较少。

经过技术比选综合对比后，本项目最终采用WAO/PACT-WAR 工艺来处理生产装置产生的高污染废水。

2 WAO/PACT-WAR 工艺介绍

2.1 工艺设计理念

WAO/PACT-WAR 工艺设计理念为采用湿式氧化（WAO）技术对高污染废水进行处理，COD去除率约为60%，并且将难以生化处理的长链或者环状有机物破坏成短链有机物，提高污水可生化性，有利于后续生化处理单元进一步降低COD含量；生化处理单元采用MBR 技术对COD 进行生化处理，并添加PAC 增强对有机物的吸附；配套设置湿空气再生单元（WAR）回收PAC，降低运行成本。图1 为WAO/PACT-WAR 工艺流程示意图。

图1 流程示意图

2.2 工艺流程简介

WAO，即湿式氧化工艺处理单元，通过高低压污水泵将HPW 与稀释水加压后与来自压缩机的高压空气混合形成气液两相混合物，然后在进出料换热器中对混合物进行预热，同时回收反应器出料热量；预热后的混合物进入反应器，并由外界提供额外的高压氧气注入反应器，来提供氧化反应所需的大部分氧气。氧化反应为放热反应，会加热反应器内部的混合物，同时外界提供高压蒸汽注入反应器来维持反应温度。污水在反应器内部反应足够时间后，两相混合物出料在进出料换热器第一次降温，然后在工艺冷却器中使用循环冷却水第二次降温；降温后经过压力控制阀降压至0.5MPa 后进入气液分离器中，此时污水液相和不凝气进行分离，不凝气去向尾气处理单元，液相去向污水均质罐。

PACT，即投加活性炭的生化处理单元，本项目生化处理采用MBR 技术。污水在均质罐与其它污水混合均匀通过配水井进入PACT 单元，同时营养物、回流液即pH 调节剂也在此加入；PACT生物处理系统含两级活性污泥处理结合活性炭段；污水先后经过缺氧池、一级PACT、脱气池、臭氧氧化、二级PACT、膜池达到出水指标送入外排水池；部分碳泥经过污泥浓缩池后送至WAR 单元对活性炭回收。

WAR，即湿式氧化再生单元，反应机理类似WAO，高低压泵将废碳泥加压后与高压空气混合形成三相混合物（气、液、固），预热后在反应器中氧化活性炭上吸附的有机物，混合物通过减压、气液分离、活性炭水洗后回收利用，重新加入至PACT 单元。

3 结论

通过对高污染废水处理工艺技术比选得知，目前工艺流程选择方向依然较少，主要原因是高污染废水处理难度大，无法保证出水指标，目前超临界水氧化工艺已经在研发中试阶段，但尚无工业废水处理应用业绩，WAO/PACT-WAR 工艺在化工废水应用业绩较多，工艺处理流程成熟，选用该技术处理高污染废水较为合理。

在实际操作中达到工艺设计目的，保证出水指标，需要严格控制反应器进水水质、运行过程中的工艺参数，及时处理异常工况，比如常见的进出料换热器结垢问题，密切关注温度、压差等参数，根据实际工况进行换热器清洗；为保证出水指标，PACT 单元增加臭氧氧化深度处理，在运行中结合中间水质监测指标，调整臭氧及PAC 加入量等来控制出水指标。

高污染废水处理站涉及高温高压等危险条件，在设计阶段严格审核处理路线、设备选型，对工艺流程进行完善，并落实审查意见，运行前需要对工艺、安全人员进行严格的工艺规程、安全知识的培训，并将设计工艺流程和现有污水处理装置运行操作的事故预案结合起来进行分析，使技术人员了解工艺原理及设计意图，提高工艺人员处理非正常工况的能力，使安全人员明确监管目标，提高安全监管效率，维持高污染废水处理装置的安全平稳运行，保证工艺装置的生产安全性与平稳性。