搞好工艺设备改造 确保污水总排达标

刘玉凤，张柏成

（大庆石化公司炼油厂，黑龙江 大庆 163711）

一、污水处理场工艺流程及运行情况

大庆石化公司炼油污水处理场有第一、第二两套污水处理装置和一套三泥处理装置。第一污水处理场始建于1978年，处理能力为：含油污水900m3/h；第二污水处理场始建于1992年，处理能力为：含油污水600m3/h。为了节能降耗，2008年3月对第二污水处理场进行了技术改造，改造了曝气头、砂滤罐、鼓风机等设备。2008年5月投入运行，污水处理能力升至800m3/h，排放标准达到100%，满足国家的环保要求，因而停运第一污水处理场。

一、三循来水进入沉砂池，自流至吸水池，提升到1万m3调节除油罐，经过除油后的污水自流进入斜板隔油池进一步除油。斜板隔油池出水通过溢流堰进入一级浮选溶

气罐，经一级浮选池，出水自流进入二级浮选池溶气罐。二级浮选池出水自流进鼓风生化池。进行生物氧化后，出水自流进入辐流式二次沉淀池进行沉淀分离，经过沉淀后的二次沉淀池出水送到高速过滤器进行过滤，达到设计指标后，排到污水东排一号提升泵站，进入东排1#泵站。

第二污水处理场进水量升至800m3/h后，现有设备不能满足处理要求。主要表现为：一、二级浮选池浮渣量大，三泥装置处理浮渣费用高；污水处理场的污水处理方法较落后，抗污水冲击能力差；污水场的自动控制水平较低，缺少必要的水质及水场运行的监测手段。因而对第二污水处理场设备及工艺进行了技术改造。

二、第二污水处理场设备及工艺方面存在问题

1.设备方面存在问题

（1） 生化池里曝气头易损坏、充氧不均匀

生化池里曝气头采用双螺旋曝气器易损坏，使用寿命短（仅有1～2年），每年需维修及更换一部分。第二污水处理场生化池是推流式的，两间一个池子，每间里有两排双螺旋曝气器，充氧不均匀，氧转移效率低 （9.5%～11%）、能耗高、对菌胶团有破碎作用。

（2） 三间砂滤罐吸附能力一般、通透性小

车间砂滤罐采用的是过滤法。常用的滤料有石英砂、无烟煤级玻璃纤维、高分子聚合物等。现有三台砂滤罐已暴露出跑损滤料、过滤介质阻力大、反洗周期短等缺点，给车间的日常操作和维护带来很大麻烦。三间砂滤罐里填料为石英砂，吸附能力一般、通透性 (污水占罐的容积)小，由于污水场处理水量的增加，显然其原有三台砂滤罐不能满足过滤后出水水质、水量的要求，因此必须对砂滤罐进行改造。

（3） 生化池鼓风机耗电能大

第二污水处理场有二台630kW鼓风曝气风机，给原生化池双螺旋曝气器供风，每台风机产风量400m3/min过大，造成电能浪费，且噪声大。

2.工艺方面存在问题

（1） 沉砂池杂物多

第二污水处理场来水沉砂池中杂物多，如树枝、树叶、塑料袋、破布等无法去除，这些杂质造成后续管路堵塞和机泵设备的损坏，影响正常运行，严重时会造成停工。

（2） 提升吸水池 (180m3)、 调节除油罐 (10 000m3)、生化池 (9 600m3)容积小

第二污水处理场由原来600m3/h污水处理量需提升到800m3/h，提升吸水池容积不能满足处理量增加后的需要。

炼油厂各生产装置在运行过程中难免导致高浓度污水直接进污水处理场，必将影响污水场的正常运行。解决炼油厂污水水质水量变化大的最好办法是设置调节设施。第二污水处理场现有一座10 000m3调节除油罐，但缺少水质均衡的措施。随着污水量的增加，调节除油罐调节容积不足和无水质均衡措施的问题将愈显突出，因此对调节除油罐的改造迫在眉捷。

目前在水处理领域中，普通活性法耐冲击负荷能力差，进水水质水量变化剧烈时运行困难，而且只适用于含碳有机物的去除（BOD），对氮磷的去除率较低，约为20%。第二污水处理场生化处理 (原生化池)正是采用此工艺，因而技术改造中需将新、旧生化池改建成具有脱氮功能A/O的生化处理工艺。

（3） 浮选池浮渣、药剂量大

原第二污水处理场采用两级全溶气浮选，同时向水中投加混凝剂。收渣槽不能收集浮选池反应区浮渣，而且收集池内浮渣时，必须提高液位才能实现，使得浮渣带水多。由于浮渣排量大，占三泥装置总量的2/3以上，“三泥”脱水费用高，且“三泥”装置脱出水排至污水场又会对污水场造成冲击。浮选池混凝剂用量过大，第一、二污水处理场药剂用量达到200t/年。溶气效果不稳定，而且释放器经常堵塞，无法清理，严重影响装置的处理能力和处理效果。所以需对现有浮选池进行改造。

3.自动控制方面存在问题

原第二污水处理场自动化程度低，操作强度较大，监测手段不及时等，因而需对第二污水处理场增加自动控制系统。

三、技术改造措施

1.从设备方面进行改造

（1） 生化池里曝气头更换

将旧生化池池底的双螺旋曝气器更换成聚合物微孔管式曝气器。聚合物微孔管式曝气器是将多种高分子树脂混合物放入模具中，在一定温度和压力下烧结成型的多孔物体。微孔曝气是利用空气扩散装置在生化池内产生微小气泡后，微小气泡与水的接触面积大，在水中通气时，空气通过曝气器多孔以直径≤3mm的气泡从孔中溢出，达到向水中充氧的目的。烧结成的聚合物多孔管，再配上前盖、后盖、密封垫、连接杆和螺母组成高分子聚合物管式曝气器，曝气器呈圆柱形，外径φ75mm，内径φ50mm，长度250～500mm。该聚合物微孔管式曝气器氧转移率高达38%，耐腐蚀，耐堵性好，阻力小，管式布置分布均匀，布气效果好，使用寿命较长。这次改造将新、旧生化池池底曝气头都更换成聚合物微孔管式曝气器。

（2） 改造三间砂滤罐

为了增加砂滤罐的处理量，对砂滤罐内部进行改造。将原有的三台φ5 800mm×7 050mm×10mm石英砂过滤器改造成自助力式高效纤维束过滤器，可满足第二污水处理场改造及提高排放水质的要求。自助力式是在过滤设备内部设置自助力式纤维密度调节装置，该装置不需额外动力和附加操作，仅在正常过滤操作和反洗操作过程中通过水力完成对纤维滤层的压缩和放松。在过滤操作时，能迅速（一般在1min内） 将滤层压缩至所需状态，而且绝不损伤纤维，也不会导致靠近活动支撑装置的纤维密度大于滤层主体密度的不利层态。在反洗操作时，无论滤层积泥量有多大、滤层被压缩得多密实，均能迅速（一般在1min内） 将滤层彻底放松，而且绝不会损伤纤维，还能避免纤维向活动支撑装置上堆积而有利于泥渣排出。

这次改造只需将旧设备的内部构件及滤料全部拆除，安装更换上新的内部构件及滤料，对设备进行内外防腐，个别管线的开口方位及大小需要做调整。高效纤维过滤技术采用了一种新型的软填料—纤维束作为滤元，其滤料单丝直径为几十微米甚至几微米，具有巨大的比表面积（d50:80 000m2/m3），而且过滤阻力较小，打破了粒状滤料的过滤精度由于滤料粒径不能进一步缩小的限制。微小的滤料直径，极大地增大了滤料的比表面积和表面自由能，增加了水中杂质颗粒与滤料的接触机会和滤料的吸附能力，从而提高了过滤效率和截污容量。

高效纤维束过滤器的滤速是石英砂过滤器的2～3倍，因此过滤效率高，维护方便，其滤元可以使用15年以上，在运行期间基本上不需维护费用。

（3） 更换生化池鼓风机

生化池原鼓风机风量过大，将现有630kW的风机更换为450kW离心风机，风量减少到250m3/min，从而减少电耗及噪声。

2.从工艺方面的需要对设备进行改造

（1） 对沉砂池的改造

为了避免污染物对人体产生的毒害和减轻工人劳动强度，在两间沉砂池的进水渠道分别各安装一台机械格栅，利用格栅拦截较大的呈悬浮或漂浮状态的固体污染物，并通过螺旋输送器将格栅上清理的污物运出系统，以保护后续管线和设备。

（2） 提升吸水池、生化池、调节除油罐的容积

为了满足新工艺的需求：①增建一个提升吸水池(180m3)。为了适应水量变动，两个提升吸水池可互相切换使用。②增建一个生化池 (8 700m3)。此生化池具有脱氮功能的A/O工艺，又称为前置反硝化生物脱氮。③增建一个10 000m3调节除油罐。两座调节除油罐底部安装曝气管，实现调节除油罐均质的功能。

（3） 为了减少浮渣、药剂量，对浮选池溶气罐及释放器进行改造

浮选法亦称气浮法。浮选法用于含油废水处理，具有浮渣含水率低（96%以下），出水水质好等多项优点，因而得到广泛应用。浮选法的处理构筑物及设备主要包括浮选池、溶气系统等。

第二污水处理场的浮选池由五间一级浮选池和五间二级浮选池组成，把一、二级浮选池前10个溶气罐更换成混均器、全溶吸溶气罐；浮选池反应区的蝶片释放器更换成布水器。出水堰加高，排渣、出水实现自动控制。其中五间二级浮选池前全溶吸溶气罐还串联五个药剂混合反应器、五个付线，二级加药与否由污水进水水质决定，一级不加药。改造后第一污水场停运，第二污水场只有五间二级浮选池加药，将降低药剂用量。每套设备处理量为160～200 m3/h，污水经气浮段处理后的出水指标要达到：石油类≤20mg/L， 悬浮物≤30mg/L， pH=6～8。

3.自动控制的改造

第二污水处理场采用一套DCS系统，实现自动化控制。达到设备状态可监视，运行数据可记录，工艺参数可调节，产品质量可控制，人员安全可保障，事故原因可追溯。

4.改造后工艺说明

来自炼油厂的污水经新设置的格栅处理后，自流进入沉砂池，提升至调节除油罐进行除油。

斜板隔油池出水进入一级浮选池，一级浮选池出水进入改造后的二级浮选池，通过投加絮凝剂进一步去除水中的乳化油。

二级浮选池的出水首先进入改造后A/O生化池的缺氧区（A段），缺氧段出水进入到好氧区（O段）。生化池出水自流进入辐流式二沉池进行沉淀分离，经过沉淀后的二沉池出水送至改造后的纤维束高速过滤器进行过滤，达到设计指标后，排到污水东排一号提升泵站，进入东排1#泵站。

四、效果

第二污水处理场改造后，实现了停运第一污水处理场。第一污水处理场停运后每小时节电1 500kW，节约蒸汽3.5t，每月可节约资金120万元。第二污水处理场于2008年5月开工后，达到总排出水合格率100%。对降低污水场的运行成本、提高出水水质、减少污染物的外排量、提高节能环保水平具有深远意义，可取得良好的经济和社会效益。