高效沉淀池—曝气生物滤池工艺处理炼油污水

程俊梅

(中国石化 洛阳分公司 ， 河南 洛阳　471012)

高效沉淀池—曝气生物滤池工艺处理炼油污水

程俊梅

(中国石化 洛阳分公司 ， 河南 洛阳471012)

采用高效沉淀池—曝气生物滤池组合工艺对炼油污水场出水进行深度处理，设计处理规模为350 m3/h，浊度、悬浮物、COD、氨氮、总磷的总去除率分别达到91.03%、97.24%、45.04%、38.27%、90.43%，出水达到了国家污水综合排放标准(GB8978-1996)一级排放标准的要求。

高效沉淀池 ； 曝气生物滤池 ； 炼油污水 ； 处理

洛阳某石化分公司近年炼油生产规模扩大，原油劣质化程度加深，炼油污水处理场接收的污水水质越来越复杂，可生化性差，经过污水场两级隔油、两级浮选、两级生化、MBR、活性炭吸附工序处理后，外排污水COD可达80 mg/L左右，尚不能满足国家《污水综合排放标准》一级新扩改标准(COD≤60 mg/L)要求。2014年在炼油污水处理末端增上高效沉淀池—曝气生物滤池组合装置，对炼油污水进行深度处理，最后根据水质情况可再经过原有活性炭吸附装置处理后，较好地去除污水中的污染物，出水全部满足国家《污水综合排放标准》一级标准要求，可部分回用作循环水补充水。高效沉淀池—曝气生物滤池组合装置采用模块化撬装钢结构，自动化程度高，占地小，仅为传统活性污泥法占地面积的1/4。

1　工艺原理

1.1高效沉淀池

高效沉淀工艺是在传统的平流沉淀池的基础上，利用动态混凝、载体絮凝原理和浅池理论，把混凝、载体絮凝、斜管沉淀三个过程进行优化集成，是一种多用途的澄清系统。高效沉淀池(LHPS)由混凝、絮凝和沉淀澄清三个单元组合而成，主要去除污水中的有机物、胶体、悬浮物。混凝单元投加混凝剂三氯化铁(FeCl3)，用来促进污水中的微小悬浮物颗粒以及溶解有机碳(DOC)形成混凝的效果。絮凝单元投加絮凝剂聚丙烯酰胺(PAM)实现沉降化学反应，并在COD较高时投加粉末活性炭，将污水中部分难以生物降解的有机物进一步吸附去除，在此单元，注入从沉淀区回流部分含有未消耗的药剂和絮状体的轻质污泥。混凝区、絮凝区均设置了提高混合效果的搅拌装置，通过叶轮的搅拌使池内水流均匀混合，促进污水与混凝剂快速混合，使水中的悬浮物发生凝聚，形成絮团。沉淀单元分为沉淀区、斜板区、污泥浓缩区，设置有污泥浓缩装置、污泥回流和排泥装置。沉淀单元设置了足够的斜板沉淀面积，使水流以缓和的流速流经斜板而沉淀，斜管可以提高水流均匀分配，经过斜板的水流经集水槽流出进入下一单元，沉淀下来的絮状物沉积在斜板上形成污泥并沿着斜板向下滑动，沉降到斜板下面的污泥浓缩区。斜板下方安装有刮泥机，缓缓地将沉降的污泥絮体刮至污泥回流槽。偏心螺杆泵将污泥回流槽内的部分用于提高化学反应的回流污泥送至絮凝区的进水管道，剩余的污泥排往污泥池浓缩处理。

1.2曝气生物滤池

曝气生物滤池(BAF)是将传统的生物曝气池与滤池相结合的污水处理技术，是一种经过改良的新一代上向流曝气生物滤池，属第三代生物膜反应器，同时起到普通生物曝气池、二沉池和砂滤池的作用，由配水系统、曝气系统、粒状填料床、出水系统、反洗水收集系统以及自控系统等组成。曝气生物滤池是一种污水深度处理工艺，能较好去除污水中COD、悬浮物、氨氮和总氮，还可以去除污水中 BOD、磷、AOX(可吸附有机卤素)的作用。BAF的实质是一

种生物膜法，即在曝气池中填充生物填料，利用填料表面附着的生物膜，降解水中污染物。曝气生物滤池的过滤作用可将新增的活性污泥以及进水中带入的悬浮颗粒截留在滤料层内，使出水变得清澈，起到二沉池作用。曝气生物滤池需定期进行反冲洗，以避免不断繁殖的活性污泥和截留下来的悬浮颗粒堵塞生物滤池，保证滤池的正常运行。

2　工艺流程及说明

高效沉淀池—曝气生物滤池组合装置工艺流程为：污水通过提升泵提升进入高效沉淀池，在高效沉淀池内投加混凝剂(三氯化铁)、絮凝剂(聚丙烯酰胺)及粉末活性炭，水中不溶性的胶体和微小的悬浮物(悬浮物)通过混凝、絮凝作用形成大的絮凝团，溶解性的有机物经投加的粉末活性炭吸附沉降，通过高效沉淀池的沉淀区沉淀去除。通过高效沉淀池处理后，污水中的COD及悬浮物 被有效降低，提高了污水的 B0D/C0D 比，改善了污水的可生化性。LHPS出水经泵提升进入曝气生物滤池布水池，自滤池下部均匀分布进入四间曝气生物滤池池内，在污水流经滤层的同时，位于池底部的曝气设施对滤层进行曝气，空气通过填料的孔隙上升，与污水接触，向生物膜提供充足的溶解氧。出水自流进入净水池和反洗水池，净水池出水经泵提升至原有活性炭吸附罐，吸附过滤后进入回用水池回用或排放。反洗水池存水在曝气生物滤池反洗时使用，反洗废水进入反洗废水池，经泵提升进入高效沉淀池再次处理。在高效沉淀池出水水质好时，可不经曝气生物滤池及活性炭过滤设施直接回用或排放。高效沉淀池—曝气生物滤池组合工艺流程见图1。

图1　高效沉淀池—曝气生物滤池组合工艺原则流程

3　运行及效果

3.1设计指标

高效沉淀池—曝气生物滤池组合装置进水为炼油污水处理场出水，设计处理规模为350 m3/h，出水满足《污水综合排放标准》GB8978-1996 表4一级新扩改标准及中石化《污水回用于循环冷却水系统作为补充水的水质标准》，详见表1。

表1　各工艺阶段设计进出水水质表　　　mg/L

3.2运行参数

3.2.1高效沉淀池

设计流量：390 m3/h (包括反冲洗废水)。

高效沉淀池由混凝区、絮凝区、斜管沉淀区三部分组成，分别为：混凝区，面积为4.9 m2，Φ2.5 m，停留时间3.5 min；絮凝区，面积为30 m2，Φ6.2 m，停留时间15 min；斜管沉淀区，面积为60 m2，Φ8.7 m，斜板区水力负荷13 m3/(m2·h)，沉淀区水力负荷7 m3/(m2·h)。

3.2.2曝气生物滤池

设计流量：390 m3/h(含反冲洗废水)；滤池布水池L=5.02 m，B=1.2 m；硝化生物滤池4座，单座面积22 m2，高度为6.8 m；滤料：4×92 m3；滤嘴：4×1 234个；反冲洗水强度：20 m3/(m2·h)，反冲洗气强度70 m3/(m2·h)；反冲洗时间：30 min；反冲洗周期：48 h；每天反冲洗池数：2座；反冲洗废水量：463 m3/d。

3.3化学药品投加量

3.3.1聚丙烯酰胺

絮凝助剂聚丙烯酰胺加在高效沉淀池反应器中，作用是形成较大的絮凝体，从而更易沉淀。药液投加配比浓度为0.05%，投加量为350 L/h。

3.3.2三氯化铁

混凝剂三氯化铁的作用是混凝反应中形成微小的晶核，使其产生更大的絮凝体。药液投加配比浓度为38%，投加量为28 L/h。

3.3.3粉末活性炭

粉末活性炭的作用是吸附并去除污水中部分难以降解的COD。炭浆配比浓度为2%，投加量为875 L/h。水质好时不投加。

3.4运行效果

该装置自2014年5月中旬开始试运，通过近五个月运行观察，装置操作平稳，处理后的污水水质清澈，装置进出水水质情况见表2。

表2　高效沉淀池—曝气生物滤池装置进出水水质分析

说明：①上表数据为2014年5月16日至2014年9月30日装置各段进出水主要污染物实测均值，其中pH值、浊度、COD、氨氮每日早晚各测1次，悬浮物、总磷、石油类每日测1次。②该系统不针对去除石油类，故只列出系统进出水石油类数据，未计算其去除率。

由表2 可知，高效沉淀池对浊度、悬浮物、COD、氨氮、总磷的去除率分别为83.62%、93.16%、27.97%、9.18%、86%；曝气生物滤池对浊度、悬浮物、COD、氨氮、总磷的去除率分别为5.24%、59.63%、23.70%、32.02%、31.63%。组合装置对浊度、悬浮物、COD、氨氮、总磷的总去除率为91.03%、97.24%、45.04%、38.27%、90.43%，装置外排水主要污染物全部满足《污水综合排放标准》(GB8978-1996)一级标准及中石化《污水回用于循环冷却水系统作为补充水的水质标准》要求。

4　设计和运行中注意问题

4.1对难降解污水末端处理的设计思路

污水场原出水BOD在10 mg/L左右，COD在80 mg/L左右，污水B/C较低，为除生化降解污水，深度生化反应很难，要想进一步去除COD，只有通过臭氧氧化或投加粉末活性炭吸附，从投资和运行角度比较，在COD低于150 mg/L时，投加粉末活性炭更为简易和经济，可沉淀去除一部分由悬浮物所贡献出的COD，活性炭吸附絮凝后形成胶体悬浮物，通过沉淀分离而同污泥一起去除。

4.2选择好曝气生物滤池关键设备

滤头和滤料是曝气生物滤池的关键设备。要求滤头质量要优良，确保长期正常运行。本工艺采用特殊设计和材质的布水、布气一体化滤头，为德国原装进口产品，传氧效率达20%～30%，又不易发生污堵，能够有效保证生化效果。本工艺所使用的滤料选用有针对性的特有规格滤料。该滤料由天然物质通过特殊工艺烧制，几个月的运行表明，其挂膜效果好，在工艺运行及反洗结束后均能保证高效的生化反应，未发现因滤料破碎而随排放水带走的情况。

4.3进水氨氮对曝气生物滤池处理效果的影响

原设计该系统进水氨氮最高限值为25 mg/L，由于上游生产装置扩建又配套新上了污水汽提装置，对氨氮的去除率提高，使污水处理场进水氨氮浓度降低，污水场出水的氨氮浓度从原来的10～15 mg/L降到2 mg/L左右， 曝气生物滤池进水氨氮浓度仅达到1.78 mg/L，BAF中氮营养物较设计值低，会影响系统内活性污泥微生物的生长，从而降低对污染物的去除效果，从表1可看出，曝气生物滤池对COD的去除效果仅为23.7%，如增加一定量的氮源，曝气生物滤池处理效果会更好。但目前BAF出水能够满足要求，因此未补充投加氮源。

4.4加药系统选材应充分考虑药剂成分

原设计三氯化铁投加系统为不锈钢材质，由于三氯化铁中的氯离子对不锈钢有强腐蚀性，投用不久其加药泵、管线即迅速腐蚀穿孔，后更换为聚乙烯材质，避免了腐蚀。

5　结论

高效沉淀池—曝气生物滤池工艺深度处理炼油污水实际运行表明，系统运行稳定，对浊度、悬浮物、COD、氨氮、总磷的去除率高，出水达到排放标准要求，可部分回用于循环水场代替新鲜水做补充水。该组合装置占地小，自动化程度高，能够实现对炼油污水的深度高效处理。

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1003-3467(2015)03-0037-03

2015-01-19

程俊梅(1972-)，女，高级工程师，从事环境保护工作，电话：13526998989。