炼油污水处理改造工程的设计

刘 军

（南京金凌石化工程设计有限公司，江苏 南京 211500）

由于现阶段炼油工艺中使用原料的重质化以及部分质量不达标等原因，上游污水排放装置排放出来的水中富含物质也更加多样，为当前炼油厂污水处理系统带来了极大挑战，现有污水排放装置排出的水质已经不能够满足人们的需求。现阶段，国家政策鼓励炼油企业对企业内污水排放处理系统进行升级改造与设计，并加大资金投入。

1 工程概述

当前，企业内原油加工能力已能够达到300万/年左右，具有十几套核心生产以及配套设备，拥有聚丙烯、重整加氢、氧化沥青等多种深度加工设备，能够加工各类原油，企业主要产品包含汽油、车用液化气、润滑油、柴油以及聚丙烯等。本次需要处理的炼油废水为循环冷却水排污水，当前企业所使用的处理装置为传统三件套处理装备，包含调节罐、隔油池、曝气池以及浮选池等，并在逐步改造的过程当中增添了氧化沟以及氧化还原池等设备[1]。随着当前炼油工艺中所需原料逐渐朝着重质化以及劣质化方向发展，污水排放的基本标准日益严格，为了符合国家污水排放规定，同时适应炼油厂当前发展现状，需对现有污水处理工程进行改造，达到国家规定要求后进行排放。

2 设计规模与水质

当前项目中的污水主要为循环冷却水排污水，本次拟定升级规模为400 m³/h，操作弹性约为60%～115%。主要处理对象包含：循环水排污水、化学中和水以及双膜浓水等，运用物质混合后的污水来进行进水水质的设计，使处理过后的水质能够达到标准。如表1所示。

表1 设计进出水水质

3 污水处理工艺

3.1 工艺选择

本次项目循环冷却水排污过程中，悬浮物SS的浓度相对较高，氨氮与总N的浓度相对较低，此外，循环冷却水排污水中还可能包含了阻垢剂以及杀菌剂等化学物质。因此，需要同时科学有效的去除COD、氨氮、悬浮物SS、总磷。其中，对悬浮物SS的去除是本次工程设计的主要部分，需要以去除悬浮物SS为主要目标，以悬浮物SS达标为本次需要解决的重点[2]。作为老厂改造项目，在合理运用原有构筑物的基础下，污水处理工艺选择了气浮工艺对污水进行处理，从而保障污水排放时能够达到规定的标准。

3.2 工艺流程

污水处理工程的工艺流程如图1所示。

本次项目设计的总进水量为400 m³/h，在气浮工艺阶段，选用两个能够处理200 m³/h溶气的气浮设备，两个装置进行连接，帮助去除污水中富含的油脂、磷物质以及小部分的悬浮物、将污水从污水收集器中经过输送装置运送到混凝反应区当中，此时在污水当中添加混凝剂以及絮凝剂帮助污水进行化学反应，随后自行流入到浮选区当中。在气浮池当中，溶气水散发出微气泡能够和污水当中油脂以及悬浮物SS进行反映，使污染物质脱离污水漂浮到表面，随后充分利用刮渣系统对其进行收集，随后经过管道运送到收集装置当中，利用污泥螺杆泵将悬浮物等物质运送出去。

气浮出水经过自流到达生物超净流化床工艺时，运用生物化学的手段来剔除污水中所包含的生物，包括能够被分解的有机物、有机磷以及氨氮等物质。通过生物超进化床排出的水在流经管道混合器时掺入混凝剂以及絮凝剂，随后流经微涡流反应器当中，将污水中的絮状物以及凝结物质进行处理沉淀后，能够有效去除污水当中具有的悬浮物和磷物质。

4 主要处理构筑物与设备

图1 污水处理工艺流程

表2 污水处理各阶段效果

首先，本次污水处理改造工程中主要运用了生物超净流化床，生物超净流化床技术是利用人造多孔性生物填料作为中心，将新型微生物流化床作为主体的一种现代化生物处理系统。与传统的气流动力流化床相比，增强了生物载体填料的比表面积，密度以及耐磨性等方面，同时也提升对载体的拦截作用和对淤泥的排放作用。生物超净流化床与生物流化床同样具有混合型强、传播速度快以及淤泥浓度高的特征，同时还具有以下几种优势：生物超净流化床具有多孔性的载体，能够提供更大的微生物附着面积，能够积攒数量较大的微生物，帮助在污水排放的过程中去除水中的污染物[3]。此外，这种载体上积攒的微生物还能使反应槽产生稳定性强、效率高以及荷载能力强的优势。

其次，本次污水处理改造工程中还应用到微涡流反应器。微涡流反应器是一种效率较高的混凝沉淀反应装置，其内部含有结构较为稳定的涡流反应装置，能够显著的提升对水中物质的凝聚以及絮凝的效果。微涡流反应器与传统的反应器相比具有更好的絮体成长质量，成长过快的絮体在微涡流反应器的作用下能够被粉碎成相对较小的絮体，从而保证污水处理过程中所具有的凝絮能力，密度相对较低的絮体则能够在破碎后重新凝结成密度较高的絮体，能够帮助进行沉淀与分离。

5 工程设计特征

经过改造后的工程设计性能相对较为稳定，同时能够保障排放出来的污水达到标准，且在污水内物质含量符合国家的标准的前提下，尽量使用企业内现有的污水处理装置来进行工程设计，能够有效减少建设过程中所需的成本以及设备工作所需要占用的空间。其次，在保证工程设计性能稳固的前提下，结合实际生产过程中的情况，保证污水处理的技术与设施先进，在设施的地面布局方面保证合理紧凑，有效控制设施的占地面积，便于污水处理流程的整体操作，同时便于后续的保养和维护。此外，运用这种方式进行污水处理改造工程设计能够有效避免在污水处理的过程中由于使用过多化学物质等原因产生新的污染。

6 运行效果分析

本次污水处理各阶段处理效果如表2所示。

本次污水处理改造工程整体运行效果稳定，本次工程在2020年10月对污水处理装置的运行状态进行了标定，在标定的过程当中，COD指数超标1次，对外排放水质的合格率能够达到100%，最终分析的结论要好于设计控制值。COD的去除率能够达到91.51%，总氮的去除率能够达到81.37%，其余物质的去除率也都能够大体上满意。

7 工程投资经济分析

本次污水处理改造过程中建设投资共2 927.98万元，其中，工程消耗费用为2 695.34万元，工程占地面积能够达到2 027.25 m2，分布在企业内炼油生产区的原冷焦水车间。

8 结论

本次工程采用了生物超净流化床+微涡流反应器+流砂过滤器组合工艺来帮助企业提炼污水中的超标物质，使处理过后的水中所具有的物质含量低于国家的排放标准。本次工程的开展一方面促进了污水处理技术的升级，有助于对周边环境的维护，为企业树立了良好的外界形象，另一方面，有助于企业更好的参与炼油行业中的竞争。