（机械工程专业论文）锦西石化分公司污水治理研究.pdf

摘要 水是人类日常生活和生产活动中必不可少的基本物质之一，用过的水必将挟带污染 物质排出，污染环境，影响社会的正常生活和生产活动，甚至危害人类健康。随着生产 的发展和社会的进步，污水污染问题曰益突出，人们对污水的危害性和治理必要性的认 识也随之而加深，各种污水治理技术也应运而生。 中国石油锦西石化分公司地处辽宁西部，濒临渤海湾，是一个严重缺水的地区，而 且是一个水污染比较严重的地区，国家及省市环保部门对该地区的工矿企业污水排放的 考核越来越严格。企业原有的污水处理厂无论是工艺还是处理能力已都不能满足环保要 求。基于企业的生产实际，本文在以下方面对污水治理工作进行了深入研究： ( 1 ) 通过对锦西石化分公司水污染现状进行充分调查研究，找出污水处理方面存 在的不足，并针对不足提出了完善预处理设施和增加a o 生化系统的解决方案。 ( 2 ) 确定了固体废物填埋的方式处置污水处理过程中产生的污泥，并对固体废物 填埋场的关键部位一h d p e 复合型防渗层进行重点研究，提出h d p e 膜在施工及检测方面 的指导性意见。 ( 3 ) 对s t s 公司和s t am a r i aw a t e ra b 公司针对锦西石化分公司的污水回用工艺 进行中试研究，验证污水回用工艺的可行性。 ( 4 ) 查摆锦西石化分公司在用水和排水方面的不足，提出节水减污技术方案，并 对循环水处理药剂进行了开发研究。 通过对污水处理、固体废物填埋、污水回用和节水减污等一系列污水治理过程进行 研究分析，结合生产实际，找到了切实可行的污水治理工艺和方案，在实际应用中收到 了很好的效果。 关键词：污水治理污水处理固体废物填埋污水回用节水减污 a b s tr a c t w a t e ri soneo fe s s e n t i a lb a s es u b s t a n c e si nd a i l yl i f ea n dp r o d u c t i o n w a t e ru s e dm u s tb e d i s c h a r g e dw i t ha l lk i n d so fp o l l u t e ds u b s t a n c e s ，w h i c hb r i n g ss e v e r ed a n g e rt ot h e e n v i r o n m e n t ，i n f l u e n c e st h en o r m a ll i 凫a n dp r o d u c t i o na c t i v i t i e so ft h es o c i e t y e v e nd o e s h a r mt ot h ep e o p l e sh e a l t h w i t hm ed e v e l o p m e n to f p r o d u c t i o na n d p r o g r e s so f t h es o c i t y 血e p o l l u t i o no fw a t e rt u r n sm o r ea n dm o r ep r o m i n e n t p e o p l ec o m et or e a l i z ei t i si m p o r t a n tt o h a r n e s st h es e w a g e ，t h e r e f o r em a n yk i n d so ft e c h n i q u e so fs e w a g e h a r n e s s i n gh a v e b e e n s h o w n j i n x ip e t r o c h e m i c a ic o m p l e xc o m p a n yo fc h i n ap e t r o l e u mi sl o c a t e dt ot h ew e s to f l i a o n i n gp r o v i n c e ，a n dn e a rt h eb a yb o h a iw h e r ew a t e ri ss c a r c e ，a n dp o l l u t i o ni ss e r i o u s t h e e n v i r o n m e n t a lp r o t e c t i o n d e p a r t m e n t so ft h en a t i o n ，p r o v i n c ea n dm u n i c i p a l i t yp a ym o r e a t t e n t i o nt op o l l u t i nt h a nb e f o r e t h es t r i c tp o l i c yi se s t a b l i s h e dt oe n s u r et h eq u a l i f i e ds e w a g e d i s c h a r g i n gt h ee n t e r p r i s e sf o r m e rs e w a g ep l a n tc a nn o tm e e tt h ee n v i r o n m e n t a lp r o t e c t i o n i nt h ef i e l do fp r o c e s s i o na n d c a p a c i t y t h et h e s i sg i v e sa nd e e pr e s e a r c ho nh a r n e s s i n gs e w a g e a sf o l l o w sb a s eo nt h ef a c to ff a c t o r i e s ( 1 ) a c c o r d i n gt ot h ei n v e s t i g a t i o na n ds t u d yt ot h es i t u a t i o no ft h es e w a g e ，t h es h o r t a g ei s f o u n d ，a n dt h es o l l u t i o ni s b r o u g h tf o r w a r d ，p r e d i s p o s i n gf a c i t l i t i e si m p r o v e da n d s t r e n g t h e n e d a ob i o c h e m i c a ls y s t e ma d d e d ， ( 2 ) t h ew a yo ft h el a n d f i l lo fs o l i dw a s t ei sc o n f i r m e df o rp o l l u t e dm u dp r o d u c e dd u r i n g t h ep r o c e s so fd i s p o s i n gs e w a g e ，a n dt h em a i np a r to fl a n d f i l lo fs o l i dw a s t ei sr e s e a r c h e d c r i t i c a l l y ，a n dt h ef i l mo fh d p e ，w h i c h h a st h el e a d i n go p i n i o n ，i sb r o u g h tf o r w a r di nt h ew a y o fc o n s t u e t i o na n de x a m i n a t i o n ( 3 ) t h er e c y c l i n gt e c h n i q u e so fs e w a g et h a ts t sa n ds t am a r i aw a t e ra bc o m p a n i e s a i ma tj i n x ip e t r o c h e m i c a lc o m p l e xc o m p a n yi sr e s e a r c h e dt op r o v ei t sf e a s i b i l i t y f 4 ) t h es h o r t a g ei sf o u n di nw a t e rs u p p l ya n dd r a i n a g e ，a n dt h et e c h n i c a lp r o j e c to f s a v i n gw a t e ra n dd e c r e a s i n gp o l l u t i o ni sb r o u g h tf o r w a r d ，f u r t h e r m o r et h em e d i c a m e n to f d i s p o s i n gr e c y c l i n gw a t e ri sr e s e a r c h e d ， m a n yf e a s i b l et e c l m i q u e sa n dp r o j e c t so fd i s p o s i n gs e w a g ea r ef o u n d ，w h i c hi s t h e o u t c o m et h a td i s p o s a lo fs e w a g e ，t h el a n d f i l lo fs o l i dw a s t e ，r e c y c l i n gs e w a g e ，s a v i n gw a t e r a n dd e c r e a s i n gp o l l u t i o na n ds oo n , as e r i e so fd i s p o s i n gs e w a g ea r er e s e a r c h e da n d a n a l y s e d ，m e r g e di n t op r a t i c a lp r o d u c t i o n ，t h e r e f o r et h eb e t t e re f f e c ti sr e c e i v e di np r a c t i c a l a p p l i c a t i o n k e yw o r d s ：h a r n e s s i n gs e w a g e ；d i s p o s i n gs e w a g e ；t h el a n d f i l l o fs o l i dw a s t e r e c y c l i n gs e w a g e ；s a v i n gw a t e ra n dd e c r e a s i n gp o l l u t i o n 2 锦西石化分公司污水治理研究 1 1 引言 第一章绪论 人类在日常生活和生产活动过程中，必须用水。这些用过的水将挟带污染物质排出， 污染环境，影响社会的f 常生活和生产活动，甚至危害人类健康。随着生产的发展和社 会的进步，污水污染问题f 1 益突出，人们对污水的危害性和治理必要性的认识也随之而 加深，各种污水治理技术也应运而生。2 0 世纪9 0 年代( 尤其是1 9 9 6 年) 以来，为了适 应经济发展和人民生活水平提高的要求，我国的水污染治理工作取得了较大的进展。作 为国民经济支柱之一的炼油企业是用水大户，同时也是排污大户，在污水治理方面与国 外先进的炼油企业相比差距较大。国内炼油企业加工吨原油耗水量是国外的5 倍，排水 量是国外的1 0 倍，不仅浪费水资源，污染环境，而且严重影响企业经济效益的提高， 将严重影响我国加入w t o 后炼油企业参与国际市场竞争的能力。 中国石油锦西石化分公司地处辽宁省西部，濒临渤海湾，是一个严重缺水的地区， 而且还是一个水污染比较严重的地区。近年来渤海湾频繁发生赤潮，国家及省市环保部 门对本地区：矿企业污水排放的考核将越来越严格。而企业原有的污水处理厂无论是工 艺还是处理能力已都不能满足环保要求，已经成为制约企业可持续发展的“瓶颈”。污 水治理已成为锦西石化分公司一项十分重要的工作，做好污水治理工作，不仅是确保污 染物达标排放的需要，同时也可以增加企业生产发展的后劲，使锦两石化分公司在环保 方面留有更大的余地。 1 2 课题的背景、来源和意义 1 2 1 原有污水处理厂运行情况 锦西石化分公司原有污水处理厂建于1 9 7 8 年，是按加工大庆原油的污水处理“老 三套”工艺流程设计的，按当时的排放标准，设计处理量为1 2 0 0 t h 。1 9 8 8 年以后随着 装置改扩建的不断完善，多套新建装置投入运行，加工原油品种已由大庆油改为辽河油 为主，原油加工量和加工深度都不断提高，致使装置排出的污水中的污染物负荷逐年增 加，使原有的污水处理场难以适应生产的需要。 原污水处理厂经过数次改造，运行的工艺流程是污水经均质、平流、隔油、斜板隔 油、l p c 装置及合建式曝气池后排放。合建式曝气池虽通过改造为鼓风双螺旋曝气，处 理效率有所改善，但仍存在生化能力严重不足和无除氨氮及脱氮功能。致使污水处理场 出水水质c o d 、氨氮等污染物严重超过国家和地方标准的要求，原污水处理厂处理效果 及工艺流程分别见表1 1 和图1 1 。 由表1 i 可知，原锦西石化分公司污水处理厂的出水中除硫化物和s s 能够满足d b 2 1 6 0 一8 9 现有二级标准外，其它各污染物均属超标排放。从出水水质及污水处理工艺上 看，因为没有对来水进行预处理，进而加大了污水处理装置的负荷，曝气池的处理能力 与其它处理装置不匹配，导致污水处理厂实际处理能力达不到设计规模，污泥处理系统 产生的污泥造成二次污染，处理后的污水直接排放。 锦西石化分公【= 】j 污水治理 i ) _ 究 表l1 污水处理厂进出污染物浓度及处理效果现状 t a b e1 i i n l e ta n do u t l e tp o l l u t a n te o a e e n t r c t i o na n dt r e a t m e n te f f e c ts t a t u s o fs e w a g e ，t r e a t m e n tp l a n t 图1 1原有污水处理场i ：艺流程幽 f i g1 1 f 1 0 wc h a r to ff o r m e rs e w a g et r e a t m e n td l a n t 1 2 2 现有装置污水排放情况 锦西石化分公司是中国石油天然气股份有限公司直属的燃料一润滑油型炼油企业， 原油加工能力5 5 0 万吨年，以加工辽河原油为主，现有主要生产装置4 0 多套。各生产 装置和设施排放的污水包括生产工艺污水和生活污水等，经原有污水处理场处理后，由 l # 排污口排入五里河排污管道，污水总排放量约为7 3 9 t h ，主要污染物有石油类、硫化 物、挥发酚、氰化物、氨氮、c o d 等，具体详见表1 2 、表l - 3 、表i 4 、表1 5 。 通过表i 2 、表i 3 、表1 4 和表1 5 ，可以得出锦西石化分公司排放的污水的特点 是水质成分复杂，可生化性差，氨氮及c o d 等污染物含量高。 1 ，2 3 课题来源 本课题来源于中国石油天然气股份有限公司锦西石化分公司的生产实际。 12 4 课题研究的意义 通过本课题的研究，一方面对污水治理技术的研究和先进经验的总结，找到切合锦 西石化分公司实际的污水治理途径。使企业摆脱面临由于污水不能达标排放所造成的关 停或减产的境地，节约宝贵的水资源，规范企业的用水排水工作，提高企业的经济效益， 锦西石化分公司污水治理研究 增加企业生产发展的后劲，使企业在环保方面留有更大的余地；另一方面对其它炼油企 业在污水治理工作中起到重要的参考作用。国内其它炼油企业可以通过对比此次研究成 果，结合本企业的实际情况，举一反三，使企业污水治理工作更上一层楼。 表121 9 9 9 年污染源水质水量数据 t a b l e12p o l l u t e dw a t e rv o l u m ed a t ai n1 9 9 9 最人值 5 9 最小值2 2 “平均值 3 9 3 0 3 5 、。晟人值 署剐、值 柚平均值 1 术检出 3 2 6 平均值 2 最大值 3 5 8 3 7 6 02 8 篓最小值 术检山 1 0 45 平均值8 19 2 9 87 1 48 酚 精平均值 15 炼 南最人值1868 9 6 0 酮最小值术检山 2 5 44 5 0 苯平均值 4 8 5 3 6 i7 0 01 0 北最火值1 】3 1 0 8 58 7 0 酮最小值 1 6 苯平均值4 48 3 6 8 5 3 2 4 6 0 6 0 0 3 锦西石化分公司污水治理研究 击最人值 6 2 型最小值 未检山 氢平均值 2 0 4 6 西最人值 1 0 i53 8 1 2 34 6 0 0 0 4 8 9 21 0 5 97 6 5 22 9 7 8 0 霉最小值 来检出 1 6 65 0 0 01 9 65 6 12 3 3 2 3 4 6 9 化平均值 1 5 63 3 9 i2 2 0 8 3 1 2 2 94 5 3 53 6 7 3 33 0 面擐人值8 7 55 6 9 6 1 55 】5 ，0 01 0 7 61 0 7 33 9 5 2 1 0 6 6 6 掣最小值 来捡出术检山 5 0 0 0 o 9 84 1 75 3 52 07 8 ：平均值 1 1 94 7 3 23 0 50 05 3 82 7 7 2 2 6 69 56 0 8 0 尔晶人值 i 1 0 4 7 油最小值 来检出 6 6 4 i 】| 1 平均值 1 3 6 15 曲最人值 5 油最小值8 品平均值2 2 2 1 0 一最大值 7 ? 最小值 3 0 7 “平均值 1 2 0 5 0 6 0 4 锦两化分公司污水治理研究 最人值 1 6 0 鐾最小值 8 平均值 1 52 3 锦两石化分公一日污水冶理研究 质 检平均值 处 o 表1 31 9 9 8 年污染源水质水餐数据 t a h i e1 3p o l l u t e dw a t e rv o t u m ed a t ai n19 9 8 i 舶类硫化物挥发酚氰化物 p h c o d c r 氨氮 水量 ( m g 1 )( m g 1 )( m g 1 ) ( m g i )( m 】)( r a g i ) ( t h ) 6 锦西石化分公司污水治理研究 睾黧 1 1 3 9 2 2 7 善平均值 锦西矗化分公司污水治理研究 竺薹：羞 平均值 9 1 4 6 3 1 - 8 一 锦两石化分公司污水治理研究 办 公平均值 忧 善平均值 7 5 8 6 8 锦西石化分公司污水治理研究 表1 41 9 9 8 年污水水质监洲数据统计表 t a b l e1 4s t a t i s t i c a ls h e e to fr e c o r d e ds e w a g ew a t e rd a t ai n1 9 9 8 表1 519 9 9 年污水水质监测数据统计表 t a b l e1 5s t a t i s t i c a ls h e e to f r e c o r d e ds e w a g ew a t e rd a t ai n1 9 9 9 锦西石化分公司污水治理研究 1 3 课题的主要研究内容 1 3 1 污水处理 1 9 8 0 年以来，随着我国水污染治理工作的发展，污水处理技术也取得了一定的进展， 大量的新工艺，新设备和新材料得到应用和发展。在污水处理技术方面主要有自然生物 处理系统、生物膜法、厌氧生物处理法和活性污泥法。 针对锦西石化分公司污水的特点，提出原污水处理厂的改造方案，重点是去除污水 中的石油类污染物；对活性污泥法进行研究，设计a o 污水生化处理工艺流程。通过本 次研究，保证处理过的污水水质达到d b 2 1 6 0 8 9 现有二级标准( 具体指标详见表1 1 ) 。 1 3 2 固体废物填埋 污水经生化处理后，将产生大量的污泥，污泥不经妥善处理而任意排放和堆置，必 将对用围环境造成严重污染，使已建成的污水厂不能充分发挥其消除环境污染的作用。 针对锦西石化分公司的具体情况采用填埋的处理方式比较经济可行，填埋法具有投资 少、容量大、见效快等优点，不仅能解决污水处理过程中产生的污泥，而且可一并解决 生产过程中产生的废催化剂和白土等固体污染物。 固体废物填埋场的关键是防渗层系统，本次课题重点对h d p e 复合型防渗层系统进 行研究，选择适宜的h d p e 膜，鉴于国内没有h d p e 膜在施工和验收方面的标准和规范， 提出h d p e 膜在施工及验收方面的指导性意见。 1 33 污水回用 自7 0 年代以来，世界各国对水的再循环与再利用的必要性及迫切性的认识逐渐提 高，发达国家在解决水污染的同时，注意到充分利用处理过的污水。多年的实践证明， 用于污水回用的处理费用一般都低于开发新水源的费用。 s t s 公司和s t am a r i aw a t e ra b 公司在污水回用方面的研究，在当前处于国际领先 水平。本次课题主要对上述两公司针对锦西石化分公司所设计的污水回用工艺流程进行 中试，验证回用工艺的可行性。 13 4 节水减污 节水减污工作是污水治理工作的一个重要环节，可以说是污水治理工作的源头。本 次课题研究主要是查摆锦西石化分公司在排水方面的不足，提出节水减污技术方案。并 以锦西石化分公司九循环水场为研究对象，进行循环水处理药剂的开发研究。 参考文献 1 锦曲_ i 化分公司水平衡及讧水技术方案2 0 0 1 1 2 2 = f 业俊，许保玖，严煦世水和废水技术研究北京：中国建筑一i 业出版社，1 9 9 2 3 3 梁新年| ：l ，汤小玲，梁志坚民炼第二污水处理场氧化物工艺运行小结_ 舳化i ：环境保护，2 0 0 0 4 栾云，张勇根岸炼厂水质污染防治石油化工环境保护，2 0 0 0 5 千文英t i 化生产中有机废物的微生物降解石油化工环境保护，2 0 0 0 锦西石化分公卅污水治理研究 6 刘大齐，林肇信，刘逸农环境保护概论高等教育出版社，1 9 8 2 7 7 杜秋根，孔昌俊，丁文礼，文毅环境保护政策法规新编白山出版社，2 0 0 i 7 8 国家环境保护总局污染控制司全国“双达标”文件资料汇编，1 9 9 9 1 i 9 张臼杰，周i 叽活性污旎生物学与反应动力学北京：中国环境科学出版社，1 9 8 9 1 0 张希衡等废水厌氧生物处理：e 程，北京：中国环境科学出版社，1 9 9 6 1 1 钱易现代废水处理新技术中国科学技术出版社，1 9 9 3 12 刘俊新等弧硝酸型硝化一反硝化工艺处理煤气废水研究中国给排水1 9 9 8 ，1 4 ( 1 ) ：6 - 8 1 3 国家环保局水利废水监测分析方法，北京：中国环境科学出版社，1 9 8 9 1 4 冯生华，姚念比生物除磷脱氮l 艺的探讨，给水排水，1 9 9 4 ，2 0 ( 2 ) ：1 8 2 1 1 5 中蓁笑丁青岛团岛城市生活污水a oi ：艺的脱氮除磷现象分析给水排水技术动态，1 9 9 4 ，1 ： 2 4 2 8 1 6 陈欣燕，程晓如，陈忠正从微生物学探讨生物除磷脱氮机理中国给水排水，1 9 9 6 ，1 2 ( 5 ) ： 3 2 3 3 1 7 陈沾，李淑敏，韩中利，戴行浩垃圾填埋场高度聚乙烯防渗垫衬材料的研制及应j ：l j ，环境卫生 j 群，1 9 9 7 ，3 ：3 - 9 1 8 张秀华，曾清华高密度聚乙烯及超低密度聚乙烯垫衬材料的廊f l j ，矿产保护与利州，1 9 9 4 ，5 ： 3 6 3 8 1 9 蔡振球等，有害事业废弃物中间处理后晟终处置及后续检测管理之研究，台湾工业技术研究院， 1 9 9 2 2 0 许保玖给水处理北京：中国建筑t 业出版社，1 9 8 0 2 1 李德兴冷却塔，上海科学技术出版社，1 9 8 1 2 2 徐寿吕等1 。业冷却水处理技术，化学1 业出版社，1 9 8 4 2 3 中国“油化l 总公司生产部雨i 发展部冷却水分析和试验方法，1 9 9 0 2 4 e n c y e l o p e d i ao fp o l y m e rs c i e n c ea n dt e c h n o l o g y ，1 9 6 7 ，7 ：2 7 2 2 5 m ，f 1 e i p n e r g e r m a np l a s t i c s 1 9 8 7 1 2 6 v o e tj p v a n s t a e nh e ta 1 r e m o v a lo fn i t r o g e nf r o mh i g h l yn i t r o g e n g o u sw a s t e r w a t e r s ， j o u r w a t e rp o l l u t ，c o n t r o lf e d v 0 1 4 7 ，3 9 4 3 9 8 ，1 9 7 5 f 2 7 1 f f d z p o l a n c oe ta 1 n i t r i t ea c c u m u l a t i o ni ns u b m e r g e db i o f i i t e r s c o m b i n e de f f e c t s ， w a t s c i t e c h v o i 3 4 ，n 0 3 43 7 l 一3 7 8 ，1 9 9 6 2 8 d p a t u r e a u ，nb e r n e ta n dr m o l e t t a e f f e c to fo x y g e no nd e n i t r i f i c a t i o ni oc o n t i n u o u s c h e m o g t a tc u l t u r ew i t hc o m a m o n a ss ps g i y 2 ，j o u r n a lo fi n d u s t r i a lm i c r o b i o l o g y ，( 1 9 9 6 ) 1 6 1 2 4 一1 2 8 f 2 9 a 6 e r b e r ，e s m o s t e r e t ，c t w i n t e ra n dr h d ev i l l i e r s i n t e r a c t i o n sb e t w e e n p h o s p h a t e ， n i t r a t ea n d o r g a n i c s u b s t r a t ei n b i o l o g i c a l n u t r i e n tr e m o v a l p r o c e s s e sw s t e rs c je n c ea n dt e c h n o l o g y ，1 9 8 7 ，1 9 ( 1 2 ) ：1 8 3 1 9 4 3 0 m g o r n a r o sa n dg 1 y b e r a t o s ( 1 9 9 7 ) k i n e t i c so fa e r o b i cg r o w t ho f8d e n i t r i f y in g b a c t e r i u m ，d e n i t r i f i c a n s ，i n t h ep r e s e n c eo fn i t r a t e sa n d o rn i t r i t e s ，w a t r e s ，3 1 ( 3 ) ， 4 7 9 4 8 8 锦西石化分公司污水治理研究 第二章污水处理 为减轻和消除水污染所造成的不良影响，国家水污染治理工作力度逐步加大，许多 污水处理的技术在实际中得到应用。但还存在污水处理技术不适用、工程设计和运行管 理水平不高的情况。要使处理过的污水达标排放，就要不断研究和推广污水处理的新技 术、新设备、新材料。锦西石化分公司自1 9 8 8 年以来，随着装置改扩建的不断完善， 多套新建装置投入运行，加工原油品种已由大庆油改为辽河油为主，原油加工量和加工 深度都不断提高，致使装置排出的污水中的污染物负荷逐年增加。而原有的污水处理厂 是按加工大庆原油的污水处理“老三套”工艺流程设计的，难以适应生产的需要和国家 污水达标排放的要求，对污水处理技术改造势在必行。 2 1 污水处理技术分析 2 1 1 研究遵循的原则 污水处理不仅是锦西石化分公司自身环保达标的需要，同时也是一项造福子孙后代 的碧海工程，在污水处理的研究过程中必须遵循以下几个原则。 ( 1 ) 工艺力求先进，经济合理。尽量采用先进实用的新技术、新设备、新材料。 ( 2 ) 最大限度利用原污水厂内的面积和既有设施。 ( 3 ) 严格执行国家、地方及行业制定的环保设计规范，标准和规定等。 ( 4 ) 污水处理后排水水质达到辽宁省污水与废气排放标准d b 2 1 6 0 。8 9 中的第二 类污染物新扩改二级标准。 2 1 2 污水水量、水质分析 2 1 2 1 污染源现状 1 9 9 8 年至1 9 9 9 年生产装置排出的污水水质、水量见表1 2 和表1 3 。污水处理厂进 水水质、水量见表1 4 和表1 5 。 2 1 2 2 “十五”期间水污染预测见表2 1 2 1“十五”期间水污染预测表 t a b l e 2 1w a t e r p o l l u t i o ne s t i m n i o n t a b l ed u r i n g “t h et e n t hf i v ey e a r s 水量油c o d n h ，ns 2 项目名称污水类别污水去向 t h m lm a l lm g 1m l 重整扩能改造含油 1 05 02 0 03 0 0 污水厂 含油 55 05 0 01 0 0污水厂 1 0 0 万t a 加氢改质 含硫 1 03 0 02 0 0 0 09 4 1 718 8 3 3 污水汽提 北蒸馏改造含油2 06 08 0 03污水厂 循环水场禽油5 0 1 51 0 0 污水厂 合计9 5 锦西石他分公划污水治理研究 2 1 2 3 水质、水量预测 污水处理，一总进水水质预测见表2 , 2 ，并以该数据确定为研究水质。 表2 2 研究水质参数 t a b l e 2 2s t u d y i n gw a t e rd a t a 2 2 原有污水处理厂的改造 2 2 1 预处理设施完善 2 2 1 1 原有预处理设施的不足 原有污水厂始建于1 9 7 8 年，预处理部分不完善，主要表现在来水没有格栅，沉沙 池，造成大量泥沙和央杂的污物填塞提升泵入口，大量泥沙被提升至均质池沉淀，造成 均质池均质能力严重不足，加之既有均质池的能力不够( 仅有5 0 0 0 m 3 ) ，一旦受到水质 水量的冲击，l p c 装置及后续生化系统无法正常运行。原有污水处理系统是先提升后隔 油，这样运行易造成部分浮油乳化，影响后续工艺处理效果。 2 2 1 2 针对不足采取的对策 ( 1 ) 针对污水中的泥沙和央杂，在污水场总入水v i 建立机械格栅池，拦截大部分的 泥沙和夹杂。 ( 2 ) 取消原有均质池，新建调节池和均质池，用以抵抗水质和水量的冲击，通过查 找资料，炼油污水的均质时问必须保证1 0 2 4 小时，按污水处理量1 0 0 0 t h 计算，均质 池和调节池分别为1 0 0 0 0 m 3 左右，基本能满足要求。 f 3 ) 为避免原有污水处理系统先提升后隔油造成的浮油乳化，在机械隔栅池后增加 粗隔油池，粗隔油池的设计能力应达到去除6 5 以上。 2 2 1 3 改造后的预处理工艺流程见图2 1 圈2 1 改造后的预处理f 艺流秽 f i 9 2 1f l o wc h a n to ft r a n s f o r m e dp r e t r e a t m e n t 锦西石化分公司污水治理研究 2 2 2 曝气池改造 原污水处理厂有中1 7 m 圆形合建式曝气池1 0 座，考虑到新建均质池和调节池用地， 决定利用8 座，将合建式曝气池改为分建式曝气池，并将原曝气池内斜坡毛石砌体打掉， 使外池形成圆筒结构，单池增加有效池容积约1 7 0 m 。将原双螺旋曝气器改为微孔曝气 器。 对曝气池的操作方式进行变动，即l p c 装置既可与曝气池串联运行，也可部分或全 部跨越曝气池，进入新建a 0 生化系统。 2 3a 0 生化系统 2 3 1a 0 生化系统理论分析 污水在污水处理厂虽经过去一级处理( 隔油、沉淀、气浮) 后，绝大多数油污( 约 9 5 以上) 和较粗颗粒的悬浮固体均得到去除，各类污染物得到部分降解，但污水中仍 央带很高浓度的有机物、氨氮和一定量的碳化物、酚类等悬浮和溶解性固体，它们以胶 体和高分子等形式分散在污水水体中，不能除掉，需要迸一步根治，进行生物化学处理， 才能净化水质，符合排放要求。 传统的活性污泥法，能有效地降解有机物，一般去除率可达到9 0 ，但是不发生硝 化反应，总氮去除率只有2 0 4 0 ，处理后出水中尚残留较高浓度的氮素( 即氨氮) ， 锦西石化分公司污水中氨氮来源于加工原油本身的含氮化合物，比如在蒸馏装置中采用 注氨工艺等，氨氮在污水中是以游离状态氨( n h 3 ) 和离子状态铵盐( n h 4 + ) 的形式存 在，因此氨氮亦就是上述两者的总称，以氮( n ) 计，为简便计，氨氮亦以n h 3 n 或 n h 4 + _ n 表示。 含有氮素( 如氨氮) 污水排入自然水体，会对环境带来不良影响，其表现主要有： a 、水体出现富营养污染；过多的氮营养物排入水体，将使氨氮进一步硝化即消耗 过多的溶氧，促进水体藻类等浮游生物的繁殖，大量藻类死亡和腐败将耗去水中更多的 溶氧，引超鱼类大批死亡及水质迅速恶化。 b 、影响给水水源，增加给水处理的成本，即：氨氮会增加消毒所需要的氯量。 c 、化合态氨对人和生物有毒害作用。 d 、含氨氮的水用作循环冷却水，对以铜为主要材质的冷却器等设备有较强的腐蚀 作用。 活性污泥法a j o 生物处理工艺，是去除氨氮最终除氮行之有效的方法之一，该法具 有去除污水中有机物、氨氮和去除总氮的综合功能。根据上海炼油厂a o 生物除氮试验 表明：它除了能降解有机物、氨氮及总氮外，而且还能对乳化油、溶解油类、硫化物、 酚类、氰化物等有一定程度的降解。另外此方法具有投资少、能耗低、处理效率高、运 行稳定，便于管理及操作等优点，因此，本次关于污水处理的研究决定选用此项污水处 理工艺。 2 3 1 1 o 生物脱氮反应机理。 污水中氨氮( n h 3 一n ) 的生物转化特征基本上服从自然界中氮循环规律。a d o 系 统，即缺氧，好氧生物脱氮系统，是由硝化和反硝化( 脱硝) 两个生物化学过程所组成。 锦西铀化分公d 污水治理州究 是使污水中氨氮经硝化反应氧化为硝酸赫，然后再经反硝化转化成无害的分子氮气( n 2 ) 逸入大气中散失的一种生物除氮的方法。 ( 1 ) 6 t j 化反应 硝化反应在好氧条件下进行，硝化菌利用充足的溶解氧源进行好氧呼吸，将氨氮氧 化成亚硝酸盐，最终氧化成硝酸盐，反应公式为： 2 n h 4 + + 3 0 2 弧硝酸茁2 n 0 2 + 4 h + + 2 h ，o + 2 n 0 2 + 0 2 硝酸菌 2 n o - “ 总式：2 n h 4 + + 4 0 2 竺竺f n 0 3 + 4 h + + 2 h 2 0 ( 2 1 ) ( 2 2 ) ( 2 3 ) 氧化氨氮的微生物为亚硝酸菌，氧化亚硝酸赫的微生物为硝酸菌，二者总称硝化细 菌。亚硝化纤毛杆菌和硝化杆菌分别为亚硝酸菌和硝酸菌的主要菌种，具有强烈的好氧 性，它们从上述反应中获得能量进行细胞合成，是一类自养型微生物，生活时不需要有 机养料。 ( 2 ) 反硝化( 脱硝) 反应 脱硝反应在缺氧条件下进行，反硝化菌以n 0 3 或n 0 2 作为氧源使有机物得到氧化 分解，反应过程中n 0 3 n 和n 0 2 l _ n 被还原为n 2 0 ，进一步还原为n 2 从污水逸出， 反应过程中同时起到去碳，除氮的效果，反应公式为： 2 n 0 2 + 6h 1 ( 氢供体) 垦趟些鱼- n 2 + 2 h 2 0 + 2 0 h 2 n 0 3 一十1 0 h + ( 氢供体) 星堂垡堕- n 2 + 4 h 2 0 + 2 0 h 。 ( 2 4 ) ( 25 ) 脱氮微生物是具有把n 0 2 - n 或n o s n 还原为n 2 0 和n 2 能力类细菌的总称， 一般为异养型兼性厌氧细菌。这类微生物在氧气存在环境中，利用氧气进行呼吸，在缺 氧环境中，利用硝酸或亚硝酸盐离子中的氧进行呼吸，在反应过程中供氢体来自于污水 中的有机碳化物，作为微生物的能源，在脱氢酶的作用下将有机物脱氢水解，最后，生 成c 0 2 + h 2 0 ，使污水中有机物得到降解，硝酸盐得到还原。 ( 3 ) 各种生物反应比较。 在上述反应中，促使污水中有机物及氮类化合物降解反应的是微生物，确切地说 是生物酶，因此，创造良好的生物环境，是影响处理效果的关键环节。有机碳源、溶解 氧( d o ) ，水温和p h 值都是微生物( 活性污泥) 正常生长，繁殖的控制条件。硝化和 反硝化各有自己的特点，现比较见表2 ，3 。 从比较中可以看出，硝化和反硝化是两种性质完全不同的反应( 如对d o 和碱度 的要求) ，因此，为了达到生物脱氮的目的，处理流程需要考虑设置两个以上反应构筑 物。 堡耍鱼些坌竺型翌查堕矍竺塞 表2 3 各种生物反应比较 2 31 2 a o 系统设计 ( 1 ) 流程的选择 a o 生化系统从处理方法上分有生物膜法和活性污泥法： 氧段活性污泥法的混和方法，从处理流程上分有： a 、厌氧、缺氧、好氧流程，简称a 2 o 系统，属于除磷、 b 、缺氧、好氧、好氧流程，简称a o ，0 或a 0 2 系统， 建流程。 也有缺氧段生物膜法，好 脱氮、去碳硝化流程。 属于脱氮、除碳、硝化分 c 、缺氧、好氧流程；简称a o 系统，属于脱氮、去碳硝化混和流程。 从污水悬浮液回流方式分有前晷反硝化和后置反硝化总之各种方法很多，不一一 列举，每种流程都有各自的特点，但基本原理都是相同的。通过对锦西石化分公司水质 特点的分析，从技术经济和投资角度考虑，本次研究决定采用前置反硝化缺氧、好氧活 性污泥法( 即a o ) 流程。本法的优点在于： a 、处理用构筑物少； b 、抗冲击性强，运行稳定，处理效率高： c 、生化处理前的污水做反硝化碳源，而不需要外加碳源： d 、方法简单，便于管理，操作方便； e 、投资少，占地少，运行能耗低。 ( 2 ) o 系统设计 1 ) 流程简图 锦两石化分公刊污水治理研究 硝化出水回流 酬2 2a o 系统流程简图 f i 9 2 2 f l o wd i a g r a mo f a os y s t e m 2 ) 流程简介 缺氧池( a 池) 与好氧池( o 池) 串联运行，污水经一级处理后进入缺氧池。在缺 氧条件下( o2 一 d o 0 5 m g 1 ) ，以污水中丰富的有机碳化物作为活性污泥( 约一半以上 异养型兼性厌氧微生物) 的氢供体，将来自好氧池回流的硝化液( 硝酸盐和亚硝酸盐) 还原成气态氮( n 2 ) 排入大气，同时部分有机物得到分解。其反应式见前式2 4 和式2 5 。 缺氧处理后的含有机物和氨氮污水进入好氧池。在好氧池莳段主要是除碳阶段。在这个 阶段中，污水中的有机物与活性污泥( 以异养型好氧微生物为主) 充分混和、接触，被 微生物所吸附进入体内，在好氧菌外、内酶的活动下被氧化分解为中间产物，接着有些 中i 、自j 产物合成细胞物质，另一些中间产物氧化为无机的终点产物。在吸咐、转化的过程 中，高分子有机物降解为简单的、稳定的低分子无机物( 如有机含碳化合物，氧化为二 氧化碳) 有机污染质得到去除。随着污水中有机碳源的枯竭( b o d 5 2 5m g 1 ) 自养型 微生物( 硝化菌) 得到优势，迅速增长、繁殖，污水进入硝化阶段。污水中氨氮在硝化 菌的好氧呼吸过程中( 2 d o 4 m g 1 ) 首先被转化为亚硝酸盐，然后最终转化成硝酸盐。 硝化后出水分两路，一路回到缺氧池还原氮气( n 2 ) ；另一路进入生化沉淀池，进 行剩余活性污泥与水分离。经沉淀后剩余活性污泥回流到缺氧池，多余部分排出作进一 步处理，沉淀池分离后水排出a o 生化处理系统，从而完成污水生化处理的全过程。 3 ) 过程分析 a 、除碳过程。主要在缺氧池( a 池) 和好氧池( o 池) 的前段进行污水中含有大 量的难生物降解的有机物( 如环烷烃、支链烃、芳香烃等高分子化合物) 经过适当培养 驯化的活性污泥( 兼性微生物) 在低负荷率下，通过缺氧池，将不溶性有机物水解为可 溶性有机物，高分子有机物分解为低分子有机物，从而提高在好氧池中进一步降解的可 生化性( b o d 5 c o d ) ，使有机污染物去除效率提高，各阶段反应除碳理论值见表2 | 3 。 b 、反应过程碱度的补充。