煉油廢水處理裝置提標(biāo)改造

李述良

（中國石化 上海高橋石油化工有限公司，上海 200137）

2015年5月，國家環(huán)保部頒布了《石油煉制工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 31570—2015），對煉油工業(yè)外排廢水的水質(zhì)指標(biāo)提出了更加嚴(yán)格的要求，并同時(shí)規(guī)定排入市政廢水處理廠的外排廢水應(yīng)執(zhí)行該標(biāo)準(zhǔn)，自2017年7月1日起執(zhí)行。上海高橋石油化工有限公司煉油廠3#廢水處理裝置排水原執(zhí)行上海市地方標(biāo)準(zhǔn)《廢水排入城鎮(zhèn)下水道水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》（DB 31/445—2009），外排水質(zhì)不能滿足《石油煉制工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》的要求，故公司啟動(dòng)了對煉油廠3#廢水處理裝置的提標(biāo)改造工程。

本文介紹了原煉油廢水處理流程以及改造后擴(kuò)建和新增加的處理裝置，并考察了裝置運(yùn)行6個(gè)月的廢水處理情況。

1 改造前廢水處理工藝

3#廢水處理裝置是上海高橋石油化工有限公司煉油廠“七五”煉油新區(qū)公用配套項(xiàng)目，設(shè)計(jì)處理能力為300 m3/h。改造前廢水處理工藝見圖1。

2 改造后廢水處理工藝

2.1 設(shè)計(jì)水量及水質(zhì)

3#廢水處理裝置改造后設(shè)計(jì)處理能力為400 m3/h。廢水主要包括酸性水凈化水、電脫鹽廢水、循環(huán)水場排污水、化學(xué)水站中和水、催化脫硫脫硝廢水、罐區(qū)切水等高含鹽難生物降解廢水。改造后主要設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)見表1。

圖1 改造前廢水處理工藝

2.2 改造工藝

本次提標(biāo)改造重點(diǎn)考慮提升3#廢水處理裝置的廢水處理量，增加總氮、總磷的處理設(shè)施，增加生化處理單元。

2.2.1 新建廢水調(diào)節(jié)罐

新建一座容積12 000 m3的廢水調(diào)節(jié)罐，增加廢水緩沖調(diào)節(jié)時(shí)間，提高抗沖擊能力。將原有容積5 000 m3的廢水調(diào)節(jié)罐用做發(fā)生事故時(shí)的備用水罐，同時(shí)兼做廢水高濃度沖擊時(shí)的臨時(shí)儲(chǔ)罐，減輕因來水水質(zhì)與水量的變化對后續(xù)處理單元的沖擊。

2.2.2 擴(kuò)能浮選單元

原有一級(jí)、二級(jí)氣浮設(shè)施的處理負(fù)荷高于設(shè)計(jì)能力，無備用設(shè)施，且氣浮池全部加蓋后人工調(diào)節(jié)氣水比、刮渣等操作效果很不理想，嚴(yán)重影響氣浮處理效率。現(xiàn)將原有一級(jí)、二級(jí)氣浮池并聯(lián)后作為一級(jí)溶氣氣浮設(shè)施，新建二座處理量各為250 m3/h的高效溶氣氣浮池，并聯(lián)后作為二級(jí)氣浮設(shè)施。并實(shí)現(xiàn)了氣水比調(diào)節(jié)、負(fù)壓刮渣等全自動(dòng)操作，提升了氣浮處理效率。

2.2.3 改造曝氣單元

現(xiàn)有曝氣池池體不作改動(dòng)，在曝氣池內(nèi)增加移動(dòng)式生物填料，更新原有曝氣器，提高其容積負(fù)荷及抗沖擊能力。

2.2.4 改造接觸氧化池

將接觸氧化池改造為移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器（MBBR）。通過向反應(yīng)器中投加一定量的懸浮載體，提高反應(yīng)器中的生物量及生物種類，從而提高反應(yīng)器的處理效率。由于填料密度接近于水，所以在曝氣的時(shí)候填料與水呈完全混合狀態(tài)，當(dāng)氣流穿過填料的空隙時(shí)又被填料阻滯，并不斷地被分割成小泡，從而增加生物膜與氧氣的接觸和傳遞效率［1］。MBBR的氧傳遞效率比相同池深的活性污泥池高25%［2］。MBBR內(nèi)部比表面積大，適合微生物吸附生長；生物膜泥齡長，適宜硝化菌的生長；硝化菌濃度高，硝化脫氮效果顯著［3］，氨氮去除率超過95%［4］。

2.2.5 改造斜板沉淀池

拆除現(xiàn)有斜板沉淀池，異地新建一座高密度沉淀池，將其處理量提升到400 m3/h。高密度沉淀池集混凝、絮凝、沉淀、濃縮功能為一體，具有處理效率高、單位面積產(chǎn)水量大、適應(yīng)性強(qiáng)、處理效果穩(wěn)定、占地面積小等優(yōu)點(diǎn)，尤其對SS和總磷等具有較好的處理效果［5］，SS去除率約85%［6］，總磷去除率約95%［7］。

2.2.6 新建曝氣生物濾池（BAF）一段

新建兩座BAF，分別為硝化區(qū)域和反硝化區(qū)域。BAF一段硝化區(qū)域主要用于進(jìn)一步脫除廢水中COD、NH3-N等，反硝化區(qū)域主要去除總氮，在反硝化區(qū)域進(jìn)口投加適量甲醇作為碳源。BAF工藝具有集過濾、生物氧化和生物絮凝于一體的優(yōu)點(diǎn)［8］，其后無需設(shè)置沉淀池［9］。

2.2.7 新建催化臭氧氧化單元

新建6組并聯(lián)催化臭氧氧化池，每組填裝非均相金屬離子型催化劑；新增兩套15 kg/h的臭氧發(fā)生裝置，一開一備，為催化臭氧氧化池提供臭氧。催化臭氧氧化可有效提高廢水的可生化性［10-11］。

2.2.8 新建曝氣生物濾池（BAF）二段

新建曝氣生物濾池（BAF）二段，進(jìn)一步去除水中多余的碳源和難降解COD。

改造后的廢水處理工藝見圖2。

3 改造后的裝置運(yùn)行情況

2018年下半年，改造后裝置穩(wěn)定運(yùn)行，廢水處理情況見表2。

圖2 改造后廢水處理工藝

表2 改造后裝置廢水處理情況 mg/L

由表2可見，裝置運(yùn)行6個(gè)月出水各項(xiàng)指標(biāo)的平均值分別為：COD 25.2 mg/L，ρ（NH3-N） 1.3 mg/L，TN 12.6 mg/L，TP 0.11 mg/L，滿足《石油煉制工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 31570—2015）的排放要求。

裝置對COD的去除效果見圖3。由圖3可見：裝置進(jìn)水COD有一定的波動(dòng)，但出水COD穩(wěn)定在30 mg/L左右，有較強(qiáng)的抗沖擊能力；廢水COD去除率隨進(jìn)水COD的增加而升高，平均COD去除率達(dá)96.4%。

圖3 裝置對COD的去除效果

裝置對NH3-N的去除效果見圖4。由圖4可見，裝置進(jìn)水ρ（NH3-N）有一定的波動(dòng)，但出水ρ（NH3-N）穩(wěn)定在3 mg/L以下，有較強(qiáng)的抗沖擊能力，廢水NH3-N平均去除率達(dá)96.6%。

圖4 裝置對NH3-N的去除效果

4 效益分析

本次3#廢水處理裝置提標(biāo)改造項(xiàng)目總投資約9 000萬元。改造前噸廢水處理費(fèi)用為2.50元，改造后噸廢水處理費(fèi)用提高到4.81元，增加了2.31元。噸廢水處理費(fèi)用主要為公用工程（包括電、蒸汽、新鮮水、凈化風(fēng)和非凈化風(fēng)等）費(fèi)用和化學(xué)藥劑（包括堿液、絮凝劑、助凝劑和甲醇等）費(fèi)用。改造后每年COD和NH3-N消減分別約為240 t和44 t，環(huán)境效益顯著。

5 結(jié)語

a）上海高橋石油化工有限公司煉油廠3#廢水處理裝置經(jīng)過提標(biāo)改造，在原煉油廢水處理流程的基礎(chǔ)上將接觸氧化池改造為MBBR，將斜板沉淀池改換為高密度沉淀池，新增BAF、催化臭氧氧化等深度處理工藝。

b）裝置運(yùn)行平穩(wěn)，6個(gè)月出水各項(xiàng)指標(biāo)的平均值分別為：COD 25.2 mg/L，ρ（NH3-N） 1.3 mg/L，TN 12.6 mg/L，TP 0.11 mg/L，滿足《石油煉制工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 31570—2015）的排放要求。改造后每年COD和NH3-N消減分別約為240 t和44 t，環(huán)境效益顯著。