纯氧曝气与BAF联用处理含盐炼油污水

[摘要]联合应用纯氧曝气与BAF 工艺处理污染严重的天津石化含盐炼油污水，取得较好的处理效果。对于盐质量浓度＜3 000 mg/L 的污水，经该工艺处理后COD、石油类、S^2-、NH3-N 去除率均超过95%，出水COD平均为52mg/L；当进水盐质量浓度突然升至6 000 mg/L 以上时装置运行恶化，出水COD升高到70 mg/L 以上。经调整优化运行参数，装置的耐盐能力明显提高。进水盐质量浓度在4 230~6 150 mg/L 时装置运行稳定，出水COD、石油类、S2-、NH3-N 等均达到GB 8978-1996的一级标准要求，污水处理成本仅为6.03 元/m3。

[关键词] 含盐炼油污水；纯氧曝气；曝气生物滤池

[中图分类号] X703.1 [文献标识码] B [文章编号] 1005-829X（2013）01-0086-03

Treatment of refinery wastewater bearing-salinity by the combineDprocess，pure oxygen aeration-biological aerateDfilter

Yu Zhenmin1，Guan Hongxun2

Abstract：Better effect has been achieveDby applying the combineDprocess，pure oxygen aeration-biological aerateDfilter，to the treatment of the refinery wastewater bearing-salinity from TPCC.When the influent salinity is less than 3 000 mg/L，the removing rates of COD，oils，S2-anDNH3-N are all above 95%，anDthe average effluent CODis 52 mg/L.The shock loaDoccurs in wastewater unit when the influent salinity reaches 6 000 mg/L.Its removal efficiency drops relevantly anDeffluent CODexceeD70 mg/L.The salt endurance of the unit is reinforceDobviously after the operation parameters have been adjusteDanDoptimized.When the influent salinity is 4 230-6 150 mg/L，the wastewater treatment unit runs evenly，effluent quality comes up to the first class of discharge standarDof GB 8978-1996，anDwastewater treatment cost is CNY 6.03 per m3.

Key words：refinery wastewater bearing-salinity；pure oxygen aeration；biological aerateDfilter

炼油废水含有大量石油类物质、硫化物、挥发酚等有毒污染物，水质水量变化大，冲击负荷高，大多数炼油污水设施运行效果并不理想，出水经常超标〔1〕。随着污水排放标准愈加严格，炼油污水处理设施运行面临着更大的困难。

天津石化公司按污染程度不同，将炼油装置各污染源产生的污水分别引入含油污水系统和含盐污水系统。其中水量大、污染程度轻的污水引入含油污水处理系统，采用隔油+气浮+生化工艺处理，出水经双膜处理后回用。而水量小、污染程度高的含碱污水、含硫污水、高含盐污水等则经过预处理后排入含盐污水处理系统集中处理，合格污水直接外排。

1 天津石化含盐污水处理装置

天津石化动力部的含盐污水处理装置于2010年改造完工正式投用，源水主要有电脱盐污水、循环水排污、碱渣污水（含乙烯碱渣、催化汽油碱渣、液态烃碱渣等）、化学水站排污、含油污水回用装置排污等。该装置设计处理能力为250 m3/h，设计进水水质为COD1 500 mg/L、油类300 mg/L、硫化物10 mg/L、氨氮50 mg/L、盐3 000 mg/L；出水标准为COD60mg/L、油类5 mg/L、硫化物1 mg/L、氨氮8 mg/L。

由于含盐污水成分复杂，水质水量波动大，易形成冲击，故该工程采用三段生化处理工艺。具体流程为：含盐污水→均质调节罐→隔油池→涡凹气浮池→溶气气浮池→纯氧曝气池→中沉池→鼓风曝气池→二沉池→BAF 池→排放。其中纯氧曝气负荷高、耐冲击性能强、处理效果稳定，作为一段生化单元可减轻后续工艺的负荷。三段生化采用BAF 工艺，对二段出水进行深度处理，保证出水稳定达标排放。该工程的设备与构筑物主要参数：调节罐容积10 000 m3，隔油池水平流速3.5 mm/s，纯氧曝气、鼓风曝气、BAF 的COD容积负荷分别为2.2、0.34、0.12kg/（m3·d），中沉池与二沉池的表面负荷均为0.6m3/（m2·h）。

2 运行情况与调整措施

2.1 前期运行情况及存在问题

含盐污水装置自2010 年试运行，运行较为平稳，出水符合排放标准要求。表1 为2011 年1-3 月的含盐污水装置出水情况，可以看出装置排水完全符合排放要求。自2011 年4 月开始，天津石化根据生产需要相继将25 m3/h 苯酚丙酮废水和15 m3/h 污泥脱水液引入到含盐污水装置中。随着这两种废水的引入，含盐污水装置受到较大影响，具体表现为：气浮设施出水浑浊；氧曝池与鼓曝池污泥沉降性差，中沉池与二沉池出水混浊且含有大量悬浮物，COD波动剧烈；BAF 池频繁反冲洗，出水浑浊发黄；气浮池出水油＞70 mg/L，鼓曝池出水COD＞150 mg/L，BAF 出水COD则超过70 mg/L。

表1 2011 年1-3 月含盐污水装置平均出水水质

2011 年5 月27 日-6 月1日苯酚丙酮装置停车检修，期间无该类废水排放。表2 为停车前后含盐污水装置的水质情况对比。停车前纯氧进水、纯氧曝气出水、鼓风曝气出水与BAF 出水的COD平均为1 236、169、142、72 mg/L。而停进苯酚丙酮废水后，上述单元出水COD分别为608、117、102、54 mg/L，均呈缓慢下降趋势。停水后5 月29日至6 月1日BAF 出水COD均＜60 mg/L。可见苯酚丙酮废水对污水处理装置的巨大冲击。

表2 停进苯酚丙酮废水前后含盐污水处理装置各单元出水水质对比

2.2 苯酚丙酮废水与污泥脱水液的水质分析

对上述两种废水进行持续监测，结果显示苯酚丙酮废水的pH 在12~14，石油类在300~400 mg/L，COD为4 000~13 000 mg/L，含盐量40 000~60 000mg/L。引入苯酚丙酮废水后，含盐污水装置进水的含盐量净增3 000 mg/L，高于污水装置设计进水含盐量1 倍以上。

污泥脱水液来源于污泥脱水装置。由于离心脱水机运行不正常，排放的脱水液混浊发黑并含有大量细小悬浮物，其COD在1 000~8 000 mg/L 波动，SS＞1 000 mg/L。这些细小悬浮物与均质罐、两级气浮出水中的黑色细小悬浮物形态基本相似。监测数据表明，BAF 池进水SS＞250 mg/L，超过进口设计值（120 mg/L）两倍以上。大量SS 在BAF 池内快速积累引起频繁反冲洗，填料表面的生物膜被严重破坏，处理效果随之下降，出水COD很快超过70 mg/L。

2.3 混凝实验

取溶气气浮出水进行混凝实验。当PAC 用量为20 mg/L，水样表面有少量浮油，颜色呈暗绿色；当PAC 用量为50 mg/L，产生大量墨绿色絮体沉淀，上清液无色透明；二沉池出水在加入PAC 前呈浑浊的淡黄色，加入10 mg/L PAC 后出现较多絮体，沉淀1 h 后上清液变得无色透明。

混凝实验结果进一步证明苯酚丙酮废水的无机盐和脱水液的高SS 对含盐污水处理装置有影响。无机盐会对生化单元的微生物产生抑制，导致污泥活性下降、污泥松散和沉降性能变差、出水悬浮物增加〔2〕。高浓度无机盐会造成活性污泥中毒，活性与分解污染物性能下降，出水COD升高；活性污泥的凝聚性与吸附性相应下降，对SS 吸附量减少。大量的SS 穿过纯氧曝气与鼓风曝气单元，与高浓度COD一同进入BAF 池形成冲击。

2.4 装置的运行调整

根据监测数据和现场实验结果，首先减少苯酚丙酮废水量至5 m3/h 以降低进水含盐量，待生化单元运行稳定后再逐渐提高苯酚丙酮废水量；通过污泥调理、优化离心机运行参数等措施，控制污泥脱水液的COD＜800 mg/L；利用废弃的污水池作为缓冲池，将污泥脱水液排入其中，沉淀24 h 后再送入含盐污水装置。如污泥脱水液含有大量SS，则加入适量混凝剂将SS 沉淀后再排入污水装置。

增加气浮池的混凝剂投加量，确保出水中油小于30 mg/L；在池内投加适量PAC 以提高污泥沉降性；调整纯氧曝气池和鼓风曝气池的排泥方式，通过少量多次排泥方式将池内的中毒污泥、死泥置换出来；通过加大污泥回流比、适时适量排泥等方法，将2 单元的污泥质量浓度分别提高到8 000、4 000 mg/L以上，以加快耐盐污泥的培养，提高污泥抗冲击性能。

2.5 调整后的运行效果

经过两个多月的调整优化，含盐污水装置的处理能力逐渐恢复，出水各项指标不断好转，运行情况渐趋平稳，基本达到排放标准。随后逐渐增加苯酚丙酮废水的水量，至9 月底其进水量已达25 m3/h。图1~图4 为2011 年10 月含盐污水装置运行情况，进水量240~320 m3/h，进水含盐4 230~6 150 mg/L（平均5 237 mg/L）。图1、图2 分别为对石油类和氨氮的处理情况，图3、图4 为对COD的处理情况。

图1 石油类去除效果

图2 氨氮去除效果

由图1 可见，当进口石油类为30~582 mg/L（平均103 mg/L）时，气浮出口的石油类物质平均为32mg/L，气浮装置除油能力显著提高。图1、图2 表明，纯氧曝气与鼓风曝气对石油类和氨氮的去除效果较好。而图3、图4 表明，当纯氧曝气进口COD为847mg/L，鼓风曝气出口处COD仅有89.5 mg/L。显然两级生化对氨氮、石油类和COD的去除效果均较好，为BAF 进一步降解COD创造了良好条件。从图4可以看出，BAF 池出口处的COD平均为51 mg/L，水质优于排放标准。

图3 COD去除效果1

图4 COD去除效果2

至2012 年1 月底含盐污水装置运行正常，各项出水指标达到排放要求，极大地减轻了当地水环境污染压力。

3 经济性分析

新鲜水费用为54.0 万元/a，蒸汽费81.6 万元/a，药剂费325.2 万元/a，电费288.0 万元/a，人工费289.2 万元/a，维护管理费15.9 万元/a，折旧费151.2万元/a，总计运行费用约1 205.1 万元/a，实际处理水量为200 万t/a，则处理成本6.03 元/m3。

4 结论

工程实践表明，采用三级生化工艺处理污染程度严重、水质复杂的含盐炼油污水是可行的。进水含盐量较高时会对污水处理装置产生较大冲击，污染物去除率下降，污泥沉降性变差，出水SS 升高。通过调整优化运行参数能够提高污水处理装置的耐盐能力，在高盐度下能够稳定运行达标排放，出水水质达到GB 8978-1996 的一级标准要求。

参考文献

[1] 肖文胜，徐文国，杨桔才.A/O 与BAF 联用处理炼油废水[J].中国给水排水，2004，20（9）：78-80.

[2] 刘正.高浓度含盐废水生物处理技术[J].化工环保，2004（增刊）：209-211.

[作者简介]于振民（1971-），高级工程师。