新区污水处理场的工艺和运行情况
摘要： 石油一厂新区污水处理采用国内通用的炼油污水处理流程，从1997年11月开始运行至今，CODcr的平均去除率为87.3%，出水各项指标达到了辽宁省《污水与废气排放标准》（DB21－60－89）二级标准要求。运行结果表明，该工艺处理效果稳定，工艺组合合理。
关键词： 污水处理 工艺 运行
石油一厂外迁工程新区包括30万吨/年酮苯脱蜡脱油，15万吨/年石蜡加氢，15万吨/年石蜡成型，10万吨/年糠醛精制，8万吨/年白土精制等五套生产装置及相应的储运、供热、供水、供电、消防、污水处理、维修管理等配套辅助设施。污水处理场设计规模为300t/h，处理外迁工程的生产、生活污水，1995年末破土动工，1997年7月竣工投产，占地50余亩，投资约3200万元。
污水处理场是在抚顺石化研究院环保所所做的生产污水水质预测数据、生化处理试验数据和推荐的污水处理流程的基础上，由中石化总公司北京设计院设计。从1997年11月开始运行至今，CODcr的平均去除率为87.3%，出水各项指标达到了辽宁省《污水与废气排放标准》（DB21－60－89）二级标准要求。污水处理场工艺流程见图1。
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一、工艺流程简述
新区排水采用清污分流制，具体分为含油污水、生活污水和雨水三个系统。含油污水、生活污水和初期雨水送入污水处理场处理，雨水经雨水分隔池直接排入厂区南侧的孤家子河。
含油污水包括各生产装置排污点排水、罐区脱水、循环水排污、地面冲洗水和初期雨水等，设计水量为300 t/h，以自流方式排到污水处理场隔油池；生活污水指食堂、浴池等排水及粪便污水，设计水量为20 t/h，以自流方式排到污水处理场二级浮选池出水间。污水处理场主要处理构筑物的设计参数见表1。
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1 隔油、浮选部分
采用平流斜板隔油池，借助于油粒与水的比重差使可浮油上浮到水面，用刮油机将其去除。作为炼油污水处理的第一道工序，它可以去除污水中携带的大量石油类物质，使隔油出口含油≤80mg/l。为下道工序浮选的平稳运行提供必要的条件。
两级浮选采用部分回流加压溶气浮选，隔油池出水直接进浮选池，然后将50％浮选处理后的污水经加压泵加压后回流。使空气在一定的压力作用下溶解于水中，经溶气罐的充分混合溶解，达到过饱和状态，然后通过减压释放器使污水减至常压，这时溶解于水中的空气以微小气泡的形式从水中逸出，气泡上浮过程中与油粒碰撞，吸附，一起浮出水面形成浮渣，浮渣由刮渣机刮去，乳化油和部分溶解油得以去除，使二浮出口含油≤15mg/l。由于用于加压的水量，通常只占总处理水量的50%，相对于全加压溶气浮选可以节省电能。此外，由于加压水较清洁，减少了释放器和溶气罐的堵塞现象。
针对炼油污水水量、水质波动大的特点，在浮选池后设计了5000m 3的匀质罐。匀质罐中设置水力喷射循环混合器，使罐中污水上下循环混合，增强匀质作用，保证了生化系统进水的水质。在匀质罐进口管和不合格污水罐出口管上设置连通管，以便在水量较大时利用不合格污水罐作为调节罐使用。确保了进入生化处理部分的水量和水质的稳定。
2 生化部分
生化处理部分为两级生化。一级生化为传统推流式鼓风曝气，二级生化采用三沟式氧化沟。传统推流式鼓风曝气，污水从池一端流入，从另一端流出，污水与回流污泥入池后仅进行横向混合，而前后互不相混，以一定流速推流前进。针对炼油化工污水中慢速可生物降解和难生物降解有机物所占比例较高的特点，采用延时曝气法强化了对难降解和慢速可降解有机物的去除。曝气池内设置32台高充氧效率的提升式微孔管曝气装置。经曝气处理后的混合液自流入二沉池。
二沉池采用辐流式，周边式刮泥机底部刮泥的同时表面刮渣，用泵抽送污泥回流至曝气池进口，澄清水经溢流堰汇集，自流入配水井至氧化沟。
三沟式氧化沟属于合建式交替运行氧化沟，由三条同容积的环形沟并联组成，两侧边沟各有一方形连通孔与中间沟相连。运行时根据设定的程序，通过配水井向各沟配水，并控制各沟的运行状态。中沟总是处于运行状态，左右两沟兼作沉淀池和曝气池，作沉淀池时转刷停止运转。转刷配置双速电机，通过程序控制器控制转刷转速，从而达到调节充氧量的目的。可以采用好氧方式工作去除污水中的有机污染物；也可以采用缺氧－好氧流程工作，以去除污水中的氨氮。三沟式氧化沟不仅具有传统活性污泥法的优点，去除有机物的效率很高，也具有脱氮的功能。它不设沉淀池，处理设施大大简化。
氧化沟出水达到排放标准时，直接排入沈抚暗渠。当氧化沟出水水质不合格时，送入不合格污水罐，然后根据水质的具体情况，少量逐步送回曝气池或氧化沟重新处理，直至合格后排放。
二、污水处理场运行情况分析
污水处理场经历了打通流程、考验设备、培养驯化活性污泥等过程后，1997年11月装置运行达到正常。从开工至2002年底，污水处理场已处理污水341万m3，由于污水设计水量考虑了新区北部予留地，现北部予留地装置尚未全部投产。污水场实际最高处理量达110 m3/h,平均为78.5 m3/h。1998年至2002年水质情况见表2。
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由表2可知，污水场进水水量呈逐年下降的趋势；污水处理场的处理效果良好。总进口油含量的平均值为 190.8mg/l,总排放口油含量的平均值为2.06 mg/l,平均去除率为98.92 %;总进口CODcr的平均值为314.8 mg/l,总排放口CODcr的平均值为40.0 mg/l,平均去除率为87.3%；总进口BOD5的平均值为98.8mg/l,总排放口BOD5的平均值为7.3mg/l,平均去除率为92.6%;总进口悬浮物的平均值为158.0mg/l,总排放口悬浮物的平均值为38.6mg/l,平均去除率为75.6%。其它水质指标，如硫化物、挥发酚、PH值、氰化物和氨氮等，都远远低于污水排放标准。由于设置了不合格水调节罐，保证了开工6年以来污水处理率和外排污水综合合格率为100%。
三、存在的问题及对策
污水场经长期运行监测，该工艺处理效果稳定，污水处理效果较好。但在生产运行中也存在一些问题。
1 生化部分容积负荷低，污泥浓度偏低
由于进入污水场的水量水质远低于设计指标，污水处理装置长期处于低负荷运行状态，平均处理量为设计进水量的26%，进水水质低于设计进水水质，总进口油含量的平均值为 190.8mg/l, 设计指标为500 mg/l；总进口CODcr的平均值为314.8 mg/l, 设计指标为1000 mg/l。由于污水中有机污染物少，造成活性污泥赖以生存的营养物质不充足。生化部分运行参数见表3和表4。
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由表3和表4可知，生化部分实际有机负荷远未达到设计值，曝气池设计容积负荷为0.52kgCODcr/m3.d，1998年至2002年实际容积负荷最大值为0.0715kgCODcr/m3.d，平均值为0.0314kgCODcr/m3.d；氧化沟设计容积负荷为0.3kgCODcr/m3.d，1998年至2002年实际容积负荷最大值为为0.0295kgCODcr/m3.d，平均值为0.0167kgCODcr/m3.d。在活性污泥微生物降解有机物自身增殖的同时，还存在微生物内源呼吸现象，也就是细菌因“自身相食”而死亡。当有机负荷降低时，由于可利用的有机物浓度达到最低限度，活性污泥处于饥饿状态，污泥繁殖受到影响，微生物只有进行生存竞争，细菌总数将减少。此时，活性污泥量不增长或下降。曝气池中的污泥浓度很难保证，不能达到设计规定的指标。
2 生化部分冬季水温低，氧化沟表面结冰，转刷运行困难
由于新区凝结水回收，污水回用等节水措施的投用和各生产装置加强节水管理工作，使新区总排水量持续下降。由1998年的110.2t/h降为2002年的50.6t/h。仅为设计处理量320t/h的15.8%。1998年12月氧化沟进水水温为11.2℃，转刷运行正常。到2002年污水在污水场停留时间长达20天，尽管采用了在匀质罐对污水进行加温的措施，12月氧化沟进水水温仍然为4.9℃，由于氧化沟水力停留时间长达6天，使出水水温降为0℃。氧化沟沉淀沟水面结冰，冰层厚达20mm，转刷翅挂冰，每次启动转刷时需人工砸冰，造成运行困难，氧化沟无法正常运转。特别是给污水加温需消耗大量蒸汽，造成不必要的浪费。预计通过对曝气池进行改造，将49.4*6.5*0.3米的中间隔墙改为承重外墙，使曝气池容积减少一半，使污水停留时间减半，降低冬季污水在曝气池的降温幅度,提高氧化沟的进水温度，可节约加温污水消耗的蒸汽1000吨。另外还可以将曝气池的容积负荷增加一倍，有利于曝气池中活性污泥的成长。
3 “三泥”处理问题
炼油污水处理中产生的“三泥”包括隔油池底泥、浮选池浮渣和剩余活性污泥三类。由于生化处理采用延时曝气法和氧化沟，不产生剩余活性污泥，因此，污泥处理系统仅处理含油较高的底泥和浮渣。新区污水处理场一期工程“三泥”处理部分只设重力浓缩脱水罐，没有兴建配套的“三泥”处理设施。重力浓缩脱水后的“三泥”出路一直没有彻底解决，每年外运底泥和浮渣量近500吨。是发生二次环境污染的隐患。所以，今后应加强浮选刮渣和浓缩脱水罐的管理，努力降低浮渣的含水率，减少浮渣出场量，同时重视完善“三泥”脱水设施，开辟脱水后“三泥”的处理途径。
四、结束语
1 新区污水处理场97年11月一次开工投产成功并平稳运行至今，各处理单元出水水质达到设计要求。工艺流程选择了炼油污水处理的经典工艺，在目前的水质水量情况下，其污水处理综合效果很好，出水指标远低于排放标准。
2 设置不合格水调节罐，保证了开工6年以来污水处理率和外排污水综合合格率为100%。
3 由于进水氨氮浓度较低，氧化沟没有按照缺氧－好氧流程工作，目前采用好氧工作方式。
4 装置还未经满负荷运转考察，满负荷运转时装置的性能及各处理单元出水水质能否达到设计指标还需进一步验证。
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