韓 鋒

(山西太鋼工程技術有限公司，山西 太原 030009)

1 概述

我國是一個能源和水資源緊缺的國家。隨著生產技術和人民生活水平的不斷提高，經濟社會不斷發(fā)展同資源環(huán)境約束加大的矛盾也日益突出［1］。經濟的發(fā)展帶來了環(huán)境的污染，造成了環(huán)境質量惡化，全球資源日益枯竭，能源問題日益嚴重。如不重視環(huán)境污染的整治、節(jié)水、節(jié)能、增加資源的有效利用率，必將制約我國經濟的發(fā)展，完善環(huán)保設施和節(jié)水減污項目的實施可保證企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。該公司處在嚴重缺水地區(qū)，每噸生產用水和脫鹽水的價格分別為2.8元和20元，隨著國家對水資源的保護，水費還將進一步提高，該公司節(jié)水減污項目的實施十分必要。

2 污水處理現狀分析

2.1 工藝過程簡介

現污水處理廠于2000年建成，主要處理來自裝置區(qū)和罐區(qū)等單元排出的含油污水、含油含鹽污水等，設計處理規(guī)模為200 m3/h。含油污水流入含油污水集水池，池內設有機械格柵去除大顆粒懸浮物，然后由污水提升泵提升至調節(jié)罐，調節(jié)罐兩個，并聯運行。污水自流入氣浮池，氣浮池設一、二級串聯布置。氣浮工藝采用部分回流加壓溶氣噴射吸氣方式。二浮出水重力流入生化處理部分，主要去除污水中的有機物、氨氮等污染物。生化采用A/O處理工藝，分兩段串聯運行，第一段為缺氧段，第二段為好氧段。生化出水重力流至沉淀池，沉淀池兩座，采用周邊進水、周邊出水輻流式沉淀池?；钚晕勰?0%～100%回流至好氧生化池，硝態(tài)液100%～150%回流至缺氧生化池。沉淀池出水自流至監(jiān)測池，泵提升排放。

2.2 主要工藝流程

含油污水處理流程:含油污水→含油污水集水池→污水調節(jié)罐→一級氣浮池→二級氣浮池→缺氧→生化池→好氧生化池→沉淀池→監(jiān)測池→提升泵→排放。

污油處理流程:調節(jié)罐回收的污油→污油池→污油提升泵→污油罐。

污泥處理流程:浮渣→浮渣池→提升泵→污泥濃縮罐→污泥貯存池→外運剩余活性污泥→污泥池→提升泵→污泥濃縮罐→污泥貯存池→外運。

2.3 進出水水質

該廠目前實際處理水量為150 m3/h。

氣浮前進水水質如表1所示。

表1 氣浮前進水水質 mg/L

出水水質如表2所示。

表2 污水處理廠平均出水水質 mg/L

3 處理廠存在的問題

通過對該公司污水處理廠各部分運行數據進行分析，得知影響污水處理廠穩(wěn)定運行的主要原因是物化部分處理能力不夠，特別是缺少除油手段，使一、二級氣浮負荷過大，氣浮出水油含量達到50 mg/L以上，造成溶氣釋放裝置易堵，使實際運行效果受到影響，使生化部分不能穩(wěn)定運行，影響生化處理效果。

該公司污水處理廠污泥系統(tǒng)由于只有污泥濃縮罐，沒有脫水系統(tǒng)，同時由于前段隔油不完善，造成污泥部分浮渣量極大，且油含量高，導致污泥濃縮罐很難發(fā)揮作用。

4 技術革新措施

4.1 污水處理改造方案

4.1.1 改造后的流程

改造后的流程為:含油污水→含油污水集水池→污水調節(jié)除油罐→油水分離器→渦凹氣浮→溶氣氣浮→缺氧→生化池→好氧生化池→沉淀池→監(jiān)測池→提升泵→排放。

4.1.2 主要設備的選取

依據處理廠現狀，需要在調節(jié)罐中安裝除油設施。目前，在罐中設除油設施的技術主要有兩種，一種是環(huán)流收油器;另一種是在調節(jié)罐中安裝自動浮油組合裝置(即罐中罐)裝置，經綜合分析比選，本項目選用自動浮油組合裝置(即罐中罐)在調節(jié)罐中進行除油，共兩臺。

為強化除油效果，在調節(jié)罐出水后設油水分離器進一步去除浮油和一部分分散油，設低速污水提升泵兩臺，油水分離器兩臺。

現在運行的氣浮為回流加壓溶氣氣浮，分一、二級串聯布置，在工藝管道布置上，也可并聯運行，每級兩間，每間的處理水量為100 m3/h。由于本公司污水鹽含量高，造成溶氣釋放裝置易堵，使實際運行效果受到影響。因此為進一步增強除油效果，降低氣浮出水的油含量，保證生化系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，將目前的一、二級浮選中的三間改為二級浮選(其中一間改為含油含鹽污水溶氣浮選池)，增設兩臺渦凹氣浮機作為一級浮選。渦凹氣浮是利用安裝在水中高速旋轉的葉輪產生一個負壓區(qū)，空氣被吸入水中，并被高速旋轉的葉輪破碎成小氣泡。在進入浮選以前污水中投入聚丙烯酰胺混凝劑，混凝劑經靜態(tài)管道混合器混合反應后，將水中乳化油破乳并凝聚成含油懸浮物，葉輪產生的小氣泡將這些含油懸浮物上浮至池表面形成浮渣，浮渣用刮渣機去除。為節(jié)省占地面積和降低氣浮釋放的溶氣對環(huán)境的影響，將目前的氣浮池加鋼筋混凝土蓋，將渦凹氣浮機放置于氣浮池之上。

改造后的浮選加藥系統(tǒng)主要利用原加藥間的設備，增加一套PAM藥劑加藥系統(tǒng)。

4.1.3 各部分改造后除油效果

改造后，每年可回收原油2900 t。具體除油效果見表3。

表3 除油效果

4.1.4 出水水質

本項目凝結水處理后的產品水主要回用于鍋爐蒸汽水的補充，水質要求較高。經公司有關部門商議，蒸汽凝結水處理水站設計出水水質按GB 1576-2001工業(yè)鍋爐水質標準的要求加以確定。相關出水水質如表4所示。

表4 出水水質

4.2 污油處理改造方案

目前污水處理廠內污油經污油池收集后，用泵送到4×50 m3的臥式污油罐儲存，由于脫水效果差影響回煉，污油外賣。

由于受場地的限制，將4×50 m3臥式污油罐拆除，新建2×300 m3鋼制拱頂罐，作為污油儲存罐，內設加熱盤管，以利于污油初步脫水。在脫水機房內設三相污油脫水機，進一步去除水中部分雜物，凈化后的污油用泵送到300 m3污油儲存罐，兩個污油罐相互切換。處理好的污油送到廠內污油罐中摻和回煉。

4.3 污泥處理改造方案

污水處理廠的油泥主要來自污水調節(jié)罐中水力旋液分離收油器排出的油泥和油水分離器的排泥，自流至浮渣油泥池中;浮渣主要來自渦凹氣浮機、溶氣浮選池，自流入浮渣油泥池中;剩余污泥主要來自含油污水、含油含鹽污水A/O池的剩余活性污泥。污泥量約為1.7 m3/h。

油泥、浮渣送三個重力濃縮罐濃縮，剩余活性污泥送一個重力濃縮罐濃縮，原有兩個濃縮罐，本次改造增設兩個。上清液排至污水處理廠排水系統(tǒng)。重力脫水后的油泥、浮渣和剩余活性污泥經螺桿泵送至離心脫水機進行離心脫水，形成的泥餅送煤場混燒，脫出的水排至污水處理廠排水系統(tǒng)。增設兩個濃縮罐，處理量為5 m3/h污泥脫水離心機一臺，及其配套的加藥設施，螺桿泵、螺旋輸送器等，污泥池利舊。

本次改造只增加污泥機械脫水部分，使油泥、浮渣和剩余活性污泥比例降至合理水平。濃縮后的泥餅干度為15%～20%，泥量約 1.5 m3/d。

5 項目實施后的影響分析

5.1 社會效益分析

該公司完善環(huán)保設施和節(jié)水減污項目并實施后，可以全面治理現在存在的污染問題，減少能源的浪費和損耗，并且可以使噸原油耗水指標和噸原油排水指標達到世界同類企業(yè)的先進水平，較好地解決了企業(yè)發(fā)展和環(huán)境污染之間的矛盾，保證了企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，在石化行業(yè)中樹立了良好的形象，收到較好的社會效益。

5.2 環(huán)境效益分析

該公司實施完善環(huán)保設施和節(jié)水減污后，不僅可使排污達標，并可減少排放COD約273 t/年，石油類約25.2 t/年。酸性水汽提裝置H2S 1764 t/年、氨840 t/年，防止這兩種物質對大氣污染。油泥、浮渣經脫水機固液分離后送鍋爐焚燒，減少對環(huán)境造成的二次污染。項目實施后，該公司的噸煉油取生產用水量和排水量由原來 1.53 t和1.16 t降低至 0.49 t和 0.18 t，節(jié)水效果明顯。

5.3 經濟效益分析

該公司實施完善環(huán)保設施工程后不僅有很大的環(huán)境效益，并且可回收污油3200 t/年，液態(tài)烴2684 t/年，還有H2S、氨等中間產品，將含鹽與含油污水分開后，可大大降低回用水處理的成本，提高回用水的品質，為節(jié)水減污的實施創(chuàng)造了良好的條件。

節(jié)水減污項目的投產，使該公司用水量降低，節(jié)約除鹽水66.4 萬 t，生產用水 83.0 萬 t，軟水 20.2 萬 t，上述各項合計減少成本1879.7萬元/年;同時減少了污水處理量86.68萬t，減少污水處理和排污費用429.5萬元，以上合計為2309.2萬元/年。根據節(jié)水減污經濟效益匯總表，本項目節(jié)水減污項目收益較好，所得稅后財務內部收益率達到37.38%，遠高于中石化股份公司規(guī)定的基準收益率13%，項目投資在2.64年回收。

6 結語

結果表明，該公司在節(jié)水減污項目中，也注重了節(jié)能(乏汽回收，高溫除油、除鐵)，強化污水處理，年節(jié)約生產用水(含脫鹽水、軟水等)為169.7萬t，年減少污染物COD排放52.9 t。該公司9個節(jié)水減污項目實施后可明顯降低企業(yè)噸煉油的取水和排水量，噸煉油取水量和排水水量分別從1.53 t和1.16 t下降到0.49 t和0.18 t，分別是原來的 32.0% 和 15.5% 。

綜合分析表明，該公司完善環(huán)保設施和節(jié)水減污是相互銜接的項目，實施后可徹底解決該公司面臨的環(huán)境污染問題，為企業(yè)的持續(xù)發(fā)展創(chuàng)造了良好條件，為公司樹立了良好的形象。該技術革新項目實施后，將產生巨大的經濟效益、環(huán)境效益和社會效益。

［1］曾培炎.全面貫徹落實科學發(fā)展觀，開創(chuàng)環(huán)境保護工作新局面［J］.北京:中國環(huán)境報，2006(2):15-17.

［2］呂炳南，杜彥武，趙 兵.大連新港含油廢水處理改造工程實例［J］.給水排水，2004(1):26-29.

［3］王曉陽.石油化工企業(yè)含油污水處理及回用水處理工藝設計［J］.工業(yè)用水與廢水，2010(4):12-14.

［4］孫治謙，王振波，吳存仙，等.油水重力分離過程油滴浮升規(guī)律的實驗研究［J］.過程工程學報，2009(1):32-35.

［5］張德義.近年來世界煉油工業(yè)發(fā)展動態(tài)及未來趨勢——煉油工業(yè)與原油資源述評之二［J］.當代石油石化，2005(8):56-57.

［6］孫仁金，邱 坤，單麗剛，等.對我國煉油化工產業(yè)鏈發(fā)展的思考［J］.中外能源，2009(10):21-23.

［7］冷東梅.石油化工廢水處理技術應用研究進展［J］.化學工程與裝備，2009(12):6-7.

［8］呂家歡.對我國煉油化工一體化發(fā)展的幾點思考［J］.國際石油經濟，2004(5):17-19.