黃曉陽(yáng)

摘 要：石油化工園區(qū)污水處理廠的前期設(shè)計(jì)一般會(huì)考慮后期的最大處理能力。隨著負(fù)荷的不斷增大，實(shí)際處理能力也在不斷提高，但是，由于較大的設(shè)計(jì)容量和處理能力與現(xiàn)階段不飽和的處理量存在一定的矛盾，無(wú)論是經(jīng)濟(jì)上還是技術(shù)上都存在一定的不匹配度，所以針對(duì)較大的設(shè)計(jì)容量和較低的實(shí)際運(yùn)行負(fù)荷問(wèn)題，合理化的運(yùn)維管理是污水處理廠規(guī)范運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵所在。泉惠石化工業(yè)區(qū)園區(qū)項(xiàng)目采用了改良型的A/O工藝，對(duì)高負(fù)荷設(shè)計(jì)的園區(qū)污水處理廠進(jìn)行了低負(fù)荷的運(yùn)維管理，在減小運(yùn)行成本的同時(shí)得到了較為穩(wěn)定的出水水質(zhì)。

關(guān)鍵詞：污水處理;總氮;化學(xué)需氧量;總磷

中圖分類(lèi)號(hào)：X703.1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1003-5168（2021）16-0053-04

Abstract： The maximum treatment capacity in the later stage is generally considered in the preliminary design of the sewage treatment plant in the petrochemical park. With the continuous increase of load， the actual processing capacity is also improving. However， due to the contradiction between the large design capacity and processing capacity and the unsaturated processing capacity at this stage， there is a certain mismatch in economy and technology， so for the problem of large design capacity and low actual operation load， Reasonable operation and maintenance management is the key to the standardized operation of sewage treatment plant. The improved A/O process is adopted in the park project of Quanhui petrochemical industrial zone to carry out low-load operation and maintenance management for the sewage treatment plant in the park with high load design， so as to reduce the operation cost and obtain relatively stable effluent quality at the same time.

Keywords： sewage treatment;total nitrogen;chemical oxygen demand;total phosphorus

調(diào)查研究表明，石油化工園區(qū)污水處理廠在設(shè)計(jì)規(guī)模、總體工藝路線、相關(guān)參數(shù)設(shè)定、實(shí)際處理能力等方面都存在諸多問(wèn)題，其中較為突出的問(wèn)題是運(yùn)行負(fù)荷只有設(shè)計(jì)能力的50%左右[1]。石油化工園區(qū)污水處理廠來(lái)水的水質(zhì)水量變化大，成分復(fù)雜，并且脫氮除磷的處理工藝選擇難度更大，在進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)充分考慮外部能源的介入問(wèn)題，以降低處理成本。某工業(yè)園區(qū)污水處理廠進(jìn)行了前置預(yù)缺氧、多點(diǎn)進(jìn)水的改良型兩級(jí)A/O（Anoxic Oxic）脫氮除磷工藝的優(yōu)化設(shè)計(jì)，避免了傳統(tǒng)A/O工藝中脫氮和除磷相互競(jìng)爭(zhēng)碳源的問(wèn)題，并合理降低了硝酸鹽對(duì)厭氧釋磷的影響，碳、氮、磷去除率得到了同步提升[2]。污水廠通過(guò)優(yōu)化工藝，出水水質(zhì)達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918—2002）的一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)[3]。

污水處理工藝中核心部分為生化處理。針對(duì)石油化工園區(qū)污水處理廠水質(zhì)水量變化波動(dòng)大、進(jìn)水負(fù)荷與設(shè)計(jì)規(guī)模不匹配等相關(guān)問(wèn)題，目前，泉惠石化園區(qū)污水處理廠投入的工藝為A/O+MBR（Membrane Bio-Reactor）的組合工藝，通過(guò)A/O+MBR工藝間斷進(jìn)水、曝氣、反應(yīng)、排水的方式，時(shí)間上有了更靈活的控制，屬于一種改良型的A/O復(fù)合型處理技術(shù)，通過(guò)生物增效技術(shù)，促進(jìn)微生物的繁殖，進(jìn)一步提高反應(yīng)效率[4]。

1 工程概況

1.1 進(jìn)出水參照標(biāo)準(zhǔn)

泉惠石化園區(qū)污水處理廠的進(jìn)水水質(zhì)執(zhí)行《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 8978—1996）中表4的三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（主要進(jìn)水指標(biāo)如表1所示）?！段鬯C合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 8978—1996）中未提及的氨氮等排放指標(biāo)限值對(duì)污水處理廠的設(shè)計(jì)有重要影響，為確保工業(yè)區(qū)污水處理廠能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，必須對(duì)進(jìn)廠污水中的氨氮等指標(biāo)設(shè)置限值。對(duì)未規(guī)定的氨氮、總氮等指標(biāo)，參照《污水排入城鎮(zhèn)下水道水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》（CJ 343—2010）中A等級(jí)的要求。

根據(jù)環(huán)評(píng)要求，污水處理廠排放污水執(zhí)行《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 8978—1996）中一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)要求;總氮標(biāo)準(zhǔn)參照《石油化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB 31571—2015）》中表1直接排放標(biāo)準(zhǔn)限值執(zhí)行。據(jù)此，確定本工程的設(shè)計(jì)出水水質(zhì)指標(biāo)如表2所示。

1.2 設(shè)計(jì)方案

污水處理廠接收廢水定性為以石化廢水為主的園區(qū)綜合廢水。針對(duì)該類(lèi)廢水的治理，目前均采用“預(yù)處理+生化處理+深度處理”的組合工藝[5]。泉惠石化工業(yè)區(qū)污水處理廠設(shè)計(jì)處理規(guī)模為5 000 t/d（210 m3/h），采用“調(diào)節(jié)罐+溶氣氣浮裝置+水解酸化+多級(jí)A/O+MBR+臭氧接觸池+活性炭濾池+監(jiān)測(cè)池”組合工藝。兩座設(shè)計(jì)規(guī)模為3 000 m3的調(diào)節(jié)罐對(duì)水質(zhì)水量進(jìn)行調(diào)節(jié);兩座設(shè)計(jì)規(guī)模為110 m3/h的溶氣氣浮裝置對(duì)懸浮油和乳化油進(jìn)行去除;設(shè)計(jì)規(guī)模為210 m3/h的水解酸化池用于提高污水的可生化性，大分子有機(jī)物轉(zhuǎn)化為小分子，同時(shí)去除部分COD;設(shè)計(jì)規(guī)模都為210 m3/h的A/O+MBR聯(lián)合工藝，是污水脫氮、降COD的核心工藝;設(shè)計(jì)規(guī)模為212.5 m3/h的臭氧接觸氧化提高出水的可生化性;再通過(guò)4座活性炭濾池吸附后進(jìn)一步脫除有機(jī)物;出水匯入監(jiān)測(cè)池，監(jiān)測(cè)池內(nèi)設(shè)置2臺(tái)外排泵，處理過(guò)的污水排至工業(yè)區(qū)配套尾水排放管，在指定海區(qū)擴(kuò)散排放。監(jiān)測(cè)池中的不合格污水，通過(guò)外排泵回流至事故罐。

污水處理的核心部分是生物反應(yīng)A/O。污水中的氨氮在O池的好氧條件下，通過(guò)亞硝酸菌和硝酸鹽菌等硝化細(xì)菌的作用，氧化成亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮等硝態(tài)氮。而后，污水中的硝態(tài)氮在A池的缺氧條件下，通過(guò)反硝化細(xì)菌的作用，還原成了N2，完成反硝化反應(yīng)。相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)式如下。

1.3 泉惠石化污水處理廠采用調(diào)整運(yùn)維模式

泉惠石化工業(yè)區(qū)園區(qū)項(xiàng)目，企業(yè)入住量不足，設(shè)計(jì)負(fù)荷和實(shí)際運(yùn)行規(guī)模相差較大。為了使污水處理體系、生化池正常運(yùn)行，避免頻繁開(kāi)啟設(shè)備，降低能耗，保證各項(xiàng)出水指標(biāo)合格，污水廠采用間歇式運(yùn)行方式，首先，A/O生化池一周只運(yùn)行2～3次，一次2～4 h，且一次曝氣至氧含量為10 mg/L，然后停止曝氣，水中溶解氧含量會(huì)逐漸降低，當(dāng)溶解氧含量為0.5 mg/L時(shí)，繼續(xù)曝氣。其次，A/O池采用白天運(yùn)行、晚間停歇的模式，相當(dāng)于晚間整體都在完成反硝化和酸化水解過(guò)程，生產(chǎn)成本為正常運(yùn)行成本的1/5，且得到了合格、穩(wěn)定的出水水質(zhì)。

2 出水水質(zhì)情況及討論

2.1 出水COD情況

進(jìn)水流量與出水COD的關(guān)系如圖1所示。從圖1可知，隨著進(jìn)水量的增多，出水COD濃度有所波動(dòng)，但基本在15～25 mg/L范圍內(nèi)變化。進(jìn)出水COD濃度及去除率如圖2所示。從圖2可知，出水COD含量較低，COD的去除率在55%～80%范圍內(nèi)變化。隨著運(yùn)營(yíng)周期的延續(xù)，COD去除率穩(wěn)定在75%，并上下小范圍波動(dòng)，COD的平均排放濃度為20 mg/L，遠(yuǎn)低于排放標(biāo)準(zhǔn)的60 mg/L濃度?？梢?jiàn)，污水處理系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)效果良好。

2.2 出水總磷的情況

進(jìn)水流量與出水總磷濃度關(guān)系如圖3所示。從圖3可知，隨著進(jìn)水量的增加，出水總磷含量不斷降低，由最初的0.35 mg/L降到0.15 mg/L。進(jìn)出水總磷濃度及去除率如圖4所示。從圖4可知，除磷率從最初的80%左右升高到90%左右，總磷的平均排放濃度為0.2 mg/L，低于排放指標(biāo)的0.5 mg/L?？梢?jiàn)，污水處理系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)效果良好。

2.3 出水氮的波動(dòng)情況

進(jìn)出水氨氮濃度及去除率如圖5所示。從圖5可知，進(jìn)水氨氮濃度在7～15 mg/L范圍內(nèi)變化，出水氨氮濃度在0～1 mg/L范圍內(nèi)變化，平均濃度在0.5 mg/L以下，遠(yuǎn)低于氨氮的出水排放標(biāo)準(zhǔn)15 mg/L。進(jìn)出水總氮濃度及去除率如圖6所示。進(jìn)水總氮的濃度變化范圍為18～33 mg/L，出水總氮的濃度變化范圍為8～18 mg/L，遠(yuǎn)低于總氮的排放標(biāo)準(zhǔn)40 mg/L?？梢?jiàn)，污水處理系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)效果良好。

3 結(jié)論

泉惠石化工業(yè)區(qū)園區(qū)項(xiàng)目通過(guò)優(yōu)化運(yùn)維模式、科學(xué)調(diào)整和精細(xì)化管理，園區(qū)污水處理廠的出水水質(zhì)較好，達(dá)到了《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 8978—1996）中一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)要求，且出水水質(zhì)穩(wěn)定平穩(wěn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]李延，蘇中.蘇北化工園區(qū)污水處理廠存在的問(wèn)題與解決建議[J].污染防治技術(shù)，2016（6）：45-47.

[2]陳斌.工業(yè)園區(qū)污水處理廠改良型A2/O的設(shè)計(jì)與運(yùn)行[J].水處理技術(shù)，2019（45）：129-130.

[3]城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)：GB18918-2002[S].北京：中國(guó)環(huán)境出版社，2002.

[4]聶建林.污水處理廠A2/O生化法+物化法工藝設(shè)計(jì).生態(tài)與環(huán)境工程，2020（49）：114-116.

[5]CAO G，YANG G，SHENG M. Chemical industrial waste water treated by combined biological and chemical oxidation process[J].Water Science and Technology，2009（5）：1019-1024.