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(2)原污水处理工艺存在的问题
经分析,导致原处理工艺出水无法直接达到排放或回用水质标准的原因,主要有以下几个方面:
原油脱水使用的破乳剂,使污水乳化严重,油水难以分离,生化系统进水的B/C很小,对污水处理的生化系统影响较大;
污水中高浓度环烷酸导致曝气池水面产生大量的泡沫,污泥沉降比降低,处理后的废水携带大量悬浮污泥进入MBR,污泥覆盖在生物膜的表面,阻碍氧的传递和生化作用的进行,导致MBR处理效率下降;
污水处理系统进水量变化大,超过了调节罐的承受能力,缓冲能力差,不易稳定运行;
普通臭氧氧化塔处理效果欠佳。
02改造后污水处理工艺及效果
(1)污水处理工艺改进措施
根据原工艺存在的问题及原因分析,对污水处理工艺进行了如下改造。
在溶气气浮后新建1套RBF(处理水量为200 m3/h),气浮出水经泵提升至内循环RBF,池内装有大比表面的高效生物填料,有效去除了大部分有机酸、醛酮类有机物、胶质沥青质和动植物油。
将气浮单元的混凝剂由PAC改为聚合氯化铝铁(PAFC),利用铁盐与环烷酸生成环烷酸铁沉淀使其大部分在气浮单元去除。
将均质罐T-102A/B、事故罐T-101D改造成水解酸化罐(处理水量为300 m3/h),RBF出水经水解酸化罐分解部分酯类有机物,并将杂环类化合物开环断链,挥发性脂肪酸(VFA)大幅上升,为后续A/O生化工艺创造有利条件,提高污水的可生化性。
普通臭氧氧化、活性炭吸附塔改进为臭氧催化氧化工艺,提高了臭氧利用率,同时提高了有机物的矿化度。
改造后的污水处理工艺流程见图2。
图2改造后的污水处理工艺流程示意
(2)改造后的主要构筑物和设备参数
调节水罐。2座,碳钢内衬防腐涂层,每座直径20 m,高17.82 m,容积约5 000 m3。
油水分离器。2台,6061#环氧树脂玻璃钢碳钢内衬,每座长90 m,宽6.01 m,深6.3 m,容积680 m3。
涡凹气浮机。2台,碳钢内衬防腐涂层,主要设备包括:曝气装置、气浮装置、链条刮泥机、固体排放机等。每座长11.1 m,宽2.4 m,深1.9 m,容积150 m3。
溶气气浮机。2台,碳钢内衬防腐涂层,主要设备包括:溶气罐、储气罐、空压机、高压泵、气浮槽、刮泥机等。每座长4.28 m,宽3.84 m,深4.27 m,容积150 m3。
RBF池。1座,钢筋混凝土结构,长95.5 m3,宽14.9 m,深4.25 m,容积6 000 m3。HRT为14 h;循环比为20%~30%。
水解酸化罐。碳钢内衬防腐涂层,直径20 m,高17.82 m,容积约5 000 m3。控制参数:氧化还原电位(ORP)为-100~300 mV;DO≤0.5 mg/L;HRT为32 h。
A/O池。A池,2座,钢筋混凝土结构,每座长17.5 m,宽17 m,深6 m;A池ORP为-100~0 mV;DO≤0.5 mg/L;O池,2座,钢筋混凝土结构,每座长22.3 m,宽10.9 m,深6 m;O池DO为2.0~4.0 mg/L,O池MLSS为4 000~6 000 mg/L。
二级好氧生化池。2座,钢筋混凝土结构,每座长19.5 m,宽37.5 m,深6 m,HRT为24 h。
MBR膜组件。采用帘式PVDF中空纤维膜,长2.08 m,宽0.81 m;膜通量为12 L/(m2·h);运行温度为5~40 ℃;过膜压差≤50 kPa;单片膜面积30 m2。
臭氧催化氧化。催化剂为非均相金属负载型催化剂,臭氧投加量为100 g/t。
采用新工艺对高酸重质原油加工污水进行处理,出水COD≤50 mg/L,达到了DB 4426—2001《广东省地方污水排放标准》和GB 31570—2015《石油炼制工业污染物排放标准》排放要求,出水水质分析结果见表4。
表4改造后污水处理系统出水水质分析结果
三 成本分析
工艺改造前,污水处理综合成本为7.295元/t,其中包括:动力费(水、电、汽、风)4.60元/t,水处理用化学品费用2.2元/t,人工费0.495元/t;工艺改造后,污水处理综合成本为5.053元/t,其中包括:动力费(水、电、汽、风)3.73元/t;水处理用化学品费用1.068元/t;人工费0.255元/t。
工艺改造后,不仅使处理后的污水达到排放或回用标准,还显著降低了运行成本,污水处理成本降低2.242元/t,每年节约运行费用914.88万元。
四 结论
(1)惠州某公司通过在污水处理工艺中增加内循环RBF、水解酸化罐、臭氧催化氧化工艺,并将气浮混凝剂由PAC改为PAFC,大大提高了高酸重质原油加工污水处理的处理效率。出水满足GB 31570—2015《石油炼制工业污染物排放标准》的排放要求,改变了原工艺出水长期不达标的状况,取得了良好的环保效益。
(2)停用活性炭吸附工艺以及部分达标污水的回用,可年节约运行费用900余万元,取得了显著的经济和社会效益。
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