缺氧——好氧工艺处理稠油废水的设计与运行

方力(辽河油田石油化工总厂)　　
王岩(辽油环保技术设备有限公司)

　　辽河油田石化总厂采用缺氧—好氧生物脱氮工艺(A/O₁O₂)处理稠油炼制废水的设计与运行结果表明，该工艺对废水中氨氮具有较好的去除率；同时表明，进入A/O系统的生活污水量＞20%，即使废水含酚＞30 mg/L，只要控制好A池前半段废水中的DO，就可确保出水COD_Cr＜100 mg/L，去除率达86%。该工程的设计与运行成功，不仅为稠油废水处理提供了一条行之有效的途径，而且为炼化企业改造传统的“老三套”废水处理工艺积累了一定的经验。

1 废水水质

　　石化总厂排放的含油、含盐废水水质见表1，表2是废水中有机物质的组成。

表1 石化总厂废水水质 项目 变化范围 平均浓度 油（mg/L） 200～1100 400～500 硫（mg/L） 15～22 16～17 酚（mg/L） 10～55 33～43 氨氮（mg/L） 30～100 60～80 CN^-（mg/L） 0.1～0.30 0.20 CODcr（mg/L） 500～1600 800～1000 pH 6～12 8～9

表2 石化总厂废水有机物质组成 有机物质 浓度（mg/L） 年占比例（%） 烷烃 48.5 26.2 芳烃 58.2 31.4 含氮化合物 24.3 13.1 含氧化合物 54.4 29.3 共计 185.4 100

　由表1可以看出，石化总厂排放的废水除氨氮含量偏高、水质波动幅度较大外，其它指标同国内同型炼油厂相近；表2显示了废水中的杂环、含氮和含氧化合物浓度较高，这是辽河油田稠油废水处理难度较大的主要原因。

2 工程设计介绍

2.1 设计规模及水质
　　 石化总厂将其废水处理分二步实施。首先，对现有“老三套”工艺的污水处理厂进行改造，处理量达300 t/h，可满足目前污水处理的需要；第二步，新建一座700 t/h的污水处理装置，适应“九五规划”发展的需要。
　　 一期工程设计规模为0.72×10.4 t/d，设计出水水质见表3。

表3 设计出水水质（pH6～9） 项目 出水浓度 油 8 硫 1.0 酚 0.5 氨氮 15 CN^- 0.5 CODcr 100

2.2 工艺流程
　　 石化总厂的废水排放主要分为含油、含盐、含硫、含碱废水和生活污水5个系统，含油、含盐废水和生活污水可以直接进入污水处理厂进行处理，而COD_Cr＞ 5 000 mg/L的含硫、含碱废水须经过预处理，大部分回用于生产，少部分进入污水处理厂。采用的工艺流程如图1、2所示，三泥处理装置为原有设施。
2.3 主要构筑物及设计参数
2.3.1 调节池
　　 总有效容积18 000 m³，最小调节时间30 h(雨季废水量可达900～1 000 t/h)。
2.3.2 浮选池
　　 半地上式两座，总有效容积1 740 m³，水力停留时间3.5～4.5 h；池前设置机械搅拌混凝反应池；采用射流加压溶气气浮工艺，控制适宜的回流量；气浮净水剂采用西安公路交通大学环境研究所为石化总厂专项开发的复合高分子XHC988型净水剂(含三种组分：破乳、混凝、助凝)，效果显著，且浮渣量少；池内均设链板式刮渣机。

2.3.3 均质调节池
　　总有效容积3 468 m³(分两格)，水力停留时间8.5 h；设置在浮选段与生化段之间，调节进入生化系统的水质和水量，以强化均质作用。
2.3.4 A段缺氧生化池
　　地上式两座、并联(一座为原浮选池)，每座分四格，总有效容积2 470 m³，水力停留时间2.7 h；采用生物接触氧化法(膜法)，控制适宜的硝态液回流量，DO控制在0～0.5 mg/L，池内装有一定高度的YDT弹性立体波纹填料，池底装有YMBⅠ型膜片式曝气器。
2.3.5 O₁O₂段好氧生化池
　　O₁段分六间，总有效容积4 593 m³，水力停留时间4.5 h；采用活性污泥法，控制适宜的活性污泥回流量，DO控制在0.5～2.0 mg/L，池底装有YMBⅡ型膜片式曝气器。
　　O₂段为原表曝池改装，尺寸Ø 16.4m×5.28 m，分四格，总有效容积4 307 m³，水力停留时间4.5 h；采用活性污泥法，DO控制在2～4 mg/L，在原曝气区池底及原澄清区池底装设相应的曝气装置；pH值控制在6～8.5，采用pH值测定仪自动调控投加碱量。
　　整个工艺投配负荷：COD_Cr 　0.3075 kgCOD_Cr/(kgMLVSS·d);
　 　　　　　　　　　NH₄⁺-N 　0.0516 kgNH₄⁺-N/(kgMLVSS·d)。
2.3.6 二沉池
　　总有效容积2 543 m³，水力停留时间2.5 h，采用辐流式中心进水，周边出水，设有CG180C型刮泥机。
2.3.7 快滤池
　　总有效容积256m³(分四格)，水力停留时间0.64 h；采用石英砂滤料。

3 调试与试运行

3.1 接种培养污泥与挂膜
　　从锦州炼油厂净水车间引入活性污泥(混合液)800m³，污泥浓度MLSS为3 000 mg/L，进行接种培养，同时镜检观察微生物生长情况。为缩短培养时间，首先将引入的活性污泥投放到O₁段中的二格池中(其它格通废水运行)进行“静态培养”，当污泥浓度MLSS达到一定数值时，将一半容积的污泥引入O段系统，余下污泥继续进废水闷曝培养。如此反复25d后，O段系统MLSS＞2 500 mg/L，污泥指数SVI为120。第二步，通过硝态液回流泵，将O₂池混合液引入A段池，进行挂膜。作法是：静止24 h后进废水3 h，重复进行15d后，可观察到弹性立体波纹填料上出现微生物膜，测得COD_Cr的去除率达50%左右，可认为挂膜成功。第三步，连通A段池和O段池，并开始硝态液回流(由二沉池出水引出)，驯化反硝化菌。
3.2 运行结果
　　表4是连续稳定运行15 d的监测数据。由表4可以看出，除部分日的COD_Cr排放浓度不符合设计要求外，其他指标均符合要求；稳定日的COD_Cr排放浓度完全符合设计要求，平均去除率＞86%。
3.3 运行费用
　　吨水药剂费为0.20～0.50元，电费为0.70元，即处理费用为0.9～1.20 元/t(不含工人工资及设备折旧费)。

4 结论

　　① 采用缺氧—好氧生化工艺处理辽河稠油炼制废水，能达到废水处理的设计要求。整个处理系统的总投资相对较少，占地面积小。
　　② 整个废水处理系统运行平稳，抗冲击负荷性能较强。
　　③ 产生的“三泥”量少。?
　　④ 运行费用为0.9～1.20 元/t(不含工人工资及设备折旧费)。

表4 连续稳定运行15d进出水监测结果 日期 油 硫 酚 氨氮 CODcr 进水 出水 进水 出水 进水 出水 进水 出水 进水 出水 去除率（%） 9月5日 108 5.01 10.0 1.00 21.0 0.11 28.4 11.4 850 110 - 9月6日 200 7.00 10.1 0.10 28.2 0.17 35.0 13.1 940 172 - 9月7日 330 7.00 18.0 1.00 27.9 0.15 38.0 9.20 986 145 - 9月8日 300 4.02 17.5 0.81 37.0 0.11 24.2 10.0 1080 178 79 9月9日 280 5.00 14.1 1.00 38.0 0.12 32.1 11.9 1021 140 85 9月10日 290 3.02 20.0 1.03 40.0 0.01 24.1 13.0 980 139 85 9月11日 380 6.03 16.3 0.92 42.3 0.12 29.6 8.80 629 75.2 93 9月12日 400 4.00 10.2 0.41 35.0 0.22 33.6 10.6 610 76.3 93 9月13日 320 5.00 24.3 0.91 40.0 0.23 29.1 8.50 780 65.3 93 9月14日 380 7.00 8.2 0.81 45.3 0.13 27.5 9.80 823 69.5 89 9月15日 600 6.00 12.1 0.70 35.9 0.11 23.8 11.1 435 78.2 87 9月16日 520 4.00 12.1 1.00 29.9 0.11 27.5 9.90 496 138 82 9月17日 400 4.04 10.1 0.73 15.8 0.15 24.5 8.80 　 165 　 9月18日 270 7.02 12.2 0.64 15.2 0.21 20.1 8.10 　 118 　 9月19日 310 6.01 10.2 0.78 19.4 0.13 19.8 9.10 　 120 　

参考文献

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　　2 侯祥麟.中国炼油技术.中国石化出版社，1991?671～691
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　　4 何苗.杂环化合物及多环芳烃厌氧酸化降解性能的研究.中国给水排水，1997；13(3)：13～16
　　5 钱易，米祥友现代废水处理新技术中国科学技术出版社，1993?280～307

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