工業(yè)復(fù)雜污水綜合處理技術(shù)

　　面對日益嚴(yán)峻的水資源短缺問題，積極探索新途徑以獲取足夠的淡水資源，跨流域調(diào)水、海水淡化、污水回用和雨水蓄用是目前普遍受到重視的開源措施，它們在一定程度上都能緩解水資源供需矛盾，然而污水回用經(jīng)常被作為首選方案，很重要的原因在于水源就近可得，水量穩(wěn)定，不會發(fā)生與鄰相爭，不受氣候的影響。因此進(jìn)行污水回用的研究有著更重要的意義。

　　一、污水處理技術(shù)研究

　　普光天然氣凈化廠污水處理場于2009年11月28日正式投運，設(shè)計處理規(guī)模720m3/d，設(shè)有兩座3000m3污水調(diào)節(jié)罐(分別存儲檢修污水和初期雨水)、兩座2000m3污水調(diào)節(jié)罐兩座SBR反應(yīng)池、兩座流砂過濾器。采用序批式活性污泥工藝處理污水，調(diào)節(jié)罐及SBR池排放污泥經(jīng)污泥池集中收集后定期加藥處理外運，主要工藝流程見圖1。

　　1.1 復(fù)雜污水存儲技術(shù)

　　針對生產(chǎn)裝置檢修污水排放集中、水量大的特點，開展復(fù)雜污水存儲技術(shù)研究。為解決上游復(fù)雜污水排放相對集中、水量大的難題，開展技術(shù)研究，使污水存儲能力得到進(jìn)一步增強。

　　主要工藝：在原有污水儲罐基礎(chǔ)上，并聯(lián)式增加兩個污水儲罐，新增兩臺污水循環(huán)泵，配套管線連接原有及新建儲罐，使各儲罐既能獨立使用，又能聯(lián)合使用。儲罐采用“涂層+陰極保護(hù)”聯(lián)合防腐，其中：防腐涂層，罐內(nèi)采用玻璃鱗片長效防腐涂層;罐外防腐采用丙烯酸復(fù)合涂層;罐底邊緣板采用金屬面涂刷礦脂，邊緣板和基座間縫隙用特性膠泥填入。陰極保護(hù)采用犧牲陽極法，犧牲陽極采用鎂合金犧牲陽極。保護(hù)電流密度取5mA/m2，每個罐3支陽極一組，共8組，合計24支，見圖2。

　　主要特點：

　　1)污水存儲選擇方式更加豐富，可以根據(jù)污水來源選擇不同儲罐;

　　2)儲罐內(nèi)底部都增加了空氣盤管，實現(xiàn)罐內(nèi)曝氣，提升污水預(yù)處理能力;

　　3)各儲罐之間增加連通管線，實現(xiàn)污水在儲罐之間靈活調(diào)整轉(zhuǎn)運;

　　4)防腐涂層不易脫落，陰極保護(hù)投資少，維護(hù)費用低。

　　1.2 污水預(yù)處理技術(shù)

　　針對檢修污水水質(zhì)復(fù)雜(含多種化學(xué)藥劑以及油類物質(zhì)等)、指標(biāo)(硫化物、COD、氨氮、懸浮物等含量)超標(biāo)、超過現(xiàn)有SBR池工藝處理要求的特點，開展污水預(yù)處理技術(shù)研究。

　　為減輕SBR池處理負(fù)擔(dān)，在SBR池前選用一座渦凹?xì)飧⊙b置，見圖3，可根據(jù)污水來水水質(zhì)，對污水進(jìn)行預(yù)處理，減小SBR池處理難度。

　　主要工藝：含油脂和懸浮物的污水進(jìn)入混凝反應(yīng)槽，通過加注混凝劑(PAC)后，采取“三級槽箱+兩級攪拌”模式，加大混流，增強油脂和懸浮物混凝效果;進(jìn)入氣浮機后，采用“連續(xù)鼓泡+精確刮渣”方式，達(dá)到污水有效處理、懸浮物快速分離效果，工藝流程見圖4。

　　主要特點：

　　1)PAC藥劑加注精確計量，可根據(jù)來水水質(zhì)情況及時調(diào)整;

　　2)連續(xù)曝氣除懸浮物效率高，通過底部回流管實現(xiàn)污水循環(huán)曝氣，增加停留時間，脫除率達(dá)到80%以上;

　　3)刮渣排泥實現(xiàn)全自動化，通過鏈?zhǔn)絺魉驮O(shè)備將浮渣推入螺旋輸送機，到達(dá)固液分離;

　　4)投運方式靈活，可根據(jù)上游污水水質(zhì)，選擇全部過濾、旁濾等方式，組織生產(chǎn)運行。

　　1.3 污水回收利用技術(shù)

　　污水經(jīng)SBR池處理后，再經(jīng)流砂過濾器等后續(xù)處理工藝，每天外排水量約720m3，外排水量大，未有效利用。針對上述特點，開展污水回收利用技術(shù)研究。

　　根據(jù)目前工藝，污水處理合格后直接外排。結(jié)合工廠實際，回用水可用于循環(huán)冷卻水補水、雜用水(硫磺傳送帶及場地沖洗、綠化、廁所沖洗)?？紤]管溝開挖難度、投資大小等因素，選擇回用水作為循環(huán)冷卻水補水。經(jīng)過污水處理場后出水總磷、總鐵等含量偏高，因此，需經(jīng)再次處理后，才能減低循環(huán)水水質(zhì)指標(biāo)。

　　主要工藝：

　　1)除磷工藝確定：污水除磷主要有生物除磷和化學(xué)除磷兩大類。生物除磷是利用好氧微生物，在污水中以磷作為營養(yǎng)物質(zhì)，進(jìn)行新陳代謝、生長繁殖，消化水中大量的磷并以聚磷酸鹽的形式貯藏在菌體內(nèi)，從而形成高磷污泥，通過污泥系統(tǒng)排出，以達(dá)到除磷的目的。但在缺氧條件下菌體會重新將磷釋放在水中造成二次污染。

　　化學(xué)除磷主要是通過化學(xué)沉析過程完成的。通過向污水中投加藥劑，與污水中溶解性的鹽類發(fā)生沉析反應(yīng)和化學(xué)絮凝作用，反應(yīng)生成顆粒狀、非溶解性的物質(zhì)。

　　由于生物除磷工藝目前還不能保證穩(wěn)定達(dá)到出水要求，針對凈化廠污水水質(zhì)現(xiàn)狀和循環(huán)水含磷要求，選擇化學(xué)除磷方法。除磷工藝流程見圖5。主要特點：采用化學(xué)除磷方法，適用于處理量大，含磷量高的污水處理。

　　根據(jù)污水化驗結(jié)果pH值為6～7，除磷采用投加聚合氯化鋁(PAC)，其主要反應(yīng)如下：

　　2)除鐵除錳工藝：除鐵除錳常見工藝包括錳沸石法、高錳酸鉀氧化法、過濾法和曝氣直接氧化法。

　　對比各類工藝方法，其中錳沸石法和高錳酸鉀氧化法工藝較復(fù)雜，過濾法需布水裝置和集水裝置，投資較大，而曝氣直接氧化法結(jié)構(gòu)簡單、造價低、能耗小且能滿足循環(huán)水水質(zhì)。

　　確定采用曝氣氧化法除鐵除錳工藝，利用錳砂催化、吸附、過濾的除鐵除錳原理，曝氣裝置將空氣中的氧氣溶于水中，進(jìn)而將水中Fe2+和Mn2+氧化成不溶于水的Fe3+和MnO2，再結(jié)合天然錳砂的催化、吸附、過濾將水中鐵錳離子去除。

　　曝氣氧化法除鐵除錳工藝反應(yīng)方程式如下：

　　3)回用水殺菌方案確定：污水處理場原監(jiān)護(hù)池出水細(xì)菌含量在10萬個/mL以上，殺菌效果的好壞直接影響回用水的水質(zhì)，以及對裝置、設(shè)備和管道的結(jié)垢和腐蝕有很大的影響，需進(jìn)行殺菌處理滿足循環(huán)水指標(biāo)。根據(jù)污水處理場流程，分別從污水提升池和監(jiān)護(hù)池取樣選擇氧化性和非氧化性殺菌劑。

　　1.4 泥水分離技術(shù)

　　現(xiàn)有污水處理場兩座儲罐(有機污泥)、兩座SBR池的污泥(生化污泥)，定期排入污泥收集池，再進(jìn)行加藥處理后外運，每年需要大量專項資金用于污泥處置和外運。針對上述實際，開展泥水分離技術(shù)研究。

　　主要工藝：混有絮凝劑的污泥進(jìn)入臥式螺旋沉降離心機后，隨著離心機的高速運轉(zhuǎn)，污泥分布到外層，在螺桿推動下排出離心機，污泥中的水分布在內(nèi)層，通過溢流堰流出離心機，實現(xiàn)了固-液分離。目前，通行的方法有離心式、壓濾式。泥水分離工藝見圖6。

　　主要特點：選用離心式設(shè)備，空間小，安裝調(diào)試簡單，適用于各種污泥脫水，可連續(xù)運行且不會引起堵塞，耗電低，藥劑投加量少。

　　按照污泥效益計算：每年減少外運污泥約200t，外運污泥單價1000元/t，離心機耗電費3500元/a，藥劑費用4800元/a。每天約節(jié)約費用：200×1000-(3500+4800)=191700元。

　　二、結(jié)論

　　1)優(yōu)化污水存儲方案，提升存儲空間，解決了凈化廠檢修污水排放集中、排放量大的難題。

　　2)針對凈化廠檢修污水水質(zhì)復(fù)雜、指標(biāo)超標(biāo)等現(xiàn)狀，組合PAC藥劑加注+連續(xù)曝氣污水預(yù)處理工藝技術(shù)，最大程度上降低了SBR池處理負(fù)擔(dān)。

　　3)針對達(dá)標(biāo)水排放量大的問題，采用化學(xué)除磷工藝和曝氣氧化法除鐵除錳工藝，使外排水滿足循環(huán)冷卻水補水水質(zhì)要求，實現(xiàn)了外排水的有效回收利用。

　　4)開展泥水分離技術(shù)研究，實現(xiàn)了泥水高效分離，極大降低了污泥處置和運輸費用。(來源：中國石化中原油田分公司天然氣處理廠;中國石化中原油田普光分公司)