內循環BA F在煉油高濃度污水預處理改造中的應用

鐘震(中海煉化惠州煉油分公司H SE中心 惠州 516086)

陳建軍(蘇州大學材料與化學化工學部 蘇州 215123)

張柯(蘇州科環環保科技有限公司 蘇州 215300

中海煉化惠州煉油分公司年加工原油1200萬噸，是目前國內單套處理能力最大的煉油廠。公司地處國家重點漁業保護區的大亞灣海域，附近還有惠東港口海龜國家級自然保護區，因此對于環境保護提出了很高的要求。

一、原有含鹽污水處理系統存在問題

公司原有設計處理能力為200m3/h含鹽污水處理裝置一套，主要處理來自于加工高酸重質原油的電脫鹽等裝置排放的高濃度污水，主要工藝流程為：高濃度污水調節單元à理化處理單元（隔油/氣浮）à生化處理單元（A-O/MBR）à深度處理單元（臭氧氧化-活性炭吸附）à排放。

裝置投入運行后，由于電脫鹽排水的水質指標嚴重超出含鹽污水處理系統的設計水質要求（其中CO D超出100%、揮發酚超出150%），造成生化處理系統進水指標遠大于設計進水指標，此外，來水水質波動性較大，使得生化處理單元經常性受到沖擊，嚴重影響了含鹽污水的深度處理及最終的達標排放。為此，必須添加大量低濃度對污水進行稀釋后方可進入生化處理單元以維持其運行。這不僅加重了生化處理單元的負擔，而且造成了大量低濃度優質水的浪費。

二、高濃度預處理改造

1.改造內容

針對原有高濃度污水處理系統存在的問題，在充分利用舊有處理設施的基礎上進行了以下改造。

（1）增加內循環BAF生化預處理單元，串接于現有的高濃度污水處理系統中，即原有高濃度污水的理化處理段出水首先進入內循環BAF裝置，經內循環BAF裝置預處理后，污水再返回原有高濃度污水系統的生化處理單元。內循環BAF生化預處理單元使得污水水質滿足甚至優于原有含鹽污水系統的設計進水指標（CO D≤1200mg/L），以彌補原設計工藝與實際狀況間的缺失，確保在不經稀釋的情況下含鹽污水系統的正常運行。

（2）為進一步穩定高濃度污水的水質和水量，在理化單元前端增加一個污水調節罐，水力停留時間為50h。調節罐上部設集油管線，底部設污泥排放口和清掃口，定期排油排泥。

項目改造完畢后的高濃度污水處理系統：高濃度污水調節(增加調節罐)à理化處理單元（隔油/氣浮）à高濃度污水內循環BAF預處理à生化處理單元（A-O/MBR）à深度處理單元（臭氧氧化-活性炭吸附）à排放。

其中，內循環BAF生化預處理的原則流程見圖1。

圖1 內循環BAF生化預處理工藝原則流程圖

原氣浮系統出水經泵提升進入內循環BAF生物氧化池，經處理去除CO D、硫化物及酚類等大部分有機污染物后，出水從內循環BAF的出水口溢流并匯集進入集水池，再溢流進入現有的生化系統。內循環BAF池需定期反沖洗以排除生長產生的剩余污泥，反沖洗采用氣水聯動操作，反沖洗風采用工廠的非凈化風，反沖洗水采用反沖洗沉淀池的上清液。反沖洗排水進入反沖洗沉淀池進行泥水分離，經靜止沉淀后，上清液用作下一次反沖洗的反洗水。反沖洗沉淀池底部的濃縮污泥不定期排往車間的污泥池，并進入“三泥”處理單元與車間其他污水處理單元產生的污泥合并處理。鑒于高濃度污水在處理過程中曝氣尾氣和逸散氣體均有一定的惡臭和異味，為改善車間空氣質量，內循環BAF等設施所排放的尾氣或逸散氣體均進行收集，然后引入現有的廢氣處理系統。

表1 高濃度污水狀況及內循環BAF預處理裝置設計進出水指標

2.內循環BAF工藝簡介

內循環BAF是在傳統BAF基礎上發展而來，通過采用輕質多孔填料、隔離曝氣技術，在生物濾池內部形成大流量內循環水流，生物濾床在該內循環流中可利用污水自身的特性迅速培育出對該污水具備良好適應性的優勢微生物相，形成專屬性能好的生物氧化床，將水中的酚類等有機物快速降解，并通過高效氣體濾床反沖洗技術維持生物相的活性，從而形成一個高效穩定的生物濾池[1][2]。該工藝具有處理負荷高、占地面積小及運行平穩等特性，因此在堿渣等高濃度污水的預處理中得到了良好的應用[3][4]。

3.主要構建筑物及設備

內循環BAF工藝參數、規格以及主要構建筑物、工藝設備分別見表2-表4。

表2 主要構建筑物

表3 單間內循環BAF反應池工藝操作參數及設計規格

表4 主要工藝設備

序名稱 數量 規格及主材號6承托層填料350 KH F-10承托層填料，堆密度1.3～ m31.5t/m3 7污水提升泵2臺流量200m3/h，揚程20m，P=22KW （利舊）8內循環BAF 2臺流量350m3/h，揚程20 m，電機功率 反沖洗泵37 kW 9污泥泵2臺流量20 m3/h，揚程30 m，電機功率 5.5 kW 10玻璃鋼抽風2臺流量10000Nm3/h，全壓1600Pa，電機機功率11kW內循環BAF 11反洗控制系1套M B T C系列成套控制系統統

三、改造后設施運行效果

項目改造完成后，于2011年10月份開始正式運行階段。圖2、圖3及表5分別為2012年2月—2013年10月期間，內循環BAF生化裝置進、出水的CO D值月度統計情況。

圖2 運行期間內循環BAF裝置進水COD情況

圖3 運行期間內循環BAF裝置出水COD情況

表5 內循環BAF預處理裝置運行數據統計（2012年2月-2013年10月）

CO D去除率月平均值 % 68.9 59.3 64.3

從圖2中可以看到，經過前端的水質調節，內循環BAF裝置進水CO D相對平穩，各月度進水CO D平均值（平均值為2921mg/L）均滿足進水設計指標（CO D≤3500mg/L）。但同時，由于前端來水水質較為惡劣，部分月份的內循環BAF進水CO D最高值仍接近4000mg/L。經過內循環BAF生化預處理后，CO D得到了大幅降解，各月度出水平均值CO D降至1042mg/L，CO D去除率平均值達64.3%。除2013年4月份出水CO D月平均值為1205mg/L外，其余各月份出水CO D平均值均達到了設計要求（CO D≤1200mg/L）。經計算，內循環BAF裝置的CO D平均去除負荷為3.22kg/(m3.h)。污水經過內循環BAF裝置預處理后，水質得到凈化及穩定，且大大降低了其對后續處理工藝的沖擊，預處理出水可不經稀釋直接進入污水場后續生化處理裝置，從而確保了整套污水處理裝置的出水水質及其正常運行。經測得，高濃度預處理項目改造完成后，最終MBR出水CO D保持在120mg/L以下。

四、工程投資和運行費用

本高濃度預處理改造工程處理規模為4800m3/d，工程總投資為2738萬元，其中土建投資442萬元，設備類投資2046萬元。項目新增能耗主要為電耗（新增運行功率總計49.1千瓦時），另需反沖洗非凈化風1400Nm3/天及藥劑（磷酸二氫鈉25kg/天）。其中，新增用電設備主要包括，2臺反沖洗泵（1用1備），2臺尾氣收集裝置的玻璃鋼抽風機（1用1備），2臺污泥泵及照明及反沖洗自控系統。計算得項目新增直接運行費用為0.23元/噸，其中電費按0.7元/千瓦時計，非凈化風按0.15元/Nm3計，磷酸二氫鈉按2500元/噸計。

結論

通過增加污水調節罐以穩定水質水量，并在生化工藝段前增設內循環BAF裝置進行生化預處理等改造措施，將預處理出水CO D控制在1200mg/L以下，解決了惠州煉化公司原有高濃度污水處理設施存在的進水濃度高、波動大、生化處理系統易受沖擊等問題。

內循環BAF具有很強的處理能力，裝置運行期間，污水CO D去除率可達64.3%，內循環BAF裝置的CO D平均去除負荷為3.22kg/(m3.h)，大大降低了后續生化處理系統的負擔。

[1]武靜.石油化工行業高濃度堿渣污水預處理技術[J].現代商貿工業，2007，19（3）：153-154.

[2]程麗華，陳建軍，張鈞正，等.新型生物氧化反應器的技術開發與應用研究[J].廣東化工，2011，38（2）：68-70.

[3]陳建軍，唐新亮，張柯.內循環BAF在高濃度含甲醛廢水預處理中的應用研究[J].石油化工安全環保技術，2012，28（1）：58-60.

[4]陳怡，陳曉慧，王建，等.全生物氧化技術處理石化堿渣的中試研究[J].石油石化節能與減排，2013，3（3）：35-38.