污水處理中資源的再利用分析

于莊子 郭慧杰 程勇

摘 要：污水中含有多種有毒有害物質(zhì)、多種無(wú)機(jī)物及有機(jī)物，如果合理利用這些物質(zhì)，不僅能提高污水處理水平，降低污水處理成本，還能夠節(jié)約能源。基于此，本文就中國(guó)石油化工股份有限公司洛陽(yáng)分公司污水處理過(guò)程中可用資源的利用情況進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：污水處理；氨氮；活性污泥；回用水

中圖分類(lèi)號(hào)：X703 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-5168（2017）03-0151-03

Abstract： Sewage contains a variety of toxic and harmful substances， a variety of inorganic and organic compounds， if the rational use of these substances， not only can improve the level of sewage treatment， reduce the cost of sewage treatment， but also can save energy. Based on this， this paper analyzed the utilization of available resources in the sewage treatment process of Luoyang branch of China Petroleum & Chemical Corporation.

Keywords： wastewater treatment；ammonia nitrogen；activated sludge；reuse water

中國(guó)石油化工股份有限公司洛陽(yáng)分公司煉油、化工、化纖板塊歷經(jīng)多次擴(kuò)容改造，污水處理裝置的技術(shù)工藝相應(yīng)地也進(jìn)行了多次提升。隨著加工原油性質(zhì)的變化、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的優(yōu)化調(diào)整、加工深度的提升，系統(tǒng)所排放的污水量、水質(zhì)在不斷變化，污水處理難度越來(lái)越大，但環(huán)保的要求越來(lái)越嚴(yán)，污水處理成本也在上升。如何在污水處理技術(shù)領(lǐng)域有所突破，既保證污水處理效果，又能降低污水處理成本是目前乃至今后的研究課題，有效利用污水中的可利用資源，變廢為寶是研究的主要方向。現(xiàn)就洛陽(yáng)分公司污水處理過(guò)程中可用資源的利用、降低成本及今后的努力方向進(jìn)行探討。

1 污水中所含物質(zhì)的利用

1.1 氨、氮資源的利用

1.1.1 煉油污水氨、氮含量狀況。污水處理老三套工藝的生化技術(shù)是靠生物吸附、氧化、分解、合成水中有機(jī)物達(dá)到凈化的目的。在生物的反應(yīng)過(guò)程中，要求碳氮比控制在合適的范圍內(nèi)，才能有效地降解有機(jī)物。因原油中所含成分千差萬(wàn)別，煉油生產(chǎn)裝置所排放的生產(chǎn)廢水中富含氨、氮，不僅能滿(mǎn)足生化的需要，而且往往因氨氮含量較高致使污水處理氨氮超標(biāo)。在氨氨的控制、去除方面做了較多的技術(shù)改造，但氨氮含量仍時(shí)有超標(biāo)現(xiàn)象。按設(shè)計(jì)要求，煉油污水處理系統(tǒng)所接收的污水氨氮含量應(yīng)小于50mg/L，但時(shí)有氨氮含量達(dá)100mg/L，乃至數(shù)百個(gè)單位，對(duì)生產(chǎn)造成一定的影響。

1.1.2 化纖污水氨、氮含量及性質(zhì)。化纖污水處理裝置主要接收處理化纖、化工系統(tǒng)所排放的生產(chǎn)廢水。該廢水中幾乎不含氨、氮，有機(jī)物含量較高，一般在8 000mg/L左右。由于Ta在污水中占有機(jī)物總量的20%～40%，若想有效去除污水的Ta成分，按照Ta的性質(zhì)，必須將污水的pH值控制在3.5～4.0，故預(yù)處理出水的pH值滿(mǎn)足不了好氧活性污泥的要求，必須調(diào)整其pH值。原設(shè)計(jì)調(diào)節(jié)pH值工藝是向均質(zhì)調(diào)節(jié)池投加氫氧化鈉。根據(jù)污水處理量，每年需向均質(zhì)調(diào)節(jié)池內(nèi)投加400余t濃度為45%的氫氧化鈉。這就給污水中提供了大量的鈉離子，鈉離子就與污水中含量較高的有機(jī)物進(jìn)行反應(yīng)生成苯系物鈉鹽，這些鈉鹽大部分屬于起泡物，在好氧生化池內(nèi)產(chǎn)生許多泡沫，為消除這些泡沫，又需向污水中投加相當(dāng)量的消泡劑，這樣不僅增加了污水處理成本，而且增加了好氧曝氣池內(nèi)的污泥負(fù)荷。為保證生物正常對(duì)有機(jī)物的吸附、氧化、分解、合成，還必須向污水添加富含氨氮（尿素）物質(zhì)，每年需尿素300余t。

1.1.3 化纖污水利用煉油生產(chǎn)裝置的氨氮資源。為滿(mǎn)足生物吸附、氧化、分解、合成有機(jī)物的需求，在有關(guān)部門(mén)的協(xié)調(diào)下，將四聯(lián)合裝置產(chǎn)生的高含氨、氮成分的污水調(diào)配成10%左右的氨水供化纖污水生產(chǎn)使用。氨水屬堿性物質(zhì)既可以調(diào)整污水的pH值，又能滿(mǎn)足生物氨氮的需求。使用氨水后，氫氧化鈉、消泡劑、尿素都不再消耗，并且減輕了生化系統(tǒng)的污水處理負(fù)荷，取得了良好效果。

1.1.4 氨、氮資源的控制、利用方向。污水中的氨氮含量高了，影響正常生產(chǎn)；含量低了，滿(mǎn)足不了生產(chǎn)需求。合理控制污水中的氨、氮含量是正常生產(chǎn)中的一個(gè)重要因素。去除污水中的氨、氮技術(shù)工藝現(xiàn)在也較多，但需要一定的項(xiàng)目、資金做支撐。氨、氮資源有以下的控制、利用方向。

1.1.4.1 清污分流。在污水處理系統(tǒng)中設(shè)置一個(gè)高氨、氮污水儲(chǔ)存設(shè)施，將生產(chǎn)裝置產(chǎn)生的氨、氮高含量污水集中儲(chǔ)存，在污水處理過(guò)程中，根據(jù)微生物的需求適量添加。這樣會(huì)使裝置運(yùn)行更穩(wěn)定，污水處理效果更好。

1.1.4.2 加大技術(shù)投入，生產(chǎn)其他副產(chǎn)品。如果污水中氨氮總量遠(yuǎn)超過(guò)污水處理過(guò)程的需求量時(shí)，要增上設(shè)施，生產(chǎn)其他化工副產(chǎn)品，增加效益。

1.2 可浮油的利用 煉油生產(chǎn)裝置所排放的污水中所含的油成分一般可分為3種，一種是可浮油，一種是浮化油，一種是溶解油。可浮油一般通過(guò)隔油系統(tǒng)設(shè)施（平流隔油、斜板隔油、罐中罐等）回收，再經(jīng)過(guò)加溫、切水沉降等措施取得較高純度的油品后，將其輸送到煉油系統(tǒng)回?zé)挕８粲驮O(shè)施很重要，有二層含義，一是盡力將來(lái)水中所含的可浮油全部回收，給煉油系統(tǒng)減少加工損失，增加效益；二是如果這些油成分進(jìn)入下道工序?qū)⒃黾酉碌拦ば虻呢?fù)荷，不僅會(huì)增加污水處理成本，還會(huì)造成污水處理不達(dá)標(biāo)，造成環(huán)境污染。浮化油、溶解油分別通過(guò)浮選、生化、深處理系統(tǒng)去除。

1.3 污水中Ta的回收

化纖生產(chǎn)裝置所排放的污水中所含的Ta成分較多，洛陽(yáng)石化的化纖污水處理裝置每年要回收約3 000t Ta。Ta殘?jiān)M分性質(zhì)見(jiàn)表1，由表1可知，Ta殘?jiān)袑?duì)苯二甲酸的含量較高，其是一種非常有用的化工材料，可用于制得對(duì)苯二甲酸二甲酯，其他成分可以用作其他化工原材料或添加劑。

2 污水資源的再利用

2.1 污水的產(chǎn)生量

洛陽(yáng)石化每年煉油及化工化纖污水總處理量平均550t/h，這些污水雖然達(dá)到了環(huán)保要求的外排標(biāo)準(zhǔn)，但排入黃河必然要對(duì)黃河造成污染，如果企業(yè)將這些污水絕大部分或者全部回用，內(nèi)部消耗，不僅保護(hù)了黃河及周邊環(huán)境，而且可以減少同等量的取水量。因此，必須在污水的回用上下功夫。

2.2 污水回用的方向

污水回用主要有3條途徑，一是回用到各個(gè)裝置、各個(gè)系統(tǒng)。污水經(jīng)處理后，所含的有毒有害物已達(dá)到國(guó)家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，污水可用于要求標(biāo)準(zhǔn)不高的地方，如廁所沖洗水、地面沖洗水、降塵噴灑水等。如果廠(chǎng)區(qū)各裝置都使用這些處理后的污水，可消耗100t/h。二是綠化用水。廠(chǎng)區(qū)內(nèi)如果都使用合格污水時(shí)，平均可消耗30t/h。三是作為循環(huán)水補(bǔ)水。循環(huán)水補(bǔ)水需求量較大，平均350t/h左右。目前，洛陽(yáng)石化的污水回用率只有40%左右，還沒(méi)有達(dá)到50%，也就是說(shuō)污水回用量平均為220t/h左右，與先進(jìn)的兄弟企業(yè)相比還有一定的差距。不能大量作為循環(huán)水補(bǔ)水的原因主要是污水中的有機(jī)物含量還較高，堿度較低，鹽含量較高，影響循環(huán)水的水質(zhì)。如果要提高污水的回用量，需在污水處理的末端增加相應(yīng)的深度處理設(shè)施，以降低污水中難已降解的有機(jī)物，降低鹽含量，同時(shí)加強(qiáng)污水源頭的控制，提高污水的堿度。只要不斷努力，加大資金投入引進(jìn)新技術(shù)，處理后的污水全部代替新鮮水補(bǔ)入循環(huán)水是可能的，也是技術(shù)進(jìn)步的方向[1]。

3 污水處理過(guò)程中產(chǎn)生的固廢物資源有待技術(shù)開(kāi)發(fā)

3.1 活性污泥的處理技術(shù)

污水處理裝置的生化系統(tǒng)每年都要產(chǎn)生一定量的活性污泥。活性污泥既是一種有害物，又是一種可利用的資源，因?yàn)槠涓缓杏贸煞郑捎糜谝韵骂I(lǐng)域。

3.1.1 活性污污泥厭氧發(fā)酵可生產(chǎn)沼氣。剩余活性污泥中含有較多的有機(jī)物質(zhì)，這些有機(jī)物質(zhì)在厭氧細(xì)菌的作用下可轉(zhuǎn)化為沼氣。只要控制好厭氧所需的溫度、pH值，剩余活性污泥所產(chǎn)生的沼氣甲烷含量可達(dá)到60%～70%，二氧化碳含量達(dá)30%～35%。據(jù)國(guó)外報(bào)道，在常溫消化時(shí)，可產(chǎn)生甲烷500L/kg干污泥。如果每天投加1.5t干污泥可產(chǎn)甲烷氣750m3，是一種發(fā)展?jié)摿薮蟮哪茉础?/p>

3.1.2 活性污泥可作肥料。活性污泥中含有大量的細(xì)菌、菌膠團(tuán)等有要物質(zhì)，還含有氮、磷、鉀等生物生長(zhǎng)所需的營(yíng)養(yǎng)成分，含有豐富的蛋白質(zhì)、核酸等物質(zhì)。因此，可將其作為肥料，含氮量均高于一般的豬、馬糞，速效鉀含量及速效磷含量與豬、馬糞近似，可見(jiàn)其是一種豐富的有機(jī)肥料[2]。當(dāng)然把活性污泥進(jìn)行處理當(dāng)作肥料使用目前還存在2個(gè)問(wèn)題，一是重金屬問(wèn)題。因?yàn)榛钚晕壑泻休^多重金屬，長(zhǎng)時(shí)間使用可能會(huì)對(duì)土壤造成一定的影響。二是苯并（a）芘問(wèn)題。苯并（a）芘是致癌物質(zhì)，擔(dān)心其會(huì)對(duì)生物造成影響。

3.2 廢活性炭的再利用

洛陽(yáng)石化在污水處理過(guò)程中，每年要消耗300t活性炭，相應(yīng)要產(chǎn)生300t廢活性炭廢物。如果將這300t廢活性炭加工成粉狀代替粉炭的使用，每年可節(jié)約百萬(wàn)元的資金，因?yàn)槊磕暌?00余t粉狀活性炭。此項(xiàng)目不需要太多的技術(shù)、資金投入就能實(shí)現(xiàn)，有待于下一步的研究、實(shí)驗(yàn)。

4 結(jié)語(yǔ)

污水中存在著多種有毒有害物質(zhì)，在處理過(guò)程中如何引導(dǎo)有毒有害物質(zhì)之間的相互反應(yīng)來(lái)降低污水處理成本，節(jié)約能源需要去摸索實(shí)驗(yàn)；如何將污水處理過(guò)程中產(chǎn)生的固廢物質(zhì)變?yōu)榭衫觅Y源需要進(jìn)一步探討。而且在污水處理技術(shù)中還有許多難題需要去立項(xiàng)、研究、解決。

參考文獻(xiàn)：

[1]王廣生.石油化工原料與產(chǎn)品安全手冊(cè)[M].北京：中國(guó)石化出版社，2010.

[2]萬(wàn)松，李永峰，殷天名.廢水厭氧生物處理工程[M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2013.