高污染污水處理工藝的選用

張玉涵，李耀

（天津大沽化工股份有限公司，天津300455）

隨著化工園區產業定位再次明確，環保理念進一步加強，化工企業集中化設置已成趨勢，也方便企業的管理與資源的協調。天津某化工企業決定在石化產業區實施新的項目工程建設，實現與老廠區的資源互動，提高生產產值。

新項目將以MTO 裝置產烯烴作為龍頭，配套乙、丙烯下游產品，其中含POSM 裝置。MTO 與POSM 裝置在生產過程中，均會產生一定量的高鹽高COD 的高污染廢水，傳統生化處理工藝無法滿足該污水的出水指標，經過技術比選，最終選用WAO/PACT-WAR 技術處理工藝。

1 技術比選簡介

1.1 污水指標

POSM、MTO 作為石化工藝裝置，在生產過程中會產生一定量的高污染廢水（高鹽高COD），污水指標見表1。

表1 污水指標

1.2 污水出水指標

高污染廢水經WAO/ PACT-WAR 工藝處理后，送至工業區污水處理廠外排水池后排至大海，外排污水需滿足天津市地方標準《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（DB12/599-2015）中的A 標準，水污染物排放標準基本控制項目見表2。

表2 基本控制項目最高允許排放濃度（日均值） 單位：mg/L

由于污水具有高鹽、高COD、難生物降解等特點，難以通過常規的生化處理工藝達到COD≤30mg/L，目前通用的工藝處理方法主要為焚燒法、濕式氧化法+生化處理。焚燒法工藝技術成熟，污染物去除率高，處理后廢水可直接達標外排，不影響全廠污水處理站的運行，但焚燒工藝需要消耗燃料氣，余熱很難回收，污水處理成本較高（取決于當地工業區燃料氣成本和余熱回收率）；濕式氧化法+生化處理工藝（WAO+PACT）技術成熟，前期設備投資較高，但系統抗沖擊性好，運行成本較低，并且危廢物產生量少，高污染廢水處理過程中產生的尾氣對環境影響也較少。

經過技術比選綜合對比后，本項目最終采用WAO/PACT-WAR 工藝來處理生產裝置產生的高污染廢水。

2 WAO/PACT-WAR 工藝介紹

2.1 工藝設計理念

WAO/PACT-WAR 工藝設計理念為采用濕式氧化（WAO）技術對高污染廢水進行處理，COD去除率約為60%，并且將難以生化處理的長鏈或者環狀有機物破壞成短鏈有機物，提高污水可生化性，有利于后續生化處理單元進一步降低COD含量；生化處理單元采用MBR 技術對COD 進行生化處理，并添加PAC 增強對有機物的吸附；配套設置濕空氣再生單元（WAR）回收PAC，降低運行成本。圖1 為WAO/PACT-WAR 工藝流程示意圖。

圖1 流程示意圖

2.2 工藝流程簡介

WAO，即濕式氧化工藝處理單元，通過高低壓污水泵將HPW 與稀釋水加壓后與來自壓縮機的高壓空氣混合形成氣液兩相混合物，然后在進出料換熱器中對混合物進行預熱，同時回收反應器出料熱量；預熱后的混合物進入反應器，并由外界提供額外的高壓氧氣注入反應器，來提供氧化反應所需的大部分氧氣。氧化反應為放熱反應，會加熱反應器內部的混合物，同時外界提供高壓蒸汽注入反應器來維持反應溫度。污水在反應器內部反應足夠時間后，兩相混合物出料在進出料換熱器第一次降溫，然后在工藝冷卻器中使用循環冷卻水第二次降溫；降溫后經過壓力控制閥降壓至0.5MPa 后進入氣液分離器中，此時污水液相和不凝氣進行分離，不凝氣去向尾氣處理單元，液相去向污水均質罐。

PACT，即投加活性炭的生化處理單元，本項目生化處理采用MBR 技術。污水在均質罐與其它污水混合均勻通過配水井進入PACT 單元，同時營養物、回流液即pH 調節劑也在此加入；PACT生物處理系統含兩級活性污泥處理結合活性炭段；污水先后經過缺氧池、一級PACT、脫氣池、臭氧氧化、二級PACT、膜池達到出水指標送入外排水池；部分碳泥經過污泥濃縮池后送至WAR 單元對活性炭回收。

WAR，即濕式氧化再生單元，反應機理類似WAO，高低壓泵將廢碳泥加壓后與高壓空氣混合形成三相混合物（氣、液、固），預熱后在反應器中氧化活性炭上吸附的有機物，混合物通過減壓、氣液分離、活性炭水洗后回收利用，重新加入至PACT 單元。

3 結論

通過對高污染廢水處理工藝技術比選得知，目前工藝流程選擇方向依然較少，主要原因是高污染廢水處理難度大，無法保證出水指標，目前超臨界水氧化工藝已經在研發中試階段，但尚無工業廢水處理應用業績，WAO/PACT-WAR 工藝在化工廢水應用業績較多，工藝處理流程成熟，選用該技術處理高污染廢水較為合理。

在實際操作中達到工藝設計目的，保證出水指標，需要嚴格控制反應器進水水質、運行過程中的工藝參數，及時處理異常工況，比如常見的進出料換熱器結垢問題，密切關注溫度、壓差等參數，根據實際工況進行換熱器清洗；為保證出水指標，PACT 單元增加臭氧氧化深度處理，在運行中結合中間水質監測指標，調整臭氧及PAC 加入量等來控制出水指標。

高污染廢水處理站涉及高溫高壓等危險條件，在設計階段嚴格審核處理路線、設備選型，對工藝流程進行完善，并落實審查意見，運行前需要對工藝、安全人員進行嚴格的工藝規程、安全知識的培訓，并將設計工藝流程和現有污水處理裝置運行操作的事故預案結合起來進行分析，使技術人員了解工藝原理及設計意圖，提高工藝人員處理非正常工況的能力，使安全人員明確監管目標，提高安全監管效率，維持高污染廢水處理裝置的安全平穩運行，保證工藝裝置的生產安全性與平穩性。