煉油廢水處理裝置提標改造

李述良

（中國石化 上海高橋石油化工有限公司，上海 200137）

2015年5月，國家環保部頒布了《石油煉制工業污染物排放標準》（GB 31570—2015），對煉油工業外排廢水的水質指標提出了更加嚴格的要求，并同時規定排入市政廢水處理廠的外排廢水應執行該標準，自2017年7月1日起執行。上海高橋石油化工有限公司煉油廠3#廢水處理裝置排水原執行上海市地方標準《廢水排入城鎮下水道水質標準》（DB 31/445—2009），外排水質不能滿足《石油煉制工業污染物排放標準》的要求，故公司啟動了對煉油廠3#廢水處理裝置的提標改造工程。

本文介紹了原煉油廢水處理流程以及改造后擴建和新增加的處理裝置，并考察了裝置運行6個月的廢水處理情況。

1 改造前廢水處理工藝

3#廢水處理裝置是上海高橋石油化工有限公司煉油廠“七五”煉油新區公用配套項目，設計處理能力為300 m3/h。改造前廢水處理工藝見圖1。

2 改造后廢水處理工藝

2.1 設計水量及水質

3#廢水處理裝置改造后設計處理能力為400 m3/h。廢水主要包括酸性水凈化水、電脫鹽廢水、循環水場排污水、化學水站中和水、催化脫硫脫硝廢水、罐區切水等高含鹽難生物降解廢水。改造后主要設計進出水水質見表1。

圖1 改造前廢水處理工藝

2.2 改造工藝

本次提標改造重點考慮提升3#廢水處理裝置的廢水處理量，增加總氮、總磷的處理設施，增加生化處理單元。

2.2.1 新建廢水調節罐

新建一座容積12 000 m3的廢水調節罐，增加廢水緩沖調節時間，提高抗沖擊能力。將原有容積5 000 m3的廢水調節罐用做發生事故時的備用水罐，同時兼做廢水高濃度沖擊時的臨時儲罐，減輕因來水水質與水量的變化對后續處理單元的沖擊。

2.2.2 擴能浮選單元

原有一級、二級氣浮設施的處理負荷高于設計能力，無備用設施，且氣浮池全部加蓋后人工調節氣水比、刮渣等操作效果很不理想，嚴重影響氣浮處理效率。現將原有一級、二級氣浮池并聯后作為一級溶氣氣浮設施，新建二座處理量各為250 m3/h的高效溶氣氣浮池，并聯后作為二級氣浮設施。并實現了氣水比調節、負壓刮渣等全自動操作，提升了氣浮處理效率。

2.2.3 改造曝氣單元

現有曝氣池池體不作改動，在曝氣池內增加移動式生物填料，更新原有曝氣器，提高其容積負荷及抗沖擊能力。

2.2.4 改造接觸氧化池

將接觸氧化池改造為移動床生物膜反應器（MBBR）。通過向反應器中投加一定量的懸浮載體，提高反應器中的生物量及生物種類，從而提高反應器的處理效率。由于填料密度接近于水，所以在曝氣的時候填料與水呈完全混合狀態，當氣流穿過填料的空隙時又被填料阻滯，并不斷地被分割成小泡，從而增加生物膜與氧氣的接觸和傳遞效率［1］。MBBR的氧傳遞效率比相同池深的活性污泥池高25%［2］。MBBR內部比表面積大，適合微生物吸附生長；生物膜泥齡長，適宜硝化菌的生長；硝化菌濃度高，硝化脫氮效果顯著［3］，氨氮去除率超過95%［4］。

2.2.5 改造斜板沉淀池

拆除現有斜板沉淀池，異地新建一座高密度沉淀池，將其處理量提升到400 m3/h。高密度沉淀池集混凝、絮凝、沉淀、濃縮功能為一體，具有處理效率高、單位面積產水量大、適應性強、處理效果穩定、占地面積小等優點，尤其對SS和總磷等具有較好的處理效果［5］，SS去除率約85%［6］，總磷去除率約95%［7］。

2.2.6 新建曝氣生物濾池（BAF）一段

新建兩座BAF，分別為硝化區域和反硝化區域。BAF一段硝化區域主要用于進一步脫除廢水中COD、NH3-N等，反硝化區域主要去除總氮，在反硝化區域進口投加適量甲醇作為碳源。BAF工藝具有集過濾、生物氧化和生物絮凝于一體的優點［8］，其后無需設置沉淀池［9］。

2.2.7 新建催化臭氧氧化單元

新建6組并聯催化臭氧氧化池，每組填裝非均相金屬離子型催化劑；新增兩套15 kg/h的臭氧發生裝置，一開一備，為催化臭氧氧化池提供臭氧。催化臭氧氧化可有效提高廢水的可生化性［10-11］。

2.2.8 新建曝氣生物濾池（BAF）二段

新建曝氣生物濾池（BAF）二段，進一步去除水中多余的碳源和難降解COD。

改造后的廢水處理工藝見圖2。

3 改造后的裝置運行情況

2018年下半年，改造后裝置穩定運行，廢水處理情況見表2。

圖2 改造后廢水處理工藝

表2 改造后裝置廢水處理情況 mg/L

由表2可見，裝置運行6個月出水各項指標的平均值分別為：COD 25.2 mg/L，ρ（NH3-N） 1.3 mg/L，TN 12.6 mg/L，TP 0.11 mg/L，滿足《石油煉制工業污染物排放標準》（GB 31570—2015）的排放要求。

裝置對COD的去除效果見圖3。由圖3可見：裝置進水COD有一定的波動，但出水COD穩定在30 mg/L左右，有較強的抗沖擊能力；廢水COD去除率隨進水COD的增加而升高，平均COD去除率達96.4%。

圖3 裝置對COD的去除效果

裝置對NH3-N的去除效果見圖4。由圖4可見，裝置進水ρ（NH3-N）有一定的波動，但出水ρ（NH3-N）穩定在3 mg/L以下，有較強的抗沖擊能力，廢水NH3-N平均去除率達96.6%。

圖4 裝置對NH3-N的去除效果

4 效益分析

本次3#廢水處理裝置提標改造項目總投資約9 000萬元。改造前噸廢水處理費用為2.50元，改造后噸廢水處理費用提高到4.81元，增加了2.31元。噸廢水處理費用主要為公用工程（包括電、蒸汽、新鮮水、凈化風和非凈化風等）費用和化學藥劑（包括堿液、絮凝劑、助凝劑和甲醇等）費用。改造后每年COD和NH3-N消減分別約為240 t和44 t，環境效益顯著。

5 結語

a）上海高橋石油化工有限公司煉油廠3#廢水處理裝置經過提標改造，在原煉油廢水處理流程的基礎上將接觸氧化池改造為MBBR，將斜板沉淀池改換為高密度沉淀池，新增BAF、催化臭氧氧化等深度處理工藝。

b）裝置運行平穩，6個月出水各項指標的平均值分別為：COD 25.2 mg/L，ρ（NH3-N） 1.3 mg/L，TN 12.6 mg/L，TP 0.11 mg/L，滿足《石油煉制工業污染物排放標準》（GB 31570—2015）的排放要求。改造后每年COD和NH3-N消減分別約為240 t和44 t，環境效益顯著。