CAF-BAF工藝在煉油污水處理中的應用
浮選法主要用來處理含油廢水中的分散油、乳化油和細小的懸浮固體物。隨著技術的進步和高效氣浮技術的不斷完善，2000年以后建設的煉油污水處理裝置部分直接采用渦凹氣浮技術［1-2］。而BAF的最大特點是集生物氧化和截留懸浮固體于一體，具有去除SS、CODCr、BOD5和氨氮等功能［3］。
陜西某煉油廠以原油深度加工為主，隨著煉油廠加工量的逐步擴大和原油性質的變化，原有的污水處理場工藝，已經無法滿足煉油裝置產生的污水處理需求。而煉油廠污水是原油煉制及加工過程中產生的，其特點主要為:污水的pH值波動較大;污水中含油量大，乳化油成分多，且重油在油相中所占比例高;有機污染物尤其烴類及其衍生物含量高;由于該煉油廠主要以重質原油為原料，污水中高相對分子質量有機污染物較多，采用傳統生物膜法處理難度大，因此急需探索煉油污水處理的新型工藝。
1廢水水質
經技改處理后，該污水處理場處理能力達到200m3/h，并且污水排放水質達到污水綜合排放標準(GB8978-1996)二類污染物一級標準。進水(原水)水質及排放標準見表1。
表1進水水質及排放標準.jpg) |
2污水處理工藝
2．1工藝流程
各生產裝置的含油污水自流進入污水提升井，經泵提升至調節罐，再自流進入平流式隔油池處理;出水經泵提升至渦凹氣浮(CAF)池加入藥劑充分反應后，再進入一級氣浮池、二級氣浮;二級氣浮池出水自流進入活性污泥A池，A池出水自流進入A池斜板沉淀池，A池出水再自流入好氧生化O池，出水自流進入O池斜板沉淀池，再自流進入中間集水池。中間集水池污水經泵提升至BAF配水池，再自流進入BAF反應池。A/O池、BAF曝氣風由離心鼓風機供給。污水在BAF反應池中進一步降解有機物、氨氮等后，再自流進入監測池，檢測達到國家二類污染物一級(新擴改)排放標準后排放及回用，不達標則返回提升井重新處理。工藝流程詳見圖1。
2．2主要構筑物規格及設計參數
①污水提升井規格為7．5m×6m×5．6m;②調節除油罐規格為1只3000m3和1只4000m3，停留時間為8～10h，出水油分降至200mg/L;③平流斜板隔油池規格為2間21m×4．5m×2．95m，停留時間為2～3h，出水油分降至60mg/L以下;④渦凹氣浮池規格為2間100m3，停留時間1h左右，出水中油分約為20～30mg/L;⑤一、二級溶氣氣浮池規格均為2間22．7m×4．79m×3．5m，一、二級氣浮回流池規格為5m×3m×4．52m，一、二級回流量30%～50%，一級出水油分降至10～20mg/L，二級出水油分降至小于10mg/L;⑥活性污泥法A池規格為2間45m×4．5m×5．1m，斜板沉淀池2間規格為4．3m×4．5m×5．6m，停留時間為15h;⑦好氧生化O池規格為4間45m×4．5m×5．1m，停留時間為21h，出水油分10mg/L以下，氨氮15mg/L以下，CODCr60mg/L;⑧曝氣生物濾池(BAF)規格為6間6m×6m×7．51m，并聯運行，濾料層深度3．0m，容積負荷(0．1～0．15)kgBOD/m3·d，曝氣氣水比(0．5～1．2)∶1，水反洗強度為8．33L/m2·s。
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圖1污水處理工藝流程圖
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2．3設備配置
主要設備有:污水提升泵，型號LH0100-315-6，電機功率18．5kW，流量100m3/h;內循環泵，型號CZ50-200，電機功率15kW，流量50m3/h;離心鼓風機，型號D80-1．5，流量4800Nm3·h-1，電機功率110kW;鏈條式刮渣機，型號WL-LT-GZ，功率1．1kW;BAF反洗廢水泵，型號IH80-65-160，流量50m3/h，電機功率11kW;BAF反洗泵，型號250S-39，流量500m3/h，電機功率75kW;反洗羅茨風機，型號BK8016，流量35Nm3/h，電機功率75kW;加藥計量泵，型號DPmZSB330/1．0，流量330L/h，壓力10mPa，電機功率0．75kW。
3工藝特點
結合該煉油廠含油污水的含油量大、乳化油分多和COD高的特點，該污水處理場的設計具有以下特點:
①采用了“調節除油罐—平流式斜板隔油—渦凹氣浮—1級溶氣氣浮—2級溶氣氣浮”多種手段去除水中浮油、分散油、乳化油及非溶解性有機顆粒，將物化段出水中油分控制在10mg/L以下，減輕生化段去除有機物的負荷。
②生化處理采用活性污泥法—生物膜法處理，是污水的各項指標大大降低，有利于后面的曝氣生物濾池法進一步處理。
③BAF作為該污水處理核心構筑物，對處理后水水質達標起到了把關作用。生化池的出水在BAF池進行接觸氧化和過濾后，水中懸浮顆粒和難降解有機物得到進一步去除，確保水質達標。
4系統運行及結果
4．1系統的運行
該污水處理場2007年9月開始對裝置進行技術改造，于2009年5月份進水調試，現已合格運行，系統運行良好，自動化程度較高，操作簡便。監測池水質采用在線與人工檢測相結合的方式。
在該污水處理場調試運行前，技術人員提前進行了燒杯實驗，確定了浮選系統的投藥范圍為80～150mg/L。渦凹氣浮經調試設備和培訓操作人員后立即進入投入運行。BAF系統采用了分步掛膜法進行掛膜培菌［4］，接種了該廠污水處理一場活性污泥，接種后20d，系統掛膜成功。
4．2污水處理效果
工業運行中主要考察含油污水中石油類、CODCr、氨氮的處理效果。
4．2．1石油類的去除效果
由圖2可以看出，系統在6月1日至12日期間，進水的石油類平均濃度為73．50mg/L，出水平均濃度可降至3．72mg/L，平均去除率94．94%。
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圖2石油類去除效果
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4．2．2CODCr的去除效果
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圖3CODCr的去除效果
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由圖3可以看出，系統在6月1～12日期間，進水CODCr平均濃度為643．75mg/L，出水平均濃度可降至46．50mg/L，平均去除率92．78%。
4．2．3NH3—N的去除效果
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圖4 NH3—N的去除效果
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由圖4可看出，系統在12月5～13日，進水NH3—N平均濃度為14．98mg/L，出水NH3—N平均濃度可降至7．16mg/L，平均去除率52．20%。影響NH3—N去除效果的因素有溶解氧［5］和硝化菌的量，系統去除率不高有可能是該場硝化液回流量較少，提供的硝化菌量少而引起的。
4．3運行中的問題及解決辦法
煉油廠平時可能因事故狀態下，短時間大量排放高濃度含油污水，對各處理單元造成沖擊致使其去除效果大幅下降。煉油廠針對這一情況建立了事故池，在來水含油濃度高時，隔油池出水需要部分或全部改進事故池，待水質穩定后，再排至調節罐，走完全流程處理，并且適時根據來水水質，適當調配各種藥劑的投放量，使污水達標排放。
5技術經濟分析
該污水處理場廢水處理運行電費為0．81元/m3廢水;藥劑費為0．29元/m3廢水，如果處理后的中水全部回用，每年可節約費用192．7萬元。
6結論
對于陜西某煉油廠的污水，在物化段進行了渦凹氣浮等高效除油，其生化段采用活性污泥法、生物膜法和BAF為核心的處理工藝，污水處理技術合理、可靠。自2009年5月份進水投運以來，運行平穩，出水水質能夠達標排放，產生了良好的經濟效益和環境效益。
參考文獻:
［1］祁魯梁，李永存，李本高．水處理工藝與運行管理實用手冊［M］．北京:中國石化出社，2002．
［2］陳長順．葉輪氣浮機在煉油廢水處理中的應用［J］．石油化工環境護，2004(4):20-24．
［3］鄭俊，吳浩汀，程寒飛．曝氣生物濾池污水處理新技及工程實例［M］．北京:化學工業出版社，2002．
［4］李軍，楊秀山，彭水臻．微生物與水處理工程［M］．北京:化學工業出版社，2002．
［5］左艷兵，楊春平，曾光明，等．曝氣生物濾池效能關鍵影響因素研究進展［J］．化工環保，2008，28(1):37-41．
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