二級氣浮+二段生化處理煉油廢水
石油化工企業煉油廢水水量波動大，水質波動頻繁，污染物成分復雜，其中含有大量的石油類、酚類、氨氮及硫化物等。[1]由于煉油廢水具有易乳化、難降解和可生化性差的特點，因此處理起來難度較大。錦西石化分公司采用隔油—氣浮—曝氣—A/O工藝對煉油廢水進行處理，可有效的去除石油類、有機物、氨氮和揮發酚等。
1 煉油廢水的水量水質
錦西石化分公司排放的煉油廢水水量平均500 m3 /h，大部分來自生產裝置的塔、罐、油水分離器等，一部分來自生活污水。原水水質見表1。
表1 煉油廢水原水水質
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2 廢水處理工藝
2. 1 工藝流程
工藝流程見圖1 所示。
含油廢水經過機械格柵攔截大塊雜物，經粗隔油池揀油后，再經提升泵房提升至調節除油罐。除油罐對廢水中的污油和固體顆粒均有一定的去除作用。除油罐的出水自流進入氣浮除油階段，該階段分為兩級，一級采用渦凹氣浮，二級采用部分回流加壓溶氣氣浮。廢水通過以上物化處理后，基本完成除油任務，同時約有20% ～30%的有機污染物也得到去除，隨后進入生化處理階段。
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圖1 煉油廢水處理工藝流程
在生化處理階段，廢水進入合建式曝氣池，通過微生物的氧化分解，去除一部分有機物。COD、揮發酚等指標在一定程度上得到降低。曝氣池出水COD 基本控制在300 ～ 600 mg /L，揮發酚控制在10 mg /L 以下，為接下來的A/O 工藝的二段生化處理階段提供良好的預處理條件。A/O工藝為深度處理階段，進一步去除COD 和NH3-N。[2]
2. 2 主要構筑物設計及控制指標
2. 2. 1粗隔油池
粗隔油池用于去除污水中的浮油及固體顆粒。油珠上浮于水面，通過刮油刮泥機集中到集油管內，排至集油井中，然后通過揀油泵送至污油罐進行回收。粗隔油池共6 座，單池尺寸為22. 5 m × 4. 5 m × 4. 5 m，鋼混結構，廢水停留時間為2 h，出水中的油降至80 mg /L 以下。
2. 2. 2調節除油罐
調節除油罐一方面起到穩定廢水水質及水量的作用，另一方面在罐內設置旋流除油設施，可將廢水中的浮油和固體顆粒初步分離出來。污油浮于液面，通過收油管線回收至集油井。懸浮雜物沉于罐底，可通過一定的措施排出罐體，送至“三泥”處理裝置濃縮外運。調節除油罐共1 座，單罐有效容積為10 000 m3，HRT 為13 ～15 h。廢水通過調節除油罐后，含油量降至60mg /L 以下。
2. 2. 3一級渦凹氣浮池
一級氣浮池采用渦凹曝氣機進行曝氣，目的是進一步去除水中浮油及懸浮物。渦凹氣浮系統主要由曝氣區、氣浮區、刮渣系統及排水系統等幾部分組成。廢水進入裝有渦凹曝氣機的曝氣區，該區曝氣機通過底部中空葉輪的快速旋轉形成一個真空區，使水面上的空氣通過中空管道抽送至水下，并在底部葉輪快速旋轉產生的三股剪切力下粉碎成微氣泡，微氣泡在上升過程中與廢水中的含油絮凝體顆粒粘附在一起，到達液面后，依靠這些微氣泡支撐和維持，在水面上形成浮渣，通過刮渣機刮入污泥收集槽，凈化出水由溢流槽排出。[3]一級氣浮池共2 座，出水含油可降至20 mg /L 以下。
2. 2. 4二級溶氣氣浮池
二級氣浮采用部分污水回流加壓溶氣氣浮，即將曝氣池一部分出水加壓至0. 38 ～ 0. 4 MPa 后回流進入溶氣罐，然后帶壓的廢水連同帶壓的空氣再次進入氣浮分離段，通過壓力釋放器將壓力廢水轉變為水和微細氣泡混合物，細小而分散的氣泡粘附廢水中經混凝劑凝聚的分散微細油粒和懸浮物，形成絮體漂浮物浮出水面，進而從污水中分離出來，浮渣通過刮渣機刮入污泥收集槽，凈化出水由溢流槽排出。二級氣浮池共6 座，出水含油量可降至15 mg /L 以下。
2. 2. 5合建式曝氣池
合建式曝氣池集曝氣池與沉淀池于一體，利用活性污泥法對含油廢水進行處理。池內提供一定水力停留時間，通過鼓風機供風，滿足好氧微生物所需要的氧量以及污水與活性污泥充分接觸的混合條件，從而分解水中的各類有機質，從而有利于下一步A/O 工藝進行。曝氣池在來水有機負荷高時，能夠對下一段生化處理起到抗水質沖擊的作用，能有效去除對微生物生長影響較大的揮發酚類。曝氣池共10 間，單間容積850 m3，出水揮發酚可降至15 mg /L 以下。
2. 2. 6 A/O 生化池和生化沉淀池
A/O 生化處理流程分兩段串聯運行，第一段為缺氧段，第二段為好氧段。缺氧池出水進入好氧池。缺氧池內DO 控制在0. 5 ～ 1. 0 mg /L。好氧池采用鼓風機向池內送氣，使溶解氧保持在6 ～ 7mg /L。根據來水水質情況調整好C、N 比，一般硝化液回流量控制在200%，污泥回流比控制在100% ～ 200%。自養菌以水體中的有機物作為養料，將好氧池水中溶解態的有機物和有毒、有害物質無機化或穩定化，將氨氮氧化為硝態氮。混合液回流進入缺氧池，在異養菌的作用下進行反硝化反應，消耗硝酸根和有機物碳源，將硝態氮還原為氮氣，從水中釋放出來，最終達到同時去除有機物和氨氮的作用[4]。A 池容積15 164 m3，O 池容積43 800 m3，A/O 池的HRT 為26 h。生化沉淀池2 間，單間容積3 650 m3，HRT 為3 h，其出水COD 可降至50 mg /L 以下，氨氮幾乎為零。
2. 2. 7混凝反應池和混凝沉淀池
向混凝反應池中投加絮凝劑，使水中膠體粒子以及微小懸浮物在水流攪動和絮凝劑的架橋作用下，通過吸附架橋和沉淀網捕等機理，聚集成大的絮體，從而被迅速分離沉降。向絮凝反應池中加絮凝劑，絮凝的過程在混凝反應池中進行，沉降過程在混凝沉淀池中完成[5]。混凝反應池1間，容積為112 m3，混凝沉淀池2 間，單間容積為1 592 m3，總的HRT 為1. 5 h。
3 運行情況
自2005 年裝置改造完成以來，經過近幾年的運行及調整，外排水合格率達到100%，出水水質優于遼寧省《污水綜合排放標準》的一級標準。并已達到污水回用進水水質標準。2010 年煉油廢水全年進、出水水質平均值見表2。
表2 進、出水水質(2010 年平均值)
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4 結語
(1) 錦西石化分公司采用隔油/兩級氣浮工藝，有效去除了油污染，保證了進入生化段的油含量＜15 mg /L，為下一步生化處理創造了有利條件。
(2) 曝氣池作為一段生化處理，起到了抗水質沖擊的作用，有效去除揮發酚，保證了生化二段A/O 系統進水平穩，這就保證了后續工段對COD 的較高去除率。
(3) A/O 系統作為二段生化處理，由于系統較大，微生物總類繁多，水力停留時間長，微生物通過自身的氧化分解去除有機物，在進行亞硝化反應過程中亞硝化菌以有機物作為碳源，因此對COD 具有較高的去除能力。(4) A/O 系統對NH3-N 具有較高的去除能
力，這是由于污泥停留時間長使世代周期長的硝化菌得以富集，從而保證了系統良好的硝化效果和抗NH3 － N 沖擊能力。
(5) 近幾年來，污水處理場出水水質穩定達標，2010 年COD 平均去除率為96. 7%、NH3-N平均去除率為99. 2%、石油類平均去除率為99. 0%，出水平均COD＜50 mg /L、NH3 － N 幾乎為零，遠優于遼寧省《污水綜合排放標準》(DB21 1627-2008) ，甚至達到回用水標準。
參考文獻:
[1] 王良軍，吳孟周. 石油化工廢水處理設計手冊[M] . 北京: 中國石化出版社. 1996.
[2] 乇培鳳，吳馥萍. 二級好氧工藝用于煉油廢水氨氮降解的試驗研究[J] . 工業水處理，1999，19(1) : 8-10.
[3] 韓國義，鄭俊，王正收，寧靚. 隔油/氣浮/兩段生化法處理煉油廠含油廢水[J]．中國給水排水，2010，26(2) : 64-67.
[4] 高廷耀，顧國維. 水污染控制工程[M]．北京: 高等教育出版社，1999.
[5] 紀軒. 污水處理工必讀[M] . 北京: 中國石化出版社. 2005
作者簡介: 于瑩，女，2007 年畢業于遼寧大學環境學院，現任錦西石化分公司污水處理車間工藝員，助理工程師。
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