除油-气浮-A/O-膜池工艺处理芳烃含油污水实例及优势分析

  石油化工企业含油污水具有水量波动大、水质波动频繁、污染物成分非常复杂的特点，其中含有大量的油、硫化物、挥发酚等有毒有害物质，COD和氨氮的含量也较高。该污水使用常规方法难以处理，而直接排放将对环境造成极大的危害。

现今环保要求日趋严格，国家倡导循环经济，回用已成为石化行业污水处理的主流，也是降低吨油水耗和实现企业节水减排行之有效的措施。芳烃含油污水处理工艺的正确选择，是关系到污水处理装置能否正常运行的关键，也是控制投资实现经济运行的关键。关于该含油废水的处理，国内外已有不少报道，目前通常采用“隔油+气浮+生化”处理工艺。

根据近年来对石油化工类企业污水处理场的调研结果，介绍了宁波中金石化有限公司芳烃含油污水的处理工艺，该工程采用除油-气浮-A/O-膜池的处理工艺。实际运行结果表明，该工艺可以有效地处理芳烃含油污水，出水能够达到厂区循环水补水水质要求。COD平均去除率达到96.9%，氨氮的平均去除率达到99%，总氮的平均去除率达到72%。出水油质量浓度在1 mg/L以下，硫化物质量浓度在0.2 mg/L以下。本案例可为今后类似项目工艺方案选择和确定提供参考。

1污水来源与水质

污水来源为宁波中金石化有限公司芳烃项目含油污水。污水水量为300 m3/h(7 200 m3/d)。本项目共设两个污水进水调节罐，调节罐实际进水水质从2017年1月1日到2017年4月30日共120 d内实测数值范围、日平均值及工程设计的进水水质见表 1。

表 1 芳烃含油污水监测进水水质及设计进水水质

由表 1可以看出，设计所取的主要污染指标满足实际运行控制。设计输入取值合理。

2工艺介绍

2.1工艺流程

项目工艺流程见图 1。

图 1 芳烃含油污水处理工艺流程

2.2主要工艺单元

(1) 调节罐。本工艺共设调节罐2个，单罐容积5 000 m3;调节罐中设收油器和刮泥机。主要功能是调节水量、水质的同时去除污水中的部分浮油和悬浮物。

(2) 除油器。除油器采用卧式除油器，主要功能是进一步去除浮油。除油器选用2台，单台处理能力150 m3/h，外形尺寸D 2.4 m×5.8 m。

(3) 气浮装置。气浮装置包括涡凹气浮和溶气气浮。主要功能是除油和悬浮物，确保后续生化工艺的进水水质稳定。涡凹气浮单台处理能力150 m3/h，外形尺寸4 m×10 m×2.5 m;溶气气浮单台处理能力150 m3/h，外形尺寸4 m×12 m×2.5 m。

(4) A/O池及膜池。A/O池设1座，共2列，按浸没式MBR工艺设计，采用膜池与生化池合建。回流和剩余污泥排放均设在膜池内。MBR膜采用PVDF材质的进口中空纤维膜。运行采用出水+反洗的方式。池体尺寸40 m×30 m×6.5 m。主要工艺参数：膜面积15 000 m2，污泥质量浓度6 000 mg/L，混合液回流比250%，污泥龄30 d，曝气风量110 m3/min(包括膜吹扫)，生化池采用微孔曝气，膜区采用穿孔管曝气。

(5) 污泥、油泥处理系统。污泥、油泥处理系统包括污泥浓缩和脱水系统。污泥浓缩采用重力浓缩，设污泥浓缩罐2个，单个容积200 m3;脱水采用离心脱水机，选用1台卧式离心脱水机，处理能力10 m3/h;脱水后污泥含水率小于75%。

(6) 加药装置。加药装置包括碱投加装置1套，碱储罐容积30 m3;磷投加装置2套，每套容积10 m3;PAC投加装置2套，每套容积6 m3;PAM投加装置1套，容积1 500 L。碱、磷投加位置为生化处理单元，PAC和PAM投加位置为气浮装置。

3工程运行数据

3.1出水水质要求

芳烃含油污水处理后出水要求回用作为循环水的补充水，设计的主要水质指标要求见表 2。

表 2 芳烃含油污水作为循环水补水回用水质要求

3.2COD去除情况

本研究选取从2017年1月1日到2017年4月30日共120 d的监测数据进行分析。该运行期间进水COD 268.5~1 080 mg/L，平均447.7 mg/L;出水COD 3~55 mg/L，平均14 mg/L，COD的平均去除率为96.9%。运行结果如图 2所示。

图 2 芳烃含油污水COD去除情况

3.3NH3-N去除情况

从2017年1月1日到2017年4月30日共120 d的运行数据来看，该运行期间进水NH3-N为12.74~51.38 mg/L，平均25.7 mg/L;出水NH3-N为0.05~1.2 mg/L，平均0.25 mg/l，NH3-N的平均去除率为99%。运行结果如图 3所示。

图 3 芳烃含油污水NH3-N去除情况

3.4总氮去除情况

从2017年1月1日到2017年4月30日共120 d的运行数据来看，该运行期间进水TN为22.44~62.11 mg/L，平均38.65 mg/L;出水TN为5.12~19.79 mg/L，平均10.79 mg/L，TN的平均去除率为72%。运行结果如图 4所示。

图 4 芳烃含油污水TN去除情况

3.5油去除情况

从2017年1月1日到2017年4月30日共120 d的运行数据来看，该运行期间进水油质量浓度为5.74~344.59 mg/L，平均49.88 mg/L，出水油质量浓度在1.0 mg/L以下，平均去除率为99.5%。运行结果如图 5所示。

图 5 芳烃含油污水油去除情况

3.6硫化物去除情况

系统出水硫化物质量浓度全部在0.2 mg/L以下。

4技术经济分析

本项目工程建设投资8 699万元，其中设备购置费4 070万元，建筑工程费2 706万元，材料费1 134万，安装费790万元。以MBR池代替了传统的“二沉池+BAF+砂滤+活性炭”，一次性投资节省了约300万元。

占地面积方面，MBR的使用使得占地面积节省了1/4。

在运行成本上，项目建成后运行的主要成本是电费和药剂费，经统计计算，该项目的运行成本为2.89元/m3。项目所在园区的排污费是9.85元/m3，外购生产用新鲜水价3.3元/m3，项目建成后，污水100%实现回用，因此产生的经济效益：(9.85+3.3-2.89)×7 200=73 872元/d，折合2 659万元/a，经济效益非常可观。

5结论

(1) 本项目实际运行结果表明，预处理+MBR工艺对芳烃含油污水中COD、氨氮、总氮、油及硫化物等污染物有良好的去除效果。COD平均去除率达到96.9%，氨氮的平均去除率达到99%，总氮的平均去除率达到72%。出水油质量浓度在1 mg/L以下，硫化物质量浓度在0.2 mg/L以下。

(2) 对于芳烃含油污水采用预处理+MBR的处理工艺，出水能够达到厂区循环水补水水质标准。

(3) 芳烃含油污水经处理后可以100%回用于生产，产生的经济效益非常可观。