苏州焦化厂一体化废水处理设施工程方案

苏州焦化厂一体化废水处理设施工程方案

　伴随我国经济与工业生产效率的大幅度提升，生活与工业污水的排放量比较以往更多，并且污水含磷化合物浓度更高，不但对地方水体微生物环境造成了极大伤害，同时富营养化水体更极易影响现代城市用水安全，使水资源管理质量难以得到有效落实。因此，化学除磷药剂的应用更具有深入研究的意义。

　　1、污水除磷工艺分类及特点概述

　　污水除磷工艺主要可分为生物除磷与化学除磷两种形式，其中生物除磷虽然无需投放任何药剂，使得成本消耗与污泥产量有效缩减，而且化学污染概率得以降低，但对于废水组分的过度依赖却限制了生物除磷工艺的效果，使得除磷稳定性与灵活性明显不足，如此极易造成污水二次污染，难以满足我国污水排放标准。而化学除磷工艺则实用性较广泛，且效果极为明显，因此此类工艺是我国当前污水处理主要采用的方法。

　　2、化学除磷药剂的反应特性分析

　　根据以往化学处理药剂使用资料可知，污水处理基于酸碱度与含磷化合物的影响，多数选择金属盐类药剂进行反应，以便含磷化合物被有效置换，变成沉淀物使其与水资源隔离，同时更能够适当调节水体pH值，使水资源质量得以保障。而絮凝体则能够将沉淀与水体分离开，降低沉淀的含磷化合物与置换金属随水流进入外界环境的概率，以此达到化学除磷的基本目的。并且在分析化学除磷药剂反应特性过程中，可分为以下以下几个步骤：

　　首先，化学药剂投入污水资源内的过程中，会同时发生沉析与凝聚反应，使化学药剂粒子在短时间内进行反应，使含磷化合物与金属粒子迅速被析出并凝聚为大粒子。其次，在絮凝过程中，能够结合水质环境化为絮体结构，对大粒子进行阻拦，以避免掺杂在污水中被排放至外界生态环境。最后，在借由含磷化合物与金属元素质量性特点，能够实现固液分离的要求，使污染物堆积在坑槽内，以便污水排放后，污染物能够被更有效的单独清理。

　　3、化学除磷药剂在污水处理中的应用

　　3.1 铝盐化学除磷药剂

　　(1)三价铝离子与污水中的磷酸根发生沉淀反应，生成沉淀化合物AlPO4。

　　(2)三价铝离子发生水解反应，生成具有较高的正电荷和较大的比表面积的单核羟基络合物A1(OH)2+，A1(OH)21+和多核羟基络合物AI(OH)m(3n-m)+(n>1，m≤3n)，然后，多核羟基络合物之间发生范德华力、吸附架桥和网捕等作用获得较好的沉淀效果，从而实现化学除磷。Al3+水解反应和金属磷酸盐的溶解性均受到pH的影响，同时金属离子也会与OH-发生反应，从而与PO43+形成竞争反应不利于除磷，由此可见，铝盐化学除磷过程中控制合适的pH是非常重要的。铝盐除磷理想的pH=5.8～6.9。另外，在铝盐化学除磷药剂使用过程中，污水极易对化学药剂进行分解，使得排放水体内铝盐含量严重超标，不但无法解决污染性问题，同时极易导致水体微生物体系大范围中毒，因此在铝盐药剂使用过程中，需要根据污水状况控制适当的投入量，才能降低对水质的影响。

　　3.2 铁盐化学除磷药剂

　　铁盐除磷药剂主要有铁、氯化铁及聚合氯化铁等。铁盐与铝盐除磷反应机理类似，之外还会发生强烈水解并同时发生各种聚合反应吸附水中的磷。Fe2+除磷效率与pH相关，但有关Fe2+除磷最佳pH存在争议：有人认为pH=8时，Fe2+除磷，但王文超等认为pH=7.5～8.5时不易生成沉淀，从而降低了除磷效率。Fe2+除磷需要较高pH值，而污水厂处理中pH值往往低于7.5，另外，在水中Fe(3PO4)2没有FePO4稳定，这些都限制了二价铁盐在废水除磷中的应用，实际过程中可利用好氧池曝气的特点将Fe2+氧化成Fe3+来提高化学除磷效率。铁盐与磷酸盐反应形成沉淀物相对于铝盐更加稳定，而具有沉降速度快的优点，因此实际应用比较多，但是具有出水浊度与色度高、对出水pH影响大、运输和贮存麻烦、对设备腐蚀大等缺点，同时铁也是刺激藻类生长和引发湖泊水华的一个重要因素，这些缺点限制其使用范围。

　　另外，因为铁盐除磷药剂需要较高的pH反应环境，所以在尚未具备此类pH的污水中，若使用了铁盐除磷药剂便极易造成药物陈建，并且可能与池壁及管道材料反应，产生铁锈等反应物，不但对污水管理系统造成的损伤，同时结垢状况可能造成曝气管堵塞，使污水处理系统无法正常运行。所以，近些年铁盐处理药剂在城市污水处理系统中应用较少。

　　3.3 复合新型除磷药剂

　　复合新型除磷药剂主要有聚氯化铝铁、聚氯化铝、聚氯化铁、聚合

　该种洗井污水处理方式设备投资少，适用范围广泛。由于单井洗井污水量远大于罐车容量，受设备数量限制，按标准洗好一口井需要多辆罐车多次往返，存在较大的安全隐患。尤其我厂大部分采油矿采用树状流程，计量间柱塞泵无法满足洗井需要，洗井时还需要泵车及清水罐车，车组要7台以上，费时费力，耗资较大。寒冷季节无法采用罐车洗井，因为污水中的油凝固后无法排放，无法保证洗井效果。集中处理的洗井污水将给污水处理站带来较大的影响，尤其是老化油给油系统的平稳运行带来的影响最大。

　　1.4 采用活动处理设备

　　近年来我厂在此方面取得了很多成果，本文主要介绍三个方面：

　　(1)A地区和B地区试验的DQG5200TJC型活动洗井车，一共试验了10口注水井，洗后效果悬浮物含量小于10mg/L，含油量在10mg/L以下的8口，高于10mg/L的2口,初步解决了洗井问题，但在实验过程中也存在以下问题。

　　①室外温度低于-10℃，洗井不能进行;

　　②车载离心泵额定压力12MPa，井下压力高于12MPa的注水井造成喷量和污水外排，试验10口井平均喷量24.3m3;

　　③车载核桃壳滤罐反冲洗困难，反冲洗质量难以保证，致使洗井车不能连续洗井。

　　(2)利用洗井水回收除砂装置开展了洗井水回收处理技术

　　现场试验，目的是满足油田生产的需要，既要对注水井进行有效清洗，又使洗井污水不外排、全部回收处理。

　　我厂应用该装置洗井10口，效果良好，对粒径≥10μm明砂粒分离效果为80%，粒径≥20μm砂粒分离效果为95%。处理后水回到集油系统，重新回联合站处理，不外排

　　该移动式注水井简易洗井装置，不适用于外围油田环状流程，因为油井环状流程的管线管径一般为DN50，而注水井洗井最大排量达到28m3/h，如果洗井水进入油系统的环状流程，会造成管线憋压并影响环上油井正常生产;也不适用于外围油田采用简易井口的油井和离油井远或处于耕地、草地的油、水井，因为简易洗井车管线与油井井口无法连接。

　　(3)我厂为实现洗井液不外排、循环洗井的目的，开展了注水井循环洗井装置研制，利用该装置对洗井液进行综合处理，达到注水井洗井标准后，循环回注井内，实现洗井液不外排和清洁生产的目的。该装置主要由无动力油水分离装置、精细过滤装置、点滴加药设备和高压循环泵等设备组成。洗井液经过油管返排到地面进入无动力沉降装置，通过加药装置点滴加药进行杀菌和絮凝，实现油水分离和泥砂初步沉降;再经过两级沉降缓冲，实现残余泥砂和微小絮凝物的沉降。处理后的洗井液，再经过精细过滤装置处理后重新注入井内，实现注水井循环洗井目的。

苏州焦化厂一体化废水处理设施工程方案

　优点：

　　①注水井不外排循环洗井装置无需滤料，通过机械塔板及缓冲沉降实现油水及杂质的无动力分离，对固体悬浮物的机械式精细过滤，排污及清洗容易，无需后期维护，自重轻，适应井场范围大。

　　②对分离出来的污油及菌类随时排放到污油罐内，避免在装置内的堆积，提高洗井效果。

　　③洗井装置成本低、操作简便易行，利于形成规模。

　　洗井污水经过该洗井装置处理后含油量和悬浮物含量均能达到注入水水质要求，但悬浮物粒径中值未达标，还需改进完善精细过滤装置。该装置对含油、含砂较高的洗井污水具有显著的适应性，净化分离效果也很显著，洗井污水处理后达到了注入水水质的标准。

　　2、结论与认识

　　(1)单独建洗井回收管线的洗井污水处理方式，洗井效果虽然好，但单井洗井费用较高，而且一次性投资大，不适应大庆油田高含水注水开发后期的生产需要。

硫酸铁、聚亚铁、聚铁、聚合硫酸氯化铝铁、聚合硫酸铝铁以及改性硅藻土等。这些新型除磷药剂基本上都有良好的电荷中和与吸附架桥功能，凝聚性能良好，絮凝体生成迅速，密集度高且质量大，沉降性能*，沉降的污泥脱水性能好，无二次污染，适用水体pH值范围广，具有较强的去除效果，而且药剂生产工艺简单，原料易得，生产成本低。其中PAFC在污水厂中应用的比较多，原因在于PAFC结合了铝盐和铁盐的双重优点，化学反应速度快、形成絮体大且重、沉降快和过滤性好等优点。因此，PAFC既能克服铝盐絮体生成慢、絮体轻、沉降慢的不足，同时又能克服铁盐除磷的出水浑浊、色度高的缺点。

　　另外，改性硅藻土是基于现代污水处理经济性要求提供的新型除磷药剂，其材料主要由石灰、硅藻土和聚合氯化铝材料构成。期间，借助聚合氯化铝絮凝反应特点，能够结合石灰材料将PO43+反应生成A1PO4与Ca5(PO4)3OH等无害的沉淀物，使除磷药剂的使用质量与洁净程度显著提升。与此同时，硅藻土凭借大分子特性，更具备吸附、过滤、沉淀与混凝等特点，能够充分解除污水内的含磷化合物，使除磷效果更加稳定，其污水的酸碱度变化较小。

　　借助上文分析可知，复合除磷药剂的适用性更广，并且除磷效果更好，在实际使用过程中，能够有效避免对污水内部微生物系统造成影响，使水资源循环与可持续利用成为可能，由此解决了水源污染等问题对生态环境的损害。