蘇州焦化廠一體化廢水處理設(shè)施工程方案

　伴隨我國經(jīng)濟(jì)與工業(yè)生產(chǎn)效率的大幅度提升，生活與工業(yè)污水的排放量比較以往更多，并且污水含磷化合物濃度更高，不但對地方水體微生物環(huán)境造成了極大傷害，同時(shí)富營養(yǎng)化水體更極易影響現(xiàn)代城市用水安全，使水資源管理質(zhì)量難以得到有效落實(shí)。因此，化學(xué)除磷藥劑的應(yīng)用更具有深入研究的意義。

　　1、污水除磷工藝分類及特點(diǎn)概述

　　污水除磷工藝主要可分為生物除磷與化學(xué)除磷兩種形式，其中生物除磷雖然無需投放任何藥劑，使得成本消耗與污泥產(chǎn)量有效縮減，而且化學(xué)污染概率得以降低，但對于廢水組分的過度依賴卻限制了生物除磷工藝的效果，使得除磷穩(wěn)定性與靈活性明顯不足，如此極易造成污水二次污染，難以滿足我國污水排放標(biāo)準(zhǔn)。而化學(xué)除磷工藝則實(shí)用性較廣泛，且效果極為明顯，因此此類工藝是我國當(dāng)前污水處理主要采用的方法。

　　2、化學(xué)除磷藥劑的反應(yīng)特性分析

　　根據(jù)以往化學(xué)處理藥劑使用資料可知，污水處理基于酸堿度與含磷化合物的影響，多數(shù)選擇金屬鹽類藥劑進(jìn)行反應(yīng)，以便含磷化合物被有效置換，變成沉淀物使其與水資源隔離，同時(shí)更能夠適當(dāng)調(diào)節(jié)水體pH值，使水資源質(zhì)量得以保障。而絮凝體則能夠?qū)⒊恋砼c水體分離開，降低沉淀的含磷化合物與置換金屬隨水流進(jìn)入外界環(huán)境的概率，以此達(dá)到化學(xué)除磷的基本目的。并且在分析化學(xué)除磷藥劑反應(yīng)特性過程中，可分為以下以下幾個步驟：

　　首先，化學(xué)藥劑投入污水資源內(nèi)的過程中，會同時(shí)發(fā)生沉析與凝聚反應(yīng)，使化學(xué)藥劑粒子在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)，使含磷化合物與金屬粒子迅速被析出并凝聚為大粒子。其次，在絮凝過程中，能夠結(jié)合水質(zhì)環(huán)境化為絮體結(jié)構(gòu)，對大粒子進(jìn)行阻攔，以避免摻雜在污水中被排放至外界生態(tài)環(huán)境。最后，在借由含磷化合物與金屬元素質(zhì)量性特點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)固液分離的要求，使污染物堆積在坑槽內(nèi)，以便污水排放后，污染物能夠被更有效的單獨(dú)清理。

　　3、化學(xué)除磷藥劑在污水處理中的應(yīng)用

　　3.1 鋁鹽化學(xué)除磷藥劑

　　(1)三價(jià)鋁離子與污水中的磷酸根發(fā)生沉淀反應(yīng)，生成沉淀化合物AlPO4。

　　(2)三價(jià)鋁離子發(fā)生水解反應(yīng)，生成具有較高的正電荷和較大的比表面積的單核羥基絡(luò)合物A1(OH)2+，A1(OH)21+和多核羥基絡(luò)合物AI(OH)m(3n-m)+(n>1，m≤3n)，然后，多核羥基絡(luò)合物之間發(fā)生范德華力、吸附架橋和網(wǎng)捕等作用獲得較好的沉淀效果，從而實(shí)現(xiàn)化學(xué)除磷。Al3+水解反應(yīng)和金屬磷酸鹽的溶解性均受到pH的影響，同時(shí)金屬離子也會與OH-發(fā)生反應(yīng)，從而與PO43+形成競爭反應(yīng)不利于除磷，由此可見，鋁鹽化學(xué)除磷過程中控制合適的pH是非常重要的。鋁鹽除磷理想的pH=5.8～6.9。另外，在鋁鹽化學(xué)除磷藥劑使用過程中，污水極易對化學(xué)藥劑進(jìn)行分解，使得排放水體內(nèi)鋁鹽含量嚴(yán)重超標(biāo)，不但無法解決污染性問題，同時(shí)極易導(dǎo)致水體微生物體系大范圍中毒，因此在鋁鹽藥劑使用過程中，需要根據(jù)污水狀況控制適當(dāng)?shù)耐度肓?，才能降低對水質(zhì)的影響。

　　3.2 鐵鹽化學(xué)除磷藥劑

　　鐵鹽除磷藥劑主要有鐵、氯化鐵及聚合氯化鐵等。鐵鹽與鋁鹽除磷反應(yīng)機(jī)理類似，之外還會發(fā)生強(qiáng)烈水解并同時(shí)發(fā)生各種聚合反應(yīng)吸附水中的磷。Fe2+除磷效率與pH相關(guān)，但有關(guān)Fe2+除磷pH存在爭議：有人認(rèn)為pH=8時(shí)，F(xiàn)e2+除磷，但王文超等認(rèn)為pH=7.5～8.5時(shí)不易生成沉淀，從而降低了除磷效率。Fe2+除磷需要較高pH值，而污水廠處理中pH值往往低于7.5，另外，在水中Fe(3PO4)2沒有FePO4穩(wěn)定，這些都限制了二價(jià)鐵鹽在廢水除磷中的應(yīng)用，實(shí)際過程中可利用好氧池曝氣的特點(diǎn)將Fe2+氧化成Fe3+來提高化學(xué)除磷效率。鐵鹽與磷酸鹽反應(yīng)形成沉淀物相對于鋁鹽更加穩(wěn)定，而具有沉降速度快的優(yōu)點(diǎn)，因此實(shí)際應(yīng)用比較多，但是具有出水濁度與色度高、對出水pH影響大、運(yùn)輸和貯存麻煩、對設(shè)備腐蝕大等缺點(diǎn)，同時(shí)鐵也是刺激藻類生長和引發(fā)湖泊水華的一個重要因素，這些缺點(diǎn)限制其使用范圍。

　　另外，因?yàn)殍F鹽除磷藥劑需要較高的pH反應(yīng)環(huán)境，所以在尚未具備此類pH的污水中，若使用了鐵鹽除磷藥劑便極易造成藥物陳建，并且可能與池壁及管道材料反應(yīng)，產(chǎn)生鐵銹等反應(yīng)物，不但對污水管理系統(tǒng)造成的損傷，同時(shí)結(jié)垢狀況可能造成曝氣管堵塞，使污水處理系統(tǒng)無法正常運(yùn)行。所以，近些年鐵鹽處理藥劑在城市污水處理系統(tǒng)中應(yīng)用較少。

　　3.3 復(fù)合新型除磷藥劑

　　復(fù)合新型除磷藥劑主要有聚氯化鋁鐵、聚氯化鋁、聚氯化鐵、聚合

　該種洗井污水處理方式設(shè)備投資少，適用范圍廣泛。由于單井洗井污水量遠(yuǎn)大于罐車容量，受設(shè)備數(shù)量限制，按標(biāo)準(zhǔn)洗好一口井需要多輛罐車多次往返，存在較大的安全隱患。尤其我廠大部分采油礦采用樹狀流程，計(jì)量間柱塞泵無法滿足洗井需要，洗井時(shí)還需要泵車及清水罐車，車組要7臺以上，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，耗資較大。寒冷季節(jié)無法采用罐車洗井，因?yàn)槲鬯械挠湍毯鬅o法排放，無法保證洗井效果。集中處理的洗井污水將給污水處理站帶來較大的影響，尤其是老化油給油系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行帶來的影響。

　　1.4 采用活動處理設(shè)備

　　近年來我廠在此方面取得了很多成果，本文主要介紹三個方面：

　　(1)A地區(qū)和B地區(qū)試驗(yàn)的DQG5200TJC型活動洗井車，一共試驗(yàn)了10口注水井，洗后效果懸浮物含量小于10mg/L，含油量在10mg/L以下的8口，高于10mg/L的2口,初步解決了洗井問題，但在實(shí)驗(yàn)過程中也存在以下問題。

　?、偈彝鉁囟鹊陀?10℃，洗井不能進(jìn)行;

　?、谲囕d離心泵額定壓力12MPa，井下壓力高于12MPa的注水井造成噴量和污水外排，試驗(yàn)10口井平均噴量24.3m3;

　　③車載核桃殼濾罐反沖洗困難，反沖洗質(zhì)量難以保證，致使洗井車不能連續(xù)洗井。

　　(2)利用洗井水回收除砂裝置開展了洗井水回收處理技術(shù)

　　現(xiàn)場試驗(yàn)，目的是滿足油田生產(chǎn)的需要，既要對注水井進(jìn)行有效清洗，又使洗井污水不外排、全部回收處理。

　　我廠應(yīng)用該裝置洗井10口，效果良好，對粒徑≥10μm明砂粒分離效果為80%，粒徑≥20μm砂粒分離效果為95%。處理后水回到集油系統(tǒng)，重新回聯(lián)合站處理，不外排

　　該移動式注水井簡易洗井裝置，不適用于外圍油田環(huán)狀流程，因?yàn)橛途h(huán)狀流程的管線管徑一般為DN50，而注水井洗井排量達(dá)到28m3/h，如果洗井水進(jìn)入油系統(tǒng)的環(huán)狀流程，會造成管線憋壓并影響環(huán)上油井正常生產(chǎn);也不適用于外圍油田采用簡易井口的油井和離油井遠(yuǎn)或處于耕地、草地的油、水井，因?yàn)楹喴紫淳嚬芫€與油井井口無法連接。

　　(3)我廠為實(shí)現(xiàn)洗井液不外排、循環(huán)洗井的目的，開展了注水井循環(huán)洗井裝置研制，利用該裝置對洗井液進(jìn)行綜合處理，達(dá)到注水井洗井標(biāo)準(zhǔn)后，循環(huán)回注井內(nèi)，實(shí)現(xiàn)洗井液不外排和清潔生產(chǎn)的目的。該裝置主要由無動力油水分離裝置、精細(xì)過濾裝置、點(diǎn)滴加藥設(shè)備和高壓循環(huán)泵等設(shè)備組成。洗井液經(jīng)過油管返排到地面進(jìn)入無動力沉降裝置，通過加藥裝置點(diǎn)滴加藥進(jìn)行殺菌和絮凝，實(shí)現(xiàn)油水分離和泥砂初步沉降;再經(jīng)過兩級沉降緩沖，實(shí)現(xiàn)殘余泥砂和微小絮凝物的沉降。處理后的洗井液，再經(jīng)過精細(xì)過濾裝置處理后重新注入井內(nèi)，實(shí)現(xiàn)注水井循環(huán)洗井目的。

蘇州焦化廠一體化廢水處理設(shè)施工程方案

　優(yōu)點(diǎn)：

　?、僮⑺煌馀叛h(huán)洗井裝置無需濾料，通過機(jī)械塔板及緩沖沉降實(shí)現(xiàn)油水及雜質(zhì)的無動力分離，對固體懸浮物的機(jī)械式精細(xì)過濾，排污及清洗容易，無需后期維護(hù)，自重輕，適應(yīng)井場范圍大。

　　②對分離出來的污油及菌類隨時(shí)排放到污油罐內(nèi)，避免在裝置內(nèi)的堆積，提高洗井效果。

　?、巯淳b置成本低、操作簡便易行，利于形成規(guī)模。

　　洗井污水經(jīng)過該洗井裝置處理后含油量和懸浮物含量均能達(dá)到注入水水質(zhì)要求，但懸浮物粒徑中值未達(dá)標(biāo)，還需改進(jìn)完善精細(xì)過濾裝置。該裝置對含油、含砂較高的洗井污水具有顯著的適應(yīng)性，凈化分離效果也很顯著，洗井污水處理后達(dá)到了注入水水質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)。

　　2、結(jié)論與認(rèn)識

　　(1)單獨(dú)建洗井回收管線的洗井污水處理方式，洗井效果雖然好，但單井洗井費(fèi)用較高，而且一次性投資大，不適應(yīng)大慶油田高含水注水開發(fā)后期的生產(chǎn)需要。

硫酸鐵、聚亞鐵、聚鐵、聚合硫酸氯化鋁鐵、聚合硫酸鋁鐵以及改性硅藻土等。這些新型除磷藥劑基本上都有良好的電荷中和與吸附架橋功能，凝聚性能良好，絮凝體生成迅速，密集度高且質(zhì)量大，沉降性能*，沉降的污泥脫水性能好，無二次污染，適用水體pH值范圍廣，具有較強(qiáng)的去除效果，而且藥劑生產(chǎn)工藝簡單，原料易得，生產(chǎn)成本低。其中PAFC在污水廠中應(yīng)用的比較多，原因在于PAFC結(jié)合了鋁鹽和鐵鹽的雙重優(yōu)點(diǎn)，化學(xué)反應(yīng)速度快、形成絮體大且重、沉降快和過濾性好等優(yōu)點(diǎn)。因此，PAFC既能克服鋁鹽絮體生成慢、絮體輕、沉降慢的不足，同時(shí)又能克服鐵鹽除磷的出水渾濁、色度高的缺點(diǎn)。

　　另外，改性硅藻土是基于現(xiàn)代污水處理經(jīng)濟(jì)性要求提供的新型除磷藥劑，其材料主要由石灰、硅藻土和聚合氯化鋁材料構(gòu)成。期間，借助聚合氯化鋁絮凝反應(yīng)特點(diǎn)，能夠結(jié)合石灰材料將PO43+反應(yīng)生成A1PO4與Ca5(PO4)3OH等無害的沉淀物，使除磷藥劑的使用質(zhì)量與潔凈程度顯著提升。與此同時(shí)，硅藻土憑借大分子特性，更具備吸附、過濾、沉淀與混凝等特點(diǎn)，能夠充分解除污水內(nèi)的含磷化合物，使除磷效果更加穩(wěn)定，其污水的酸堿度變化較小。

　　借助上文分析可知，復(fù)合除磷藥劑的適用性更廣，并且除磷效果更好，在實(shí)際使用過程中，能夠有效避免對污水內(nèi)部微生物系統(tǒng)造成影響，使水資源循環(huán)與可持續(xù)利用成為可能，由此解決了水源污染等問題對生態(tài)環(huán)境的損害。