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中化港務(廈門)石化倉儲有限公司污水處理項目

污水處理工藝的選擇應綜合考慮基建投資、運行管理費用、出水水質要求、操作管理難易、占地面積的大小等多種因素。

依據現有污水站現狀,根據以往同類污水處理的工程經驗,污水處理工藝路線如下:

①污水的油類物含量較高,危害較大,需要首先隔除,避免對后續處理工藝影響;

②污水來源包括清洗水、油罐底水,水質波動較大,并且排放具有間歇性,需設置收集池進行水質均和調蓄;

③污水中還含有乳化油,需要考慮破乳,廢水中的有機物易通過物化絮凝去除;

④通過混凝可去除絕大部分有機物,水質波動較大時,需考慮進一步去除保證措施;

根據以上含油廢水的特點,設計擬采用“預處理+破乳隔油氣浮+芬頓氧化+活性炭保證措施”工藝對該廢水進行處理,現分別就預處理、破乳隔油氣浮、芬頓氧化池、活性炭保證措施單元工藝選擇如下:

1、預處理

預處理主要是將污水的水質進行調節均和,去除污水中的懸浮物及油類,減小后續后處理負荷。根據本公司相類似的污水處理經驗, 針對該污水水質特征及中化港務(廈門)石化倉儲有限公司生產的實際,本設計污水處理區的預處理部分采用“隔油池+收集池”(現有利用),將污水中的大部分的油脂及雜物隔除,并將各股清洗水、油罐底水進行隔油后的均化調節,提高處理水質的穩定性。

2、破乳隔油氣浮

本項目廢水中的大部分油可通過隔油隔除,但乳化油無法通過靜置隔油去除,需要通過破乳才可實現油水分離。破乳即乳狀液的分散相小液珠聚集成團,形成大液滴,最終使油水兩相分層析出的過程。破乳方法可分為物理機械法和物理化學法。物理機械法有電沉降、過濾、超聲等;物理化學法主要是改變乳液的界面性質而破乳,如加入破乳劑。為了防止乳化形成,應用采取加熱或加鹽的方法破乳。通過改變KD,改變溶劑或化學平衡作用的添加劑,諸如使用緩沖劑調節pH,鹽調節離子強度等。用于破乳的常用技術如下:

加鹽;?

②使用加熱-冷卻萃取容器;?

③通過玻璃棉塞過濾乳化液樣品;?

④通過相過濾紙過濾乳化液樣品;?

⑤通過離心作用;??

⑥加進少量的不同的有機溶劑。

其中,投加無機鹽破乳是比較簡單,但是普通無機鹽破乳藥劑量使用較大,藥量成本及污泥處置費用也隨之上升。因此,本方案設計采用高效破乳劑,性價比較高。根據水樣進行多組的試驗檢測,將pH值調節至弱堿性(8-9),投加50mg/l的破乳劑,攪拌均勻后,隨后加入PAC、PAM進行絮凝沉淀后,靜置15min后泥水分離,水樣破乳效果良好。具

高效氣浮系統由氣浮池體、溶氣系統、溶氣釋放裝置、溶氣回流管路、刮渣系統及電氣控制系統組成。氣浮分離技術是指空氣與水在一定的工作壓力下,使氣體最大限度地溶入水中,力求處于飽和狀態,然后把所形成的壓力溶氣水通過減壓釋放,產生大量的微細氣泡與水中的懸浮絮體充分接觸,使廢水中的動植物油、微小懸浮顆粒等污染物質粘附在氣泡上,隨氣泡一起上浮到水面,形成泡沫一氣、水、顆粒(油)三相混合體,通過收集泡沫或浮油達到分離雜質、凈化廢水的目的。 

高效氣浮工藝有著效率高,占地面積小,自動化程度高,對一些輕質雜質(如油脂;表面活性劑等)的去除效果尤佳,混凝加藥少的優點,特別適用于本項目廢水。因此,本項目設計采用高效氣浮工藝作為破乳、去除有機物的處理設施,通過液堿調節pH值至8.5左右,通過投加破乳劑,采用PAC作為絮凝劑,并投加助凝劑(PAM-),將污水中殘余的油漬、懸浮雜質及絕大部分有機物去除。

3、芬頓氧化工藝

根據類似項目的工程經驗,石油倉儲廢水經高效氣浮后,水質的石油類、有機物大部分去除,但廢水中仍有較高的COD,廢水成分更復雜,處理難度更大,又不易于生化降解,因此最適合本項目廢水進一步降解處理工藝為芬頓氧化工藝。

工藝原理

芬頓法的實質是二價鐵離子(Fe2+)、和雙氧水之間的鏈反應催化生成羥基自由基,具有較強的氧化能力,其氧化電位僅次于氟,高達2.80V。另外, 羥基自由基具有很高的電負性或親電性,其電子親和能高達 569.3kJ 具有很強的加成反應特性,因而 Fenton試劑可無選擇氧化水中的大多數有機物,特別適用于生物難降解或一般化學氧化難以奏效的有機廢水的氧化處理,因此本方案設計采用芬頓氧化工藝。

芬頓氧化法是在酸性條件下,H2O2Fe2+存在下生成強氧化能力的羥基自由基(·OH,并引發更多的其他活性氧,以實現對有機物的降解,其氧化過程為鏈式反應。其中以·OH產生為鏈的開始,而其他活性氧和反應中間體構成了鏈的節點,各活性氧被消耗,反應鏈終止。其反應機理較為復雜,這些活性氧僅供有機分子并使其礦化為CO2H2O等無機物。從而使Fenton氧化法成為重要的高級氧化技術之一,該技術的應用和研究主要集中在環保領域中難降解有機廢物的處理與處置。

C、實驗數據分析

水質檢測

芬頓試驗

混凝沉淀試驗(活性炭)

備注

試驗前CODcr(mg/l)

1250

613

經破乳隔油后水樣

試驗后CODcr(mg/l)

613

289

 

CODcr去除率(%)

51

53

 

 

試驗數據如上表所示,芬頓氧化可以有效的分解有機物,有機物去除率達到51%,證實采用芬頓氧化工藝對于本項目廢水的可行性;芬頓氧化后廢水通過投加活性炭粉末進行混凝沉淀,通過進一步的絮凝吸附,有機物可以進一步的去除,確保了出水水質達到環保要求。

4、活性炭保證工藝

通過高效氣浮及芬頓氧化工藝后,水質基本可以達到廈門市綜合污水的三級排放標準,但根據業主反饋,水質有時波動較大,為了確保出水水質達到環保要求,后段設置活性炭粉末投加裝置作為保證措施。

活性炭粉末吸附技術在國內用于醫藥、化工和食品等工業的精制和脫色已有多年歷史。20世紀70年代開始用于工業廢水處理。生產實踐表明,活性炭對水中微量有機污染物具有卓越的吸附性,它對紡織印染、染料化工、食品加工和有機化工等工業廢水都有良好的吸附效果。一般情況下,對廢水中以BOD、COD等綜合指標表示的有機物,都有獨特的去除能力。所以,活性炭吸附法已逐步成為工業廢水二級或三級處理的主要方法之一。

活性炭作為一種環境友好型吸附劑,具有較強的吸附性和催化性能,原料充足且安全性高,耐酸堿、耐熱、不溶于水和有機溶劑、易再生等優點,對水中溶解的有機污染物如苯類化合物、酚類化合物、石油及石油產品等具有較強的吸附能力,而且對用生物法和其他化學法難以去除的有機污染物,如色度、亞甲基藍表面活性物質、除草劑、殺蟲劑、合成染料及許多人工合成的有機化合物都有較好的去除效果;對水質渾濁有明顯的澄清作用,可以除去水中的異臭、異味,對細菌也有極好的過濾作用。因此,活性炭在水處理中越來越受到重視。目前,改性活性炭材料被廣泛用于污水處理領域,在水環境污染治理方面越來越顯示出其誘人的美好前景。

由于活性炭對有機物的吸附能力大,在廢水處理中得到廣泛的應用,具有以下優點:

處理程度高,城市污水用活性炭進行深度處理后,BOD可降低99%,TOC可降到1~3mg/L。

應用范圍廣,對廢水中絕大多數有機物都有效,包括微生物難于降解的有機物。

適應性強,對水量及有機物負荷的變動有較強的適應性能,可得到穩定的處理效果。

設備緊湊、管理方便。

因此,本項目設計采用活性炭粉末投加裝置作為廢水達標的保證措施,在廢水水質濃度較高時啟用。

綜上所述,廢水處理工藝擬采用“隔油池+收集池+高效氣浮+芬頓氧化+混凝沉淀”工藝,并設置活性炭粉末投加裝置作為水質保證措施,處理后廢水的水質要求達到《廈門市水污染物排放標準》(DB35/322-2011)中表1規定的三級排放標準。


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