CAF-BAF工艺在炼油污水处理中的应用
浮选法主要用来处理含油废水中的分散油、乳化油和细小的悬浮固体物。随着技术的进步和高效气浮技术的不断完善，2000年以后建设的炼油污水处理装置部分直接采用涡凹气浮技术［1-2］。而BAF的最大特点是集生物氧化和截留悬浮固体于一体，具有去除SS、CODCr、BOD5和氨氮等功能［3］。
陕西某炼油厂以原油深度加工为主，随着炼油厂加工量的逐步扩大和原油性质的变化，原有的污水处理场工艺，已经无法满足炼油装置产生的污水处理需求。而炼油厂污水是原油炼制及加工过程中产生的，其特点主要为:污水的pH值波动较大;污水中含油量大，乳化油成分多，且重油在油相中所占比例高;有机污染物尤其烃类及其衍生物含量高;由于该炼油厂主要以重质原油为原料，污水中高相对分子质量有机污染物较多，采用传统生物膜法处理难度大，因此急需探索炼油污水处理的新型工艺。
1废水水质
经技改处理后，该污水处理场处理能力达到200m3/h，并且污水排放水质达到污水综合排放标准(GB8978-1996)二类污染物一级标准。进水(原水)水质及排放标准见表1。
表1进水水质及排放标准.jpg) |
2污水处理工艺
2．1工艺流程
各生产装置的含油污水自流进入污水提升井，经泵提升至调节罐，再自流进入平流式隔油池处理;出水经泵提升至涡凹气浮(CAF)池加入药剂充分反应后，再进入一级气浮池、二级气浮;二级气浮池出水自流进入活性污泥A池，A池出水自流进入A池斜板沉淀池，A池出水再自流入好氧生化O池，出水自流进入O池斜板沉淀池，再自流进入中间集水池。中间集水池污水经泵提升至BAF配水池，再自流进入BAF反应池。A/O池、BAF曝气风由离心鼓风机供给。污水在BAF反应池中进一步降解有机物、氨氮等后，再自流进入监测池，检测达到国家二类污染物一级(新扩改)排放标准后排放及回用，不达标则返回提升井重新处理。工艺流程详见图1。
2．2主要构筑物规格及设计参数
①污水提升井规格为7．5m×6m×5．6m;②调节除油罐规格为1只3000m3和1只4000m3，停留时间为8～10h，出水油分降至200mg/L;③平流斜板隔油池规格为2间21m×4．5m×2．95m，停留时间为2～3h，出水油分降至60mg/L以下;④涡凹气浮池规格为2间100m3，停留时间1h左右，出水中油分约为20～30mg/L;⑤一、二级溶气气浮池规格均为2间22．7m×4．79m×3．5m，一、二级气浮回流池规格为5m×3m×4．52m，一、二级回流量30%～50%，一级出水油分降至10～20mg/L，二级出水油分降至小于10mg/L;⑥活性污泥法A池规格为2间45m×4．5m×5．1m，斜板沉淀池2间规格为4．3m×4．5m×5．6m，停留时间为15h;⑦好氧生化O池规格为4间45m×4．5m×5．1m，停留时间为21h，出水油分10mg/L以下，氨氮15mg/L以下，CODCr60mg/L;⑧曝气生物滤池(BAF)规格为6间6m×6m×7．51m，并联运行，滤料层深度3．0m，容积负荷(0．1～0．15)kgBOD/m3·d，曝气气水比(0．5～1．2)∶1，水反洗强度为8．33L/m2·s。
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图1污水处理工艺流程图
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2．3设备配置
主要设备有:污水提升泵，型号LH0100-315-6，电机功率18．5kW，流量100m3/h;内循环泵，型号CZ50-200，电机功率15kW，流量50m3/h;离心鼓风机，型号D80-1．5，流量4800Nm3·h-1，电机功率110kW;链条式刮渣机，型号WL-LT-GZ，功率1．1kW;BAF反洗废水泵，型号IH80-65-160，流量50m3/h，电机功率11kW;BAF反洗泵，型号250S-39，流量500m3/h，电机功率75kW;反洗罗茨风机，型号BK8016，流量35Nm3/h，电机功率75kW;加药计量泵，型号DPmZSB330/1．0，流量330L/h，压力10mPa，电机功率0．75kW。
3工艺特点
结合该炼油厂含油污水的含油量大、乳化油分多和COD高的特点，该污水处理场的设计具有以下特点:
①采用了“调节除油罐—平流式斜板隔油—涡凹气浮—1级溶气气浮—2级溶气气浮”多种手段去除水中浮油、分散油、乳化油及非溶解性有机颗粒，将物化段出水中油分控制在10mg/L以下，减轻生化段去除有机物的负荷。
②生化处理采用活性污泥法—生物膜法处理，是污水的各项指标大大降低，有利于后面的曝气生物滤池法进一步处理。
③BAF作为该污水处理核心构筑物，对处理后水水质达标起到了把关作用。生化池的出水在BAF池进行接触氧化和过滤后，水中悬浮颗粒和难降解有机物得到进一步去除，确保水质达标。
4系统运行及结果
4．1系统的运行
该污水处理场2007年9月开始对装置进行技术改造，于2009年5月份进水调试，现已合格运行，系统运行良好，自动化程度较高，操作简便。监测池水质采用在线与人工检测相结合的方式。
在该污水处理场调试运行前，技术人员提前进行了烧杯实验，确定了浮选系统的投药范围为80～150mg/L。涡凹气浮经调试设备和培训操作人员后立即进入投入运行。BAF系统采用了分步挂膜法进行挂膜培菌［4］，接种了该厂污水处理一场活性污泥，接种后20d，系统挂膜成功。
4．2污水处理效果
工业运行中主要考察含油污水中石油类、CODCr、氨氮的处理效果。
4．2．1石油类的去除效果
由图2可以看出，系统在6月1日至12日期间，进水的石油类平均浓度为73．50mg/L，出水平均浓度可降至3．72mg/L，平均去除率94．94%。
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图2石油类去除效果
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4．2．2CODCr的去除效果
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图3CODCr的去除效果
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由图3可以看出，系统在6月1～12日期间，进水CODCr平均浓度为643．75mg/L，出水平均浓度可降至46．50mg/L，平均去除率92．78%。
4．2．3NH3—N的去除效果
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图4 NH3—N的去除效果
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由图4可看出，系统在12月5～13日，进水NH3—N平均浓度为14．98mg/L，出水NH3—N平均浓度可降至7．16mg/L，平均去除率52．20%。影响NH3—N去除效果的因素有溶解氧［5］和硝化菌的量，系统去除率不高有可能是该场硝化液回流量较少，提供的硝化菌量少而引起的。
4．3运行中的问题及解决办法
炼油厂平时可能因事故状态下，短时间大量排放高浓度含油污水，对各处理单元造成冲击致使其去除效果大幅下降。炼油厂针对这一情况建立了事故池，在来水含油浓度高时，隔油池出水需要部分或全部改进事故池，待水质稳定后，再排至调节罐，走完全流程处理，并且适时根据来水水质，适当调配各种药剂的投放量，使污水达标排放。
5技术经济分析
该污水处理场废水处理运行电费为0．81元/m3废水;药剂费为0．29元/m3废水，如果处理后的中水全部回用，每年可节约费用192．7万元。
6结论
对于陕西某炼油厂的污水，在物化段进行了涡凹气浮等高效除油，其生化段采用活性污泥法、生物膜法和BAF为核心的处理工艺，污水处理技术合理、可靠。自2009年5月份进水投运以来，运行平稳，出水水质能够达标排放，产生了良好的经济效益和环境效益。
参考文献:
［1］祁鲁梁，李永存，李本高．水处理工艺与运行管理实用手册［M］．北京:中国石化出社，2002．
［2］陈长顺．叶轮气浮机在炼油废水处理中的应用［J］．石油化工环境护，2004(4):20-24．
［3］郑俊，吴浩汀，程寒飞．曝气生物滤池污水处理新技及工程实例［M］．北京:化学工业出版社，2002．
［4］李军，杨秀山，彭水臻．微生物与水处理工程［M］．北京:化学工业出版社，2002．
［5］左艳兵，杨春平，曾光明，等．曝气生物滤池效能关键影响因素研究进展［J］．化工环保，2008，28(1):37-41．
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