_石化废水采用活性砂滤技术脱氮除磷应用研究

-38-减排技术石油石化节能与减排2015年第5卷第4期石化废水采用活性砂滤技术脱氮除磷应用研究史丹妮，梁坡，吴敏，童海定，卢保中，祝娟芝，杨玉梅（中国石化上海石化有限公司环保水务部，上海金山200540）摘要：介绍了石化废水采用活性砂滤技术脱氮除磷应用研究试验情况。结果表明，在处理水量4～6m3/h、pH6.22～7.97、温度15～37℃、硝化砂滤容积负荷0.15kgNH3-N/（m3/d）、反硝化砂滤容积负荷2.37kgNO-3-N/（m3/d）等工艺条件下，出水总氮≤15mg/L、总磷≤0.5mg/L、氨氮≤5mg/L、TSS≤20mg/L，达到上海市《污水综合排放标准》中一级指标总氮≤25mg/L、总磷≤0.5mg/L排放标准。关键词：石化废水活性砂滤脱氮除磷应用研究收稿日期：2015-04-17（修改稿）作者简介：史丹妮，硕士，工程师，2006年毕业于中国石油大学（北京）机械电子专业，现主要从事环保科研工作。近年来，随着工业化进程的加快和城市化程度的提高，城市污水和工业污水中氮磷的大量排入，促使我国的水体污染中氮、磷已经逐渐上升为主要污染物。然而长期以来，污水处理以去除有机物BOD（生化需氧量）、COD（化学需氧量）和SS（悬浮物）为主要目的，仅有10%～20%氮、磷被去除，大部分氮、磷仍存在处理水中，排入水体造成污染，所以污水处理不仅应该去除BOD和SS，而且还应进行脱氮除磷处理[1-3]。越来越多的国家和地区制定日趋严格的污水氮磷排放标准。我国于1996年颁发了国家《污水综合排放标准》（GB8978—1996）[4]，2002年颁发了《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GBl8918—2002）[5]，均明确规定了较为严格的磷酸盐和氨氮排放标准，上海市污水综合排放标准（DB31/199—2009）[6]中对氨氮、总氮、总磷都提出明确的排放标准限值，这便意味着绝大多数城市污水和工业废水处理设施都要考虑对氮和磷的脱除。随着某石化企业新一轮炼油改造项目投入生产，高硫含酸原油炼制比例逐渐增加，污水水质逐渐变差，废水脱氮除磷处理难度增加。由于上海市污水综合排放标准（DB31/199—2009）加入了总氮控制指标，原有1#污水处理装置对氨氮的处理工艺只考虑了硝化而未考虑反硝化，对总氮的去除不明显，目前总氮指标约有1/3比例超标。2012年国家和上海市均对其下达了到2015年底实现氨氮总量削减10%的责任状，上海市还提出了将总磷作为总量控制指标的设想，因此企业面临着很大的脱氮除磷压力，急需研究新的技术解决方案，确保完成总量控制目标，提升污水处理水平。活性砂滤技术采用生物脱氮与化学除磷相结合的方法，不仅可以实现废水脱氮除磷，而且在整个脱氮除磷的过程中，活性滤砂的连续自清洗作用还可以将砂滤出水悬浮物和浊度控制在很低的水平，已成功应用于工业、市政等行业多个废水处理项目的深度处理中。为了满足越来越高的氨氮和总磷污水排放标准，本次试验采用了活性砂滤技术对生化污水进行应用研究。1废水来源与水质生化处理装置出水包括1#生化装置出水和2#生化装置出水。1#生化装置设计污水处理能力约为11.2万t/d。2#生化装置设计污水处理能力为5万t/d。-39-石油石化节能与减排进水指标参照生化装置近年来的出水数据，具体见表1。表1试验进水指标项目进水指标总氮/（mg·L-1）20～35总磷/（mg·L-1）1～3氨氮/（mg·L-1）10～20pH6～9TSS/（mg·L-1）30出水指标以上海市DB31/199—2009《污水综合排放标准》中的一级排放标准为基础提出，具体见表2。表2试验出水指标项目出水指标总氮/（mg·L-1）≤15总磷/（mg·L-1）≤0.5氨氮/（mg·L-1）≤5pH6～9TSS/（mg·L-1）≤202试验工艺流程试验工艺流程见图1。图1试验工艺流程图1#、2#生化装置出水通过进水泵送至进水池，通过进水池内潜水泵打入集装箱内进水罐，通过进水池和进水罐的调节作用，通过砂滤供料泵将进水较为连续、均匀地送至硝化罐和反硝化罐内进行脱氮除磷深度处理，砂滤出水通过重力自流至出水池。同时，根据试验装置特点，在反硝化脱氮工艺前端投加一定量的碳源（甲醇）和混凝剂（聚合氯化铝铁）对氮、磷进行去除。3试验过程包括1#、2#生化处理装置出水脱氮、除磷深度处理试验，同时去除SS。3.1驯化调试脱氮除磷中试装置于2013年5月完成中试设备的安装与单机调试，开始进水运行，由于初始调试期间装置进水氨氮浓度持续较低，不适宜硝化罐挂膜启动，因此先进行了反硝化罐的滤砂挂膜驯化，即装置进水经砂滤供料泵后不经硝化罐过水，通过超越管直接进入反硝化罐。反硝化挂膜试验完成后，6月18日中试装置硝化罐开始投入运行，砂滤进料泵进水取消超越，进水首先进入硝化罐而后自流入反硝化