蘇州焦化廠一體化廢水處理設施工程方案

　伴隨我國經濟與工業生產效率的大幅度提升，生活與工業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境造成了極大傷害，同時富營養化水體更極易影響現代城市用水安全，使水資源管理質量難以得到有效落實。因此，化學除磷藥劑的應用更具有深入研究的意義。

　　1、污水除磷工藝分類及特點概述

　　污水除磷工藝主要可分為生物除磷與化學除磷兩種形式，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量有效縮減，而且化學污染概率得以降低，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準。而化學除磷工藝則實用性較廣泛，且效果極為明顯，因此此類工藝是我國當前污水處理主要采用的方法。

　　2、化學除磷藥劑的反應特性分析

　　根據以往化學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，多數選擇金屬鹽類藥劑進行反應，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，同時更能夠適當調節水體pH值，使水資源質量得以保障。而絮凝體則能夠將沉淀與水體分離開，降低沉淀的含磷化合物與置換金屬隨水流進入外界環境的概率，以此達到化學除磷的基本目的。并且在分析化學除磷藥劑反應特性過程中，可分為以下以下幾個步驟：

　　首先，化學藥劑投入污水資源內的過程中，會同時發生沉析與凝聚反應，使化學藥劑粒子在短時間內進行反應，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，能夠結合水質環境化為絮體結構，對大粒子進行阻攔，以避免摻雜在污水中被排放至外界生態環境。最后，在借由含磷化合物與金屬元素質量性特點，能夠實現固液分離的要求，使污染物堆積在坑槽內，以便污水排放后，污染物能夠被更有效的單獨清理。

　　3、化學除磷藥劑在污水處理中的應用

　　3.1 鋁鹽化學除磷藥劑

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

　　(2)三價鋁離子發生水解反應，生成具有較高的正電荷和較大的比表面積的單核羥基絡合物A1(OH)2+，A1(OH)21+和多核羥基絡合物AI(OH)m(3n-m)+(n>1，m≤3n)，然后，多核羥基絡合物之間發生范德華力、吸附架橋和網捕等作用獲得較好的沉淀效果，從而實現化學除磷。Al3+水解反應和金屬磷酸鹽的溶解性均受到pH的影響，同時金屬離子也會與OH-發生反應，從而與PO43+形成競爭反應不利于除磷，由此可見，鋁鹽化學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，在鋁鹽化學除磷藥劑使用過程中，污水極易對化學藥劑進行分解，使得排放水體內鋁鹽含量嚴重超標，不但無法解決污染性問題，同時極易導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，需要根據污水狀況控制適當的投入量，才能降低對水質的影響。

　　3.2 鐵鹽化學除磷藥劑

　　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機理類似，之外還會發生強烈水解并同時發生各種聚合反應吸附水中的磷。Fe2+除磷效率與pH相關，但有關Fe2+除磷pH存在爭議：有人認為pH=8時，Fe2+除磷，但王文超等認為pH=7.5～8.5時不易生成沉淀，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穩定，這些都限制了二價鐵鹽在廢水除磷中的應用，實際過程中可利用好氧池曝氣的特點將Fe2+氧化成Fe3+來提高化學除磷效率。鐵鹽與磷酸鹽反應形成沉淀物相對于鋁鹽更加穩定，而具有沉降速度快的優點，因此實際應用比較多，但是具有出水濁度與色度高、對出水pH影響大、運輸和貯存麻煩、對設備腐蝕大等缺點，同時鐵也是刺激藻類生長和引發湖泊水華的一個重要因素，這些缺點限制其使用范圍。

　　另外，因為鐵鹽除磷藥劑需要較高的pH反應環境，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，產生鐵銹等反應物，不但對污水管理系統造成的損傷，同時結垢狀況可能造成曝氣管堵塞，使污水處理系統無法正常運行。所以，近些年鐵鹽處理藥劑在城市污水處理系統中應用較少。

　　3.3 復合新型除磷藥劑

　　復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備投資少，適用范圍廣泛。由于單井洗井污水量遠大于罐車容量，受設備數量限制，按標準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，計量間柱塞泵無法滿足洗井需要，洗井時還需要泵車及清水罐車，車組要7臺以上，費時費力，耗資較大。寒冷季節無法采用罐車洗井，因為污水中的油凝固后無法排放，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的平穩運行帶來的影響。

　　1.4 采用活動處理設備

　　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地區和B地區試驗的DQG5200TJC型活動洗井車，一共試驗了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，但在實驗過程中也存在以下問題。

　　①室外溫度低于-10℃，洗井不能進行;

　　②車載離心泵額定壓力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，反沖洗質量難以保證，致使洗井車不能連續洗井。

　　(2)利用洗井水回收除砂裝置開展了洗井水回收處理技術

　　現場試驗，目的是滿足油田生產的需要，既要對注水井進行有效清洗，又使洗井污水不外排、全部回收處理。

　　我廠應用該裝置洗井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，重新回聯合站處理，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狀流程，因為油井環狀流程的管線管徑一般為DN50，而注水井洗井排量達到28m3/h，如果洗井水進入油系統的環狀流程，會造成管線憋壓并影響環上油井正常生產;也不適用于外圍油田采用簡易井口的油井和離油井遠或處于耕地、草地的油、水井，因為簡易洗井車管線與油井井口無法連接。

　　(3)我廠為實現洗井液不外排、循環洗井的目的，開展了注水井循環洗井裝置研制，利用該裝置對洗井液進行綜合處理，達到注水井洗井標準后，循環回注井內，實現洗井液不外排和清潔生產的目的。該裝置主要由無動力油水分離裝置、精細過濾裝置、點滴加藥設備和高壓循環泵等設備組成。洗井液經過油管返排到地面進入無動力沉降裝置，通過加藥裝置點滴加藥進行殺菌和絮凝，實現油水分離和泥砂初步沉降;再經過兩級沉降緩沖，實現殘余泥砂和微小絮凝物的沉降。處理后的洗井液，再經過精細過濾裝置處理后重新注入井內，實現注水井循環洗井目的。

蘇州焦化廠一體化廢水處理設施工程方案

　優點：

　　①注水井不外排循環洗井裝置無需濾料，通過機械塔板及緩沖沉降實現油水及雜質的無動力分離，對固體懸浮物的機械式精細過濾，排污及清洗容易，無需后期維護，自重輕，適應井場范圍大。

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

　　③洗井裝置成本低、操作簡便易行，利于形成規模。

　　洗井污水經過該洗井裝置處理后含油量和懸浮物含量均能達到注入水水質要求，但懸浮物粒徑中值未達標，還需改進完善精細過濾裝置。該裝置對含油、含砂較高的洗井污水具有顯著的適應性，凈化分離效果也很顯著，洗井污水處理后達到了注入水水質的標準。

　　2、結論與認識

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

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，具有較強的去除效果，而且藥劑生產工藝簡單，原料易得，生產成本低。其中PAFC在污水廠中應用的比較多，原因在于PAFC結合了鋁鹽和鐵鹽的雙重優點，化學反應速度快、形成絮體大且重、沉降快和過濾性好等優點。因此，PAFC既能克服鋁鹽絮體生成慢、絮體輕、沉降慢的不足，同時又能克服鐵鹽除磷的出水渾濁、色度高的缺點。

　　另外，改性硅藻土是基于現代污水處理經濟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成。期間，借助聚合氯化鋁絮凝反應特點，能夠結合石灰材料將PO43+反應生成A1PO4與Ca5(PO4)3OH等無害的沉淀物，使除磷藥劑的使用質量與潔凈程度顯著提升。與此同時，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，能夠充分解除污水內的含磷化合物，使除磷效果更加穩定，其污水的酸堿度變化較小。

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