船舶油污水提标改造深度处理工程实例
赖力
摘 要：广东广州某油污水工程有限公司原有一套设计规模为20万m3/a的废水处理系统，现要求设计水量为30万m3/a，出水水质要求达到COD≤50 mg/L，氨氮≤8 mg/L，BOD5≤10 mg/L，其他指标执行广东省地方标准DB44/26-2001《水污染排放限值》中第二时段一级排放标准。设计采用“预处理+臭氧高级氧化+MBR生化”处理工艺对原有处理系统出水进行深度处理。实际运行结果表明，出水水质可稳定达到设计要求。本文介绍了工艺流程、主要构筑物的设计参数及运行效果。
关键词：船舶油污废水;深度处理;提标改造;臭氧;MBR
1 工程概况
广州某油污水工程有限公司主要从事收集、贮存、处理（港口、船舶）含油/液体化学品废水等业务，配套建有设计规模为20万m3/a的废水处理設施，采用物化处理生产工艺为：船舶油污水—除油装置沉淀分离池—精分离—蓄水池—排放工艺。该项目主要污水来源于油轮洗舱水、含油压舱水、机舱藏底油污水等船舶含油废水，码头和罐区地面冲洗水、初期雨水，检查时产生的储罐及管线清洗水，办公区内少量生活污水。其水质具有如下特点：（1）水质水量波动大，主要是在生产过程中压载水及洗舱水排放都是间断进行导致;（2）有机物种类多，毒性较强，较难生物降解或不可生物降解的物质占了较大的比例无法直接进行厌氧生化;（3）含油量高，船舶油污水中，油的分散状态主要为浮上油和分散油，不含表面活性剂的乳化油，粒度小于10 μm的油约占油浓度的15%左右。
为适应环保新要求，增加企业效益，提高年处理油污水量至30万m3/a，其中水处理构建筑物及设备对油污水的处理能力不低于50 m3/ h。拟对船舶油污水处理设备设施进行技术升级改造，当地环保部门要求达到COD≤50mg/L，氨氮≤8mg/L，BOD5≤10mg/L，其他指标须满足广东省地方标准DB44/26-2001《水污染排放限值》中第二时段一级排放标准。为此，该厂决定增加深度处理系统以满足排放水质要求，并组织了为期近4个月的现场中试，获得了理想的处理效果[1-2]。本工程在充分总结中试经验的基础上，结合工程实际，采用预处理+臭氧高级氧化+MBR生化工艺对船舶油污水进行深度处理。
2 设计水质及工艺流程
2.1 设计进、出水水质
深度处理设计规模为50 m3/ h，按每天24 h连续运行，深度处理对象为船舶油污水。设计进水水质根据实测资料并适当预留一定的空间，以满足将来水质恶化或生产扩大时仍能满足出水水质要求。设计出水水质要求达到COD≤50mg/L，氨氮≤8mg/L，BOD5≤10mg/L，其他指标须满足广东省地方标准DB44/26-2001《水污染排放限值》中第二时段一级排放标准执行。
主要设计进、出水水质见表1。
2.2 工艺流程及分析说明
提标改造深度处理工艺流程如图1所示。
原有废水处理系统主要采用重力分离法和粗粒化法的组合工艺，各主要单元均设有专用蒸汽管道，运用重力、油与水之间不相容及密度的差异的原理，将少量的混合油从含油污水中分离。由于水质水量波动较大，且设备老化损坏严重难以满足系统后续生化条件。因此，在预处理系统增设气浮单元，油污水首先进入油污水罐进行水质水量的调节，然后通过隔油沉淀分离池沉淀废水中悬浮物，同时去除废水中的浮油。油污水经过隔油沉淀后进入气浮单元，通过投加破乳剂及助凝剂PAM，去除废水中的乳化油和分散油等。
船舶油污水来源复杂，除含有较多的油污外，还含有较多的有毒有害物质，如笨类、酮类、醛类、脂类、醚类等，由于水质波动较大、毒性强，对后续生化系统菌类活性构成威胁，甚至会导致生化系统瘫痪。因此，本项目采用的臭氧高级氧化工艺对该难生物降解有机物进行去除。臭氧高级氧化系统包括臭氧催化氧化装置、臭氧发生器及其配套装置等。该系统通过其内部的臭氧催化剂催化臭氧分解产生具有强氧化作用的羟基自由基（·OH），可大幅度降低废水的毒性，稳定废水水质，同时可有效改善废水的可生化性，为后续的生物处理创造有利的水质条件。
在传统的废水处理工程中，普遍先进行厌氧后进行好氧。由于前述船舶油污废水中含有较多的有毒有害物质，虽然经过臭氧高级氧化处理后废水的毒性已显著降低，但仍含有毒性，而厌氧微生物对环境条件较为敏感，抗冲击能力较弱，容易受有毒有害物质的影响，好氧微生物对环境的适应性较强，因此，从水质出发考虑，将一级好氧池前置后可有效提高处理系统的稳定性[3]。此外，虽然本项目的废水中含有较多的有毒有害物质，但废水中的污染物很大一部分仍是可生物降解的，因此，先经过一级好氧可显著降低污染负荷。生化系统出水经过MBR膜系统截留废水中的活性污泥，清水则透过膜排入回用池，使出水悬浮物维持在较低浓度（一般出水SS≤5mg/L），同时确保生化池内污泥不流失，截留的活性污泥回流至生化系统前端，使得整个生化池内保持较高的污泥浓度。
3 主要构（建）筑物设计参数
3.1 预处理单元
油污水罐区共设有3个油污水罐，单罐尺寸为Φ15.0×15.6（m），总有效容积为2 500 m3。3个油污水罐共配置1套生物除臭设备，末端须配活性炭吸附装置。
隔油沉淀分离池1座分3格，钢筋混凝土水池，尺寸为30.6 m×16.2 m×2.6 m（污泥斗处4.4m），每格设有污泥斗及垂直分离单元和水平分离单元，每格并联独立运行。
一体式溶气气浮装置，成套设备，包含破乳、混凝、气浮系统，采用一体化设备，油污水处理能力不低于50 m3/ h，共1套。
3.2 臭氧高级氧化单元
臭氧催化氧化装置共2套，采用并联运行方式。主体为钢结构，尺寸为3.0×6.0（m）。表面负荷为3.57 m3/ m2h，水力停留时间1.5 h。
3.3 MBR生化单元
一级好养池2座，地上地下钢砼结构，单池尺寸为9.6×8.65×5.2（m）。总有效容积约780 m3，水力停留时间约15.6 h。
厌氧消化池池3座，地上地下钢砼结构，单池尺寸为9.6×8.65×5.2（m）。总有效容积约1 320 m3，水力停留时间约26.4 h。
二级好氧池2座，地上地下钢砼结构，单池尺寸为6.0×8.65×5.2（m），总有效容积约460 m3，水力停留时间约9.2 h。
MBR膜池2座，地上地下钢砼结构，单池尺寸为6.0×3.0×5.2（m），总有效容积约144 m3，水力停留时间约2.88 h。
回用水池2座，地上地下钢砼结构，单池尺寸为6.0×4.125×5.2（m），总有效容积约200 m3。
3.4其 他
设污泥池1座，尺寸为6.0×1.85×5.2（m），总有效容积约50 m3;设污泥处理间1座，尺寸为12×6×7（m）;设污泥处理处置间1座，尺寸为29×15×10（m）;设高级氧化设备间1座，尺寸为20×10×9.0（m）;设综合车间1座，尺寸为30×10×9.7（m）。
4 工程运行效果
工程于2020年10月开始调试，目前，各项出水水质指标均满足设计出水水质要求。近两个月的实测进、出水水质指标见表2。
表2 实际进、出水水质
5 结论与建议
（1）采用预处理+臭氧高级氧化+MBR生化工艺对船舶油污水进行深度处理，可使出水水质达到广东省地方标准DB44/26-2001《水污染排放限值》中第二时段一级排放标准，其中COD≤50 mg/L，氨氮≤8 mg/L，BOD5≤10 mg/L。
（2）对于前端经过臭氧高级氧化处理后废水的毒性已显著降低，但仍含有毒性，可优先考虑前置好氧反应。实践表明，将一级好氧池前置后可有效提高处理系统的稳定性，只要碳源足够、氨氮均已转换为硝氮或亚硝氮的情况下，采用厌氧生物滤池可使出水总氮稳定低于8 mg/L。
（3）检测到船舶油污水原水氯离子含量偏高，建议对生化系统进水氯離子浓度进行监控，预防高盐原水对系统运行的影响。
参考文献
[1] 刘剑玉，林庆坤，汪晓军.臭氧-BAF一体化装置处理含氨氮有机污染废水[J].净水技术，2015，34（6）：47-50.
[2] 王慧娟，段新耿.组合工艺提标改造炼油污水工程实例[J].水处理技术，2019，45（3）：137-139.
[3] 郭训文，李炳辉，黄永秋等.执行准Ⅳ类地表水的印染废水深度处理工程实例[J].中国给水排水，2019，35（04）：8-92.
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