隨著國家環(huán)保法律制度的不斷完善，污染物排放標(biāo)準(zhǔn)也不斷提高，石油煉化企業(yè)污水處理場為滿足法律法規(guī)的排放要求，需對污水處理設(shè)施進(jìn)行必要的提標(biāo)改造。對污水場提標(biāo)改造的必要性，改造前期工藝的選擇，施工過程中面臨的困難、注意事項(xiàng)，以及污水場提標(biāo)改造后正常生產(chǎn)運(yùn)行等方面進(jìn)行了闡述，可為今后石油化工行業(yè)企業(yè)污水處理場提標(biāo)改造工作提供借鑒。

石油化工行業(yè)是我國國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)和支柱產(chǎn)業(yè)，經(jīng)過幾十年的發(fā)展，我國石油化工行業(yè)已經(jīng)形成了包括石油煉制和石油化工在內(nèi)的20多個(gè)子行業(yè)，生產(chǎn)6萬多個(gè)（種）產(chǎn)品。我國化工總產(chǎn)能在2010年超過美國，躍居世界第一位。然而石油化工企業(yè)也是資源消耗型企業(yè)，在其生產(chǎn)過程中消耗大量的自然資源，同時(shí)也產(chǎn)生大量污染物。這些污染物排放到環(huán)境中，給環(huán)境帶來沉重的負(fù)擔(dān)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2015年化工行業(yè)污水排放量25.6億t，行業(yè)占比14.1%，居第一位。

1 石油煉化企業(yè)污水處理場提標(biāo)改造的必要性

隨著收入水平提升與中等收入人群數(shù)量擴(kuò)張，人民群眾對環(huán)境質(zhì)量與環(huán)境健康安全的要求越來越高。同時(shí)自2015年1月1日起實(shí)施《中華人民共和國環(huán)境保護(hù)法》，從國家層面進(jìn)一步加強(qiáng)了污染治理及排放管控。根據(jù)環(huán)境學(xué)習(xí)曲線模型計(jì)算，2020年對行業(yè)萬元產(chǎn)值廢水排放強(qiáng)度預(yù)期要求是1.8 t/萬元左右，較2014年降低38%。

原環(huán)保部相繼出臺《石油煉制工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 31570—2015）、《石油化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 31571—2015）等多項(xiàng)行業(yè)廢水排放標(biāo)準(zhǔn)，主要污染物COD、氨氮的排放標(biāo)準(zhǔn)分別提高至60、8 mg/L左右，期望通過排放標(biāo)準(zhǔn)提升來降低污染物排放。部分重點(diǎn)地區(qū)更是提出排污標(biāo)準(zhǔn)更加嚴(yán)格的地方標(biāo)準(zhǔn)，如《遼寧省污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB 21/1627—2008），主要污染物COD的排放標(biāo)準(zhǔn)提高到50 mg/L，《北京市城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB 11/890—2012）對主要污染物COD、氨氮的排放標(biāo)準(zhǔn)分別提高至30、1.5 mg/L等。隨著時(shí)間的推移發(fā)布的各類排放標(biāo)準(zhǔn)污染物排放限值逐年降低，見表1。

表1   排污標(biāo)準(zhǔn)對比

在法律制度的嚴(yán)格管控下，在人民群眾對高質(zhì)量生活環(huán)境的熱切期盼下，石油煉化企業(yè)污水處理達(dá)標(biāo)排放勢在必行。而多數(shù)石油化工企業(yè)污水處理場均存在工藝落后，設(shè)備老化等問題，很難滿足目前國家及部分地區(qū)提出的排放要求。因此，對石油煉化企業(yè)污水處理提標(biāo)改造迫在眉睫。

2 石油煉化企業(yè)污水處理場提標(biāo)改造工藝選擇

石油煉化企業(yè)廢水組成復(fù)雜，污染物種類繁多，主要污染物包括COD、氨氮、石油類、總氮、磷酸鹽、總磷、揮發(fā)酚、氰化物、汞、鎘、砷等。而不同煉化企業(yè)由于原料性質(zhì)不同、生產(chǎn)工藝不同等因素，導(dǎo)致企業(yè)廢水各項(xiàng)污染指標(biāo)不盡相同。因此，污水處理工藝選擇也存在各自的特點(diǎn)。另外，根據(jù)各地區(qū)執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)不同，對于更嚴(yán)格的排污標(biāo)準(zhǔn)而言，廢水處理單元的設(shè)定也隨之復(fù)雜化。

對于目前石油煉化企業(yè)污水提標(biāo)改造總體方針應(yīng)為“以法律標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)繩，以經(jīng)濟(jì)可行性為前提，技術(shù)科學(xué)合理為基礎(chǔ)，有一定的前瞻性?！绷硗馕鬯幚韴鎏針?biāo)改造，還要從水質(zhì)要求、執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)、運(yùn)行工藝、運(yùn)行成本、投資回報(bào)率方面進(jìn)行綜合考慮。

基于行業(yè)廢水的特點(diǎn)，“適度分質(zhì)破壞-強(qiáng)化生化降解-高效分離凈化”的梯級削減集成技術(shù)是石油化工行業(yè)廢水處理的發(fā)展方向。

（1）適度分質(zhì)破壞的目的是通過強(qiáng)化預(yù)處理的方式，降低廢水生物毒性，避免廢水水質(zhì)的波動對后續(xù)工藝的影響，提高整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性，可重點(diǎn)關(guān)注低成本的臭氧氧化技術(shù)。

（2）強(qiáng)化生化降解?，F(xiàn)階段國內(nèi)對于石油煉化廢水的處理工藝，生化部分主要集中在A/O生物法、曝氣生物濾池（BAF）、臭氧—曝氣生物濾池、三元微電解-Fenton試劑氧化法、臭氧—固定化生物活性炭濾池和懸浮填料移動床生物膜法（MBBR）等技術(shù)。根據(jù)提標(biāo)改造要求，進(jìn)行有效的工藝結(jié)合，增加處理單元數(shù)量及延長工藝鏈條。

（3）高效分離凈化。對于生化處理后的污水，部分進(jìn)行直接排放，而大部分再進(jìn)一步進(jìn)行脫鹽處理從而實(shí)現(xiàn)污水回用。目前我國面臨水污染及水資源緊缺的雙重壓力，中水回用成為企業(yè)的首選。根據(jù)中國石油天然氣股份有限公司的要求，目前煉油企業(yè)的污水回用率一般在50%以上，而新建煉化項(xiàng)目環(huán)境影響評價(jià)對于污水回用率的指標(biāo)更是定在60%以上。此外根據(jù)石油化工行業(yè)《循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)略及近期行動計(jì)劃》國發(fā)[2013]5號文件，合成氨行業(yè)中水回用率到2015年達(dá)到90%。

（1）上海石化項(xiàng)目

上海石化污水處理場提標(biāo)改造項(xiàng)目主要是根據(jù)上海市“十二五”主要污染物減排規(guī)劃確定的。提標(biāo)前上海石化外排污水執(zhí)行《上海市污水排放綜合標(biāo)準(zhǔn)》（DB 31/199—2009）規(guī)定的二級標(biāo)準(zhǔn)，提標(biāo)后外排污水執(zhí)行《上海市污水排放綜合標(biāo)準(zhǔn)》（DB 31/ 199—2009）規(guī)定的一級標(biāo)準(zhǔn)。《上海市污水排放綜合標(biāo)準(zhǔn)》（DB31/199—2009）主要污染物排放要求見表2。

表2   《上海市污水排放綜合標(biāo)準(zhǔn)》主要污染物排放要求

上海石化外排污水提標(biāo)升級改造項(xiàng)目投資1.2億元，年處理規(guī)模逾2 000萬m3，是上海石化2015年為實(shí)現(xiàn)總量減排制定的“碧水藍(lán)天”計(jì)劃中的重要組成部分。該項(xiàng)目分老裝置改造和新增提標(biāo)段兩部分：老裝置的改造中采用了高效低氧生物處理（EBIS）工藝，新建的提標(biāo)段中則采用了中石化示范工藝“高效氣浮+臭氧催化+曝氣生物濾池”組合工藝，以確保各類污染物穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，其設(shè)計(jì)進(jìn)出水情況見表3。

表3   上海石化污水處理場設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)

項(xiàng)目建成投用后，上海石化COD、總氮、總磷的排放總量每年可減少357、44.1、14 t，年減排量在20%以上，其改造工藝路線見圖1。

圖1   上海石化污水處理場改造項(xiàng)目工藝路線

提標(biāo)改造后外排污水主要指標(biāo)可控制在：油≤ 3 mg/L、COD≤40 mg/L、氨氮≤5 mg/L、硫化物≤1 mg/L、SS≤10 mg/L、pH 6.0~9.0，可達(dá)標(biāo)排放。

（2）武漢石化項(xiàng)目

為滿足《石油煉制工業(yè)污水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 31570—2015）要求，實(shí)現(xiàn)污水達(dá)標(biāo)外排，武漢石化在現(xiàn)有外排污水總氮超標(biāo)的狀態(tài)下，對污水處理場進(jìn)行提標(biāo)改造工程。主要工程內(nèi)容包括：改造已有400 m³/h含油污水系統(tǒng)，新建400 m³/h二級浮選裝置1套，新建200 m³/h輻流式二沉池1座；改造已有200 m³/h含鹽污水處理系統(tǒng)，新建200 m³/h后置反硝化濾池1座，新建400 m³/h曝氣生物濾池（BAF）及臭氧接觸氧化池。

含鹽污水處理系統(tǒng)采用西門子粉末活性炭/濕式氧化再生（PACT/WAR）處理工藝，運(yùn)行狀態(tài)良好，外排水質(zhì)滿足現(xiàn)有排放標(biāo)準(zhǔn)，但是隨著WAR系統(tǒng)、硝酸清洗等裝置開工，污水中硝態(tài)氮大幅度增加，由于原設(shè)計(jì)未考慮總氮排放限值，工藝流程無脫總氮的功能，因此導(dǎo)致外排水總氮超標(biāo)。為此，改造項(xiàng)目中新增后置反硝化濾池，采用高效生物膜脫氮、臭氧催化氧化組合工藝針對總氮進(jìn)行達(dá)標(biāo)處理。

項(xiàng)目實(shí)施后，外排水總氮從60~100 mg/L降低至20 mg/L，COD從50~80 mg/L降低至40 mg/L，其改造后工藝路線見圖2。提標(biāo)改造部分在圖中加粗體現(xiàn)。

圖2   武漢石化污水處理場改造項(xiàng)目工藝路線

（3）撫順石化石油二廠項(xiàng)目

撫順石化石油二廠項(xiàng)目改造主要是因?yàn)槲鬯欧艠?biāo)準(zhǔn)變嚴(yán)格，提標(biāo)前執(zhí)行《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 8978—1996）中的一級標(biāo)準(zhǔn)，提標(biāo)后執(zhí)行《遼寧省污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB 21/1627—2008），其設(shè)計(jì)進(jìn)出水情況見表4。

表4   撫順石化石油二廠污水處理場設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)

撫順石化石油二廠污水B/C＜0.3，污水可生化性能較差。因此為提高污水的可生化性，增加了水解酸化單元，同時(shí)為滿足出水COD去除標(biāo)準(zhǔn)，增加了三級生化處理單元BAF池。根據(jù)來水水質(zhì)及出水標(biāo)準(zhǔn)，制定了合理的工藝路線。同時(shí)根據(jù)原污水處理場構(gòu)筑物現(xiàn)狀及平面條件，制定了改造及新建的各工藝構(gòu)筑物，對預(yù)處理單元進(jìn)行利舊，原氧化溝改為調(diào)節(jié)池，對原有均質(zhì)罐進(jìn)行簡單改造，新建水解酸化池、新建A/O反應(yīng)池、新建BAF池、新建V型濾池。

改造后的工藝流程見圖3。提標(biāo)改造部分在圖中加粗體現(xiàn)。

圖3   撫順石化石油二廠污水處理場改造項(xiàng)目工藝路線

提標(biāo)改造后外排污水主要指標(biāo)可控制在：油≤ 2 mg/L、COD≤30 mg/L、酚≤0.5 mg/L、氨氮≤2 mg/L、SS≤5 mg/L、pH 6.0~9.0，滿足《遼寧省污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB 21/1627—2008）排放標(biāo)準(zhǔn)。

3 石油煉化企業(yè)污水提標(biāo)改造過程存在的困難

（1）在原有裝置區(qū)域改造存在的困難

由于提標(biāo)改造主要根據(jù)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)，需結(jié)合原有工藝路線，在原有處理工藝的基礎(chǔ)上新增裝置構(gòu)筑物。而大部分煉化企業(yè)，由于原有污水處理場區(qū)域構(gòu)筑物較多，可用預(yù)留地較少，因此對于新增的構(gòu)筑物平面布置，存在一定的困難，不便于今后的生產(chǎn)操作。

因此，前期可研階段要充分考慮在有限的施工場地內(nèi)選擇最佳的工藝技術(shù)，在確保處理達(dá)標(biāo)的同時(shí)，使得后期建成后運(yùn)行方面更加科學(xué)、合理、方便。

（2）在施工改造過程中確保污水達(dá)標(biāo)排放的困難

由于有的地方煉化企業(yè)存在對污水處理場投資落后，設(shè)備更新緩慢，技術(shù)支持不足等歷史遺留問題，原有設(shè)備設(shè)施不能滿足新標(biāo)要求，因此改造過程中存在污水超標(biāo)排放問題。為此，各地方煉化企業(yè)要緊隨國家、地方各項(xiàng)法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)要求，提前做好提標(biāo)改造工作準(zhǔn)備，做好應(yīng)有的技術(shù)儲備。同時(shí)，對于立項(xiàng)、審批、投資建設(shè)等各個(gè)環(huán)節(jié)，要把好時(shí)間關(guān)。一定要在新標(biāo)實(shí)施前完成提標(biāo)改造建設(shè)，并調(diào)試投產(chǎn)成功。

（3）施工過程確保人員安全問題存在的困難

4 石油煉化企業(yè)污水場提標(biāo)改造深層次建議

（1）注意膜技術(shù)應(yīng)用污水處理中含鹽污水排放問題。目前企業(yè)污水提標(biāo)改造后續(xù)工程一般都會銜接污水深度處理，對于除鹽深度處理一般都會采用雙膜進(jìn)行除鹽。而由于水中的TDS對水生態(tài)環(huán)境有較大影響，大多數(shù)國家對廢水TDS排放標(biāo)準(zhǔn)都有嚴(yán)格要求，如孟加拉規(guī)定廢水排放標(biāo)準(zhǔn)TDS限值為2 100 mg/L，烏干達(dá)國家標(biāo)準(zhǔn)為500 mg/L。雖然目前我國還沒有相關(guān)要求。僅山東省出臺了地方標(biāo)準(zhǔn)《山東省南水北調(diào)沿線水污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB 37/599—2006）及修改單，要求重點(diǎn)保護(hù)區(qū)TDS排放標(biāo)準(zhǔn)為1 600 mg/L?！哆|寧省污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB 21/1627—2008）對外排污水中要求氯化物（以氯離子計(jì)）≤400 mg/L。

（2）加快煉化企業(yè)污水處理場人員培養(yǎng)問題。隨著污水處理標(biāo)準(zhǔn)的拔高，污水處理流程不斷增加，對技術(shù)人員的要求也在不斷提高。而污水處理場作為煉化企業(yè)輔助單位，各項(xiàng)待遇很難與生產(chǎn)單位相比。但隨著國家對環(huán)保工作的重視，此方面的人才更是急需。對此各地方企業(yè)只有提高廢水處理人才的待遇，增加崗位的吸引力，優(yōu)化人才力量才能更好地運(yùn)轉(zhuǎn)提標(biāo)改造后的水場，確保環(huán)保達(dá)標(biāo)。

（3）優(yōu)化企業(yè)環(huán)保管理層級，實(shí)現(xiàn)源頭管控，全過程控制。污水處理是一個(gè)全過程管控，只有控制好上游污染排放，才能確保穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放，盡最大努力避免水質(zhì)水量對水場的沖擊。而行業(yè)目前水系統(tǒng)是按照工藝單元?jiǎng)澐郑刹煌瑢I(yè)人員管理，信息的共享與傳導(dǎo)不夠及時(shí)，不利于實(shí)現(xiàn)預(yù)期的處理目標(biāo)。因此建議企業(yè)建立自己的過程管控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)多部門協(xié)調(diào)配合，從源頭、過程、排放，多層次抓好污水處理場運(yùn)行管理，實(shí)現(xiàn)環(huán)保達(dá)標(biāo)排放。