山东汇丰石化有限公司始建于1997年,经过几年的跨跃式发展,目前已成为规模较大的以原油深度加工为主的炼油企业,而排放的含油废水如何处理达标已成为制约企业发展的瓶颈。炼油生产装置产生的废水有以下主要特点: ①含油量大; ②大分子有机物含量高, COD 浓度高,BOD5 浓度相对较低,可生化性差; ③氨氮浓度高;④含有一定浓度的挥发酚和硫化物; ⑤水量波动范围大,水质变化大。通常,一些简单的隔油/浮选/生化“老三套”处理工艺很难使出水水质达到排放标准。
1 废水水质
该公司炼油生产装置排放的废水水量约为300m3 /h,设计进、出水水质见表1。要求出水水质执行《污水综合排放标准》( GB8978—1996)的一级标准。
2 废水处理工艺
2.1 工艺流程
工艺流程如图1所示。
含油废水首先经过机械格栅拦截大块杂物，再经提升泵房提升至调节除油罐。除油罐对废水中的污油和固体颗粒均有一定的去除作用。除油罐的出水自流进入平流斜板隔油池。经隔油处理后的废水再自流进入气浮除油阶段，该阶段分为两级，一级采用涡凹气浮，二级采用部分回流加压溶气气浮。废水通过以上物化处理后，基本完成除油任务，同时约有20%～30%的有机污染物也得到去除，随后进入生化处理阶段。
在生化处理阶段，废水首先进入厌氧水解池，通过水解酸化作用提高可生化性后进入CASS池。一般情况下，CASS池出水COD、挥发酚等指标已基本达到排放标准，为深度去除氨氮和保证出水水质稳定达标，CASS池出水进入曝气生物滤池(BAF)进行再处理。
212 主要设备及构筑物设计
①调节除油罐
为了稳定废水水质及水量，该工程设置了调节除油罐，同时在罐内设置了旋流除油设施，可将废水中的浮油和固体颗粒初步分离出来。污油浮于液面，通过收油设施回收；悬浮杂物沉于罐底，可通过一定的措施排出罐体。调节罐共2座，钢混结构，单罐有效容积为3000m3，HRT为10h。废水通过调节除油罐后含油量降至100mg/L以下。
②平流斜板隔油池
平流斜板隔油池用于进一步去除污水中的浮油及固体颗粒。油珠上浮于水面，通过刮油刮泥机集中到集油管内，排至收油管路中；而池底沉积的油泥由刮板刮至集泥坑，通过排泥阀排至污泥回收管道。
平流斜板隔油池共4座，单池尺寸为25m×4.5m×3.0m，钢混结构，废水停留时间为2h，出水中的油降至50mg/L以下。
③一级涡凹气浮池
一级气浮池进一步去除水中微小悬浮油及悬浮物。涡凹气浮系统主要由曝气区、气浮区、回流系统、刮渣系统及排水系统等几部分组成。废水首先进入装有涡凹曝气机的曝气区，该区曝气机通过底部中空叶轮的快速旋转形成一个真空区，使水面上的空气通过中空管道抽送至水下，并在底部叶轮快速旋转产生的三股剪切力下粉碎成微气泡，微气泡在上升过程中与废水中的含油絮凝体颗粒粘附在一起，到达液面后依靠这些微气泡支撑和维持在水面上形成浮渣，通过刮渣机刮入污泥收集槽，净化出水由溢流槽排出。
一级气浮池共2座，HRT为30min，出水含油量可降至20mg/L以下。
④二级气浮池
二级气浮采用部分污水回流加压溶气气浮，即该级气浮池30%～40%的出水加压至0.4MPa后回流进入溶气罐，然后带压的废水连同带压的空气再次进入气浮分离段，通过压力释放器将压力废水转变为水和微细气泡混合物，细小而分散的气泡粘附废水中经混凝剂凝聚的分散微细油粒和悬浮物形成絮体漂浮物浮出水面，进而从污水中分离出来。
二级气浮池共3座，HRT为40min，出水含油量可降至10mg/L以下。
⑤水解酸化池
经过除油处理的废水通过水解酸化作用，废水中的高分子有机物转化为易生化降解的小分子有机物。经过水解酸化之后，废水的COD变化不大，BOD5有明显的提高，同时pH值明显降低，因此需在水解酸化池出水中投加Na2CO3溶液，调节废水的pH值到中性。
水解酸化池2座，单池尺寸为10m×13m×6.0m，钢混结构，HRT为4h。
⑥CASS池
CASS工艺不但可以有效降解废水中的有机物，还能高效地进行硝化和反硝化。共设CASS池4座，钢混结构，单池尺寸为50m×12m×6m，BOD5负荷为0.10kg/(kgMLSS•d)，COD负荷为0.20kg/(kgMLSS•d)，NH3-N负荷为0.10kg/(kgMLSS•d)。经过CASS工艺处理后，出水COD≤100mg/L，NH3-N≤50mg/L。
⑦BAF系统
BAF集曝气池、二次沉淀池和滤池的功能于一身，是一种新型高负荷淹没式三相反应器，它将生化反应与吸附过滤两种处理过程合并在同一构筑物中完成；可用于石化废水的二段生化处理，是一种运行可靠、自动化程度高、出水水质好和抗冲击能力强的好氧生物处理新工艺；它增加了废水的处理弹性，是处理出水水质全面、稳定达标的有力保障。
BAF池以去除氨氮为主要目的，共8座，分成两组，作为两级串联运行，每组4座并联运行，滤料层厚度为3.0m，单池尺寸为7m×7m×7m，钢混结构，NH3-N负荷为0.3kg/(m3滤料•d)，HRT为1.96h，水力负荷为1.53m3/(m2•h)。经过BAF系统处理后，出水水质优于《污水综合排放标准》(GB8978—1996)的一级标准，甚至达到再生水利用标准。
3 自动控制
废水处理厂设置了一套DCS系统，对工艺运行过程进行集中监控与管理。操作室布置系统操作员站2个(其中1个兼作工程师站)，机柜室布置控制柜、端子柜等。主要仪表设备见表2。
4 运行情况
该废水处理厂自2008年10月建成投产以来，经过近一年的运行，处理出水合格率达到100%，出水水质优于《污水综合排放标准》(GB8978—1996)的一级标准。各单体构筑物平均出水水质见表3。具体参见http://www.dowater.com更多相关技术文档。
运行过程中的主要物料消耗情况见表4。
①电费。用电量为1.104kW•h/m3，电价按0.7元/(kW•h)计，则电费为0.773元/m3。
②药剂费。a.PAM投加量为2.739g/m3，PAM单价按16000元/t计，则PAM投加成本为0.044元/m3；b.聚合铝投加量为109.6g/m3，PAC单价按2000元/t计，则PAC投加成本为0.219元/m3；c.Na2CO3投加量为38.05g/m3，Na2CO3单价按1300元/t计，则Na2CO3投加成本为0.049元/m3。综上，吨水直接运行成本为1.08元/m3。
5 结论
①该炼油废水处理厂在物化段采用隔油/两级气浮工艺，有效去除了油污染，保证了进入生化段的油含量<10mg/L；生化段采用水解酸化/CASS/BAF工艺，具有废水处理弹性大、运行稳定、自动化程度高、处理效果好等特点。
②自2008年10月建成投产以来，出水水质稳定达标，COD平均去除率为98.1%、NH3-N平均去除率为98.75%、石油类平均去除率为99.2%，出水平均COD<15mg/L、NH3-N为1.0mg/L左右，有时甚至达到0.5mg/L以下，远远优于《污水综合排放标准》(GB8978—1996)的一级标准，甚至优于再生水利用标准。
③该炼油废水组合处理工艺直接运行成本仅为1.08元/m3，处理费用较低，是一种高效低耗的炼油废水处理新工艺。
