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三苯联合装置生产污水预处理设计
某石油化工公司新建一套100 kt/a乙苯／苯乙烯和年产40kt/a可发性聚苯乙烯联合装置(简称EB/SM-EPS联合装置)。该装置以炼油厂的催化干气和石油苯为原料，采用国内开发的乙烯制乙苯、乙苯负压脱氢制苯乙烯技术，引进国外的可发性聚苯乙烯生产技术，生产苯乙烯单体和可发性聚苯乙烯。
该联合装置排放的污水中含有大量的苯、甲苯、乙苯、苯乙烯及聚苯乙烯等污染物，虽然该公司原有一座污水处理场，但由于该联合装置排放的污水CODCr、BOD5及SS浓度过高，不能直接排入污水处理场。因此，需建设一套污水预处理设施。
1 污水来源及水质水量
1.1 生产污水水质水量，详见表1。
表1 生产污水水质水量
| 污水来源 |
排放形式 |
水量/(m3.L-1) |
水质 |
| CODcr/(mg.L-1) |
BOD5/(mg.L-1) |
SS/(mg.L-1) |
油类/(mg.L-1) |
pH |
| EB/SM |
连续 |
3.5 |
1500 |
|
150 |
150 |
5-9 |
| |
间断 |
34.3 |
1500 |
|
150 |
150 |
5-9 |
| EPS |
连续 |
16 |
5000 |
1400 |
4200 |
|
6-8.4 |
| PSA |
间断 |
5 |
2000 |
1000 |
150 |
150 |
5-9 |
1.2 设计水量Q＝50m3/h
1.3 设计进水水质
根据计算得出混合污水的平均水质为CODCr＝3888
mg/L，BOD5＝1118 mg/L，SS＝2794
mg/L，pH＝5～9
１.4 设计出水水质
根据污水处理场进水要求，确定预处理设施出水水质。CODCr＝600
mg/L，BOD5＝350 mg/L，SS＝150 mg/L，pH＝6～9，油类＝100 mg/L
2 污水处理工艺流程
工艺流程见图1。
从国内类似装置的污水处理效果看，虽然该污水CODCr、BOD5及ＳＳ浓度高，但经沉淀分离和混凝气浮处理的悬浮物去除率较高，同时其生物可降解性也较好，因此可采用物理化学与生物化学相结合的处理工艺。经计算得出混合污水进水含油量＜100mg/L，无需专门处理，其流程如图1所示。
来自EPS生产的污水从排放管自流至预沉罐，去除较大粒径的悬浮固体，预沉后的污水自流至污水调节池。来自EB/SM及PSA生产污水经格栅自流进入污水提升池，经污水泵提升至污水调节池。
污水调节池的混合污水经污水泵提升至中和反应槽进行中和处理，以调节污水的pH值。在中和反应槽中设置了搅拌器及pH计，以保证出水pH值在6～9范围内。中和调节后的污水自流至气浮设备，进行两级气浮处理，经混凝气浮处理降低了污水中悬浮固体含量及含油量。气浮处理后的污水自流至中间贮水池。
根据上海高桥化工厂及金陵石化塑料厂类似装置的污水处理运行经验，中和采用1.5％氢氧化钠水溶液，凝聚剂采用５％硫酸亚铁水溶液和0.2％聚丙烯酰胺水溶液。
经物化处理后的混合污水由污水泵提升至接触氧化池。接触氧化池采用鼓风曝气，布气采用多孔管。接触氧化池中采用高效悬浮填料，该填料为聚乙烯材质，外形尺寸Φ10mm×7mm，比表面面积333
m2/m3，容积负荷最大可达 50
kg[CODCr]/(m3·d)，该填料无需固定而悬浮于水中。经生化处理后的污水自流进入沉降槽，沉降后的污水进入污水处理场。
污泥采取分类堆放和分类浓缩的方式。EPS生产污水预沉后的泥渣储存于EPS原渣池中，人工定期清理运走。气浮处理产生的泥渣储存于污泥池中，然后用泵提升至真空转鼓脱水机进行脱水处理。沉降槽产生的污泥先用泵提升至污泥浓缩罐中，浓缩后的上清液经罐顶部溢流槽重力流至污水调节池中，底部污泥自流至真空转鼓脱水机进行脱水处理。
3 主要处理构筑物及设备
3.1 地下污水、污泥储存池为钢筋混凝土结构。总容积1264
m3。其中：EB/SM-PSA污水提升池，结构尺寸：8.7
m×3.3m×3.5m。有效调节容积31m3，停留时间3.6
h。EB/SM调节池，结构尺寸：54.0m×6.6m×3.5m，有效调节容积830 m3，停留时间１６.６
ｈ。物化段储水池，结构尺寸：7.0m×2.0m×3.5m，有效容积38
m3。污泥池，结构尺寸：5.5m×2.0m×3.5m，有效容积27m3。EPS原渣池，结构尺寸：Φ2.250
ｍ×1.0 ｍ，有效容积4 m3。
3.2 接触氧化池
钢筋混凝土结构，结构尺寸：15.6m×6.6m×6m，有效容积515
m3，容积负荷8kg[CODCr]/(m3·d)，停留时间10.3
h。接触氧化池共分成两段，每段分三格，每段可独立运行，也可并联运行，操作灵活方便。
3.3 EPS污水预沉罐1台
钢制，内衬玻璃钢，结构尺寸：Φ2.4m×6m，停留时间1.0h。
3.4 中和反应罐1台
钢制，内衬玻璃钢，结构尺寸：4.4m×3.2m×2m，
配搅拌器4台，每台功率0.75kW，停留时间0.6h。
3.5 GSF型组合气浮2台
钢制内衬玻璃钢，型号：GSF－50，结构尺寸：6.2
m×2.4m×2.6m，总台功率0.75kW，可单台独立运行，也可并联运行或可串联运行，操作灵活方便。
3.6 上向流斜板沉降槽1台
钢制内衬玻璃钢，结构尺寸：5.8m×2.0m×3.6m，停留时间2h，表面负荷2
m3／(m2·h)。
3.7 污泥浓缩罐１台
钢制内衬玻璃钢，设备规格为：Φ2.8 m×4.8m，浓缩时间12h。
3.8 真空转鼓脱水机1台
型号：GSGP5－1.75，过滤面积5
m2，总功率7.75kW。
3.9 离心式鼓风机3台，２用１备
型号：D45－82，单台供气量45m3/min，P＝1666.6kPa。
4 运行情况
该预处理设施占地513
m2，设计投资859万元人民币，于1999年10月建成。根据进度要求，EN/SM先于1999年11月投入试运行，在生产装置污水排放不正常，水质水量变化很大的情况下，经该公司监测站进行水质监测，出水达到设计要求(SS主要含在EPS废水中，故未监测)，详见表2。实际运行表明，采用中和、沉淀、混凝气浮和接触氧化的处理工艺，处理三苯联合装置生产污水是可行的。
表2 监测结果
| 监测时间 |
CODcr/(mg.L-1) |
BOD5/(mg.L-1) |
pH |
| 进口 |
出口 |
进口 |
出口 |
进口 |
出口 |
| 1999.12.2 |
2119 |
296 |
663 |
126 |
5.6 |
7.4 |
| 1999.12.3 |
1557 |
237 |
574 |
119 |
6.2 |
7.6 |
| 1999.12.4 |
1711 |
287 |
526 |
104 |
5.8 |
7.5 |
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