大港油田港西地区污水处理项目应用实例研究

孟双龙 李方 赵红伟

（大港油田公司 天津 300280）

1 建设必要性

大港油田西城区的原有6个小区共有居民8200余户，新建港西新城拥有人口60000人，本项目处理的污水主要是此7个小区居民日常生活排放的生活污水。污水的主要来源由居民的洗浴、餐厨、清洗废水等构成。居民排放的污水通过排污泵站排到附近的河道，污水沿明渠流淌，雨季时，雨污混合排放，生活区附近还有较多数量的湿地、水塘，部分污水沿明渠流入湿地、水塘，造成湿地、水塘内水质超标被污染，同时对附近植被、大气等形成污染压力。港西污水处理项目的建设对该区域内各小区排放的污水进行处理，能从根本上对污染进行有效控制，彻底解决本区域内的湿地、水塘、生活环境的所受的污染，保持湿地、水塘的水体质量，因此，本项目具有保护环境，造福人民的重要现实意义。

2 建设规模及建设方案

2.1 建设规模

2.1.1 建设规模

统计了新建港西新城小区、周边6个小区（华隆、华福、华幸、华盛、西运、双丰）、井下采油五厂、电力公司、供水公司、职业技术学院等机构排放的污水量，确定本项目建设规模为8000m3/d。

2.1.2 水质的确定

（1）进水水质的确定

居民排放的污水中含有表面活性剂、植物油类、COD、BOD、NH3-N、P等污染物质，同时污水汇集至泵站时，水温已有所降低，约8~15℃，大港油田公司委托具有环保检测资质的第三方检测机构对污水进行采样检测指标。

检测对象为本项目周边6个小区（华隆、华福、华幸、华盛、西运、双丰）及参考的阳光佳园二里、五里两个小区的生活污水。

根据监测情况确定具体进水水质如下，进水水质表：

（2）出水水质的确定

二级处理出水水质排放标准执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中的一级A标准。主要指标如下表所示，出水水质表：

注：其他未详尽指标详见标准《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002

2.1.3 污水收集系统

目前华隆、华福、华幸、华盛、西运、双丰小区各自建有排污泵站，共计9座，井下采油五厂、电力公司、供水公司、职业技术学院的污水除一部分排放到附近的小区通过泵站外排外，其余均直接流向附近的河沟内。

新建港西新城小区属于新建项目，目前没有污水产生。建成之后产生的污水是需要处理后才能排放的。本项目产生污水的小区及公用设施的分布情况及污水汇水管网如上图所示。

2.2 建设方案

2.2.1 方案介绍

1）方案流程：采用“A2O+钠米电捕吸附反应器+纤维转盘过滤+消毒”的工艺流程。

2）流程介绍

污水中含有布条、塑料袋等较大的漂浮物或悬浮外物，水流经格栅，通过格栅拦截作用，去除水中大的漂浮物或悬浮物。格栅通过水位差来控制的，因此在每台格栅前后设置超声波液位计。栅渣输送至压榨机处理后，落入集渣装置中。

细格栅自流进入旋流沉砂池，在此通过水力作用去除水中的无机大颗粒，通过气提砂将砂输送至砂水分离器，最终将砂排出系统。旋流沉砂池出水自流进入调节池，在此进行水质水量的均衡后经泵提升进入A2/O池，在此单元通过生化处理去除水中氨氮、磷、COD、BOD等污染物，最终出水进入纳米电捕吸附剂主反应池，污水在此通过纳米电捕吸附剂的作用进行泥水分离，同时通过反应池特有的絮凝层的作用截留污水中的悬浮物、胶体有机物等污染物，同时通过接触絮凝的作用去除水中的磷，使污水出水达到相应的排放标准，纳米电捕吸附工艺主要优势如下：

<1>物理絮凝作用

纳米电捕吸附剂由不导电非晶体二氧化硅的壳体和超导的纳米微孔组成，可在吸附剂表面形成不平衡电位和外墙电位。在水处理过程中，污染物被快速静电聚合（物理絮凝）并沉淀。

<2>物理吸附作用

纳米电捕吸附剂每克60m2，具大的比表面积，具有较强的吸附力，把超细微粒物质、色度、有毒有害物质和气味吸附到吸附剂表面，下沉并与水体分离。

<3>物理超滤作用

在设备中，由每克2.5亿个，每毫米30万层形成的数公尺渣层中由下而上浸出，悬浮物、重金属离子及细菌等被吸附剂纳米微孔超滤去除，清水向上溢出。

<4>生物处理作用

纳米电捕吸附剂每克60m2的比表面积，1%浓度时，每立方米达60万m2比表面积，用纳米电捕吸附剂纳米微孔作生物载体，微生物在纳米电捕吸附剂巨大的比表面积上繁殖。

纳米电捕吸附主反应池出水自流进入纤维转盘过滤池，通过纤维滤盘的截留作用去除水中的悬浮物使出水满足一级A标准出水的浊度要求，该工艺基建投资省、运行成本极低、出水水质好、经实践检验是一种先进的过滤技术。纤维转盘过滤池出水进入接触消毒池消毒处理后达标排放。

3）单元设计介绍:

<1>调节池，调节水量均衡水质，保证后续处理的连续性。

<2>旋流沉砂池，通过水利作用去除水中大颗粒的无机颗粒。保证后续的处理。

<3>A2/O，生物处理的主要单元，通过微生物的作用去除水中的有机物。A2/O工艺

由厌氧池、缺氧池、好氧池串联而成。

A2/O工艺的特点：

厌氧、缺氧、好氧三种不同的环境条件和不同种类微生物菌群的有机配合，同时具有去除有机物、脱氮和除磷的功能；

在同时脱氮除磷的工艺中，该工艺流程最为简单，总的水力停留时间也少于同类其他工艺，优势明显；

在厌氧-缺氧-好氧交替运行条件下，丝状菌不会大量增殖，SVI一般小于100，污泥沉降性好。污泥中磷含量高，一般在2.5%以上。

<4>纳米电捕主反应池，通过纳米电捕吸附剂的作用去除水中的总磷、实现泥水分离。

<5>纤维转盘过滤池，通过纤维转盘的截留作用，去除水中SS污染，以保证出水的SS等指标。

<6>污泥池，接纳沉淀池排泥，起贮存作用。

4）处理后出水消毒方案

（1）处理后出水消毒的必要性

本工程达到一级A排放标准，标准由大肠杆菌菌群的要求，出水必须需要消毒。

（2）处理后出水消毒技术方案简述

污水中的病原体主要有三类：病原性细菌、病毒和蠕虫卵。分类详见下表：

消毒方法大体可分为两类：物理方法和化学方法。物理方法主要有加热、冷冻、辐照、紫外线和微波消毒等方法。化学方法是利用各种化学药剂进行消毒，常用的化学消毒药剂有多种氧化剂（氯、臭氧、碘高锰酸钾等）、某些重金属离子（银、铜等）及阳离子型表面活性剂等。

由于本工程出水需要部分回用至小区景观湖补水，再生水质中游余氯的要求所以本工程的消毒方案采用“CLO2消毒方式+紫外线消毒”方案。

5）污水深度处理

污水深度处理有别于污水三级处理。三级处理是在二级处理流程之后再增加处理设施来取得良好的水质，三级处理的选择直接影响着工程出水水质，本次工程中排放标准为《城镇污水处理厂污染物综合排放标准》（GB18918-2002）中一级A标准，标准中对于总磷以及总氮、氨氮等指标均有严格的要求，所以在二级处理后工艺的选择的合理性及经济性是至关重要的，本次设计中充分吸收和总结了以往成功的经验，力求工艺稳定可靠，运行成本节能降耗，做到最优、最省、最好。

6）污泥处理工艺选择

本工程污泥产生，主要是污染物的降解去除产生的副产物，由于生活污水，污泥害处小，为了满足国家政策的规定“污水处理厂不以储藏为目的污泥含水率应该小于50%”在此对污泥的处理决定采用干化处理，干化设备暂定为一体化污泥干化设备。一体化干化技术是利用外加电场的作用，使污泥中的微生物细胞在电场的刺激下，胞内的水发生强制迁移，内能升高，冲破细胞壁散失出来，形成游离水，提高水分的脱除率。并且能够破坏病原菌及寄生虫（卵）等有害物质的细胞结构，能有效的杀灭病原菌及寄生虫（卵），达到无害化的目的。一体化污泥干化设备进泥含水率在99%左右，出泥含水率降至60%以下。达到无害化、减量化的目的，经干化设备处理后的污泥已充分改性，在自然通风条件下很快降至50%以下。

3 社会效益和风险分析

3.1 社会效益分析

大港油田公司及供水公司相关领导对安全问题高度重视，一直紧绷安全这根“弦”不放松，通过对港西地区污水进行处理，日处理污水量8000吨，这些污水经处理后达标排放，免除了因污水直接排放对周边环境带来的负面影响，净化了人民的生活环境。

该项目具有社会公益性质，项目的实施不以盈利为目的，重在社会效益，保障了油田的和谐、稳定发展，体现大港油田公司“以人为本、和谐发展”的理念，其社会效益十分显著。

3.2 风险分析

在本项目决策、实施、运行的过程中，风险因素主要体现在地质基础的稳定性方面，地质基础决定了水池的稳固与否，基于此，在整个项目的决策和实施过程中，必须对该场地进行详细的地质勘察，了解丰水期与枯水期在不同的时间段内对地质的影响，以供在水池设计时充分参考。

4 存在问题与建议

4.1 存在问题

4.1.1 雨污混合与地下水渗入的问题

目前这6个小区已是成熟的社区，小区内的污水汇水管线已使用多年，汇水管道基本以混凝土管道为主，存在不同程度的破损。平时地下水位较高时部分地下水渗入管道造成污水污染物如氯离子、含盐量等指标增高，雨量较大时，大量的雨水渗入污水管线中，造成雨天时水量激增的现象。

4.1.2 提升泵站水泵扬程的问题

居民生活小区每日排水时段具有较明显的波动变化现象。这种波动随每日居民生活用水时段的分布而变化。本区域的6个小区相对服务人口数量较少，生活污水排放时段出现高峰、低峰的现象就相对明显，排水高峰的变化基本集中出现在每天的6:00～8:00、11:00～13:00、16:00～18:00、20:00～23:00，与餐饮用水、洗漱用水的时段基本吻合，其他时段的排水量相对较少。目前各小区泵站运行情况均为早晚各集中提升外排一次，所以提升外排的污水时变化系数相当大。

这些污水要通过输水管线输送到污水处理厂，沿途管道水力损失较大，目前各泵站的提升水泵的扬程仅满足了污水就近外排的需要，不适用长距离输水对扬程、压力的要求。

4.2 建议

需要对小区的汇水管道加以维护、维修更换；需要对各小区提升泵站的提升泵进行设计核算，重新更换满足扬程需要的水泵。