《天然气处理厂污水处理技术》
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摘 要：本文通过详细讲述天然气处理厂的污水处理技术,并着重分析污水处理方法、污水处理工艺设计及工艺设计流程等.通过大量实验研究,找到一种最佳的污水处理方法并加以实践论证,以达到节约企业污水处理成本并提升企业的经济效益的目的.
关键词：天然气处理;污水;流程技术;优化
1 天然气处理厂概述
天然气处理厂担负着天然气净化的重任,从油气田生产出来的天然气,首先经过天然气厂进行净化处理,达到净化指标后,处理合格的天然气通过天然气管道输送给各个用户,天然气净化过程中会产生大量的副产品,这些副产品会通过槽车运送给各个用户使用.天然气厂具备了处理天然气的能力.油气田生产的原始的天然气有着丰富的成份,其中主要成份是甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、戊烷及以上等物质,这些成份都有着各自的用途.例如,用户所使用的城市用天然气成份是甲烷和乙烷;做燃料用的液化石油气的主要成分是丙烷和丁烷;工业用途的化工原料是由戊烷以上的烷组成的.天然处理厂的用途就是,将原始天然气中的杂质成分去除,并对其中的各类成份进行加工处理.天然气处理的方法各式各样,最常用的方法是醇胺法,醇胺法是一种利用碱性溶液吸收的脱硫脱碳的方法,其具有普遍性.用户使用的天然气的含水量有规定的质量标准,为了满足规定的质量要求通常要对天然气进行去水化处理.常见的去水化处理方法有：吸附法、吸收法以及低温脱水等.天然气处理厂的天然气处理效率很高,这是由于工厂的自动化程度很高,它能满足日益见长的天然气处理需求.天然气处理厂中使用了自动控制和自动管理系统,此外还配备了应急处理系统和可燃气体报警系统.其中使用的是DCS系统进行自动过程控制.
2 净化厂常用污水处理方法
天然气处理厂有着共同的特点：产生较小的日均污水量;较大的冲击负荷;COD值高.由于不同天然气厂的天然气处理工艺、操作方法和管理水平都不尽相同,其所产生的的污水的杂质成分和杂质含量也都不同.面对这样的情况,我们应该根据自身对污水处理的要求而选择相应的污水处理工艺.随着污水处理工艺的不断优化,近两年来,污水处理工艺已经从过去的物化处理转变成现在的生化处理工艺.具体来讲就是,过去的“老三套”工艺经过创新和改良形成了目前常用的工艺,即“曝气调节--混凝气浮--水解酸化--缺氧--好氧--储存--外排”.我们选用高COD值的检修污水,并储存一年的量,然后将其均匀加入到处理流程前端,经过质量调整后进入到污水处理流程.随着污水处理工艺的不断创新,传统工艺的好氧生化段也发生了根本性地变化,它从“活性污泥曝气法”变为“接触氧化法”再转变为“SBR”.目前SBR已在我国多个天然气净化场内得到广泛使用.
3 工艺设计
SBR工艺最早于一九九二年被科学家Wilderer提出,他将序批式运行方式引入到生物膜反应器中,并提出了SBR工艺,该工艺运用于生物膜反应器中.本次研究中考虑使用SBR工艺,这是由于该工艺具备多种优点.它具有良好的脱氮除磷和耐冲击负荷能力,并能周期性地保持好氧、缺氧和兼氧处理状态,除此之外,还兼备活性污泥法和生物膜法的优点.
①传统的SBR方法对氨气中的氮含量去除率较低.在处理过程中若氨气中含有某些含氮有机物时,由于含氮有机物会进行分解,分解之后水中的含氮量会有所增加.传统的SBR工艺已经不能满足现代社会对于脱氮量的要求,在此基础上,我们研发出新导入SBBR工艺,以此来代替SBR工艺.与SBR相比,SBBR去除氮的能力有所增加,且使流程简化,并且SBBR反应池内可实现硝化和反硝化的同步进行;
②在天然气处理厂中,原料气中可能由于地质条件或完井修井作业使用的酸性化学添加剂,存在大量的含硫化合物.从而在天然气的处理的过程中,会产生大量含硫化合物,如SO2、H2S及FeS,这些物质本身也具有十分强烈的毒性和安全隐患,特别是H2S在污水系统聚集,严重影响操作员工的生命安全,给安全生产带来极大的负面影响.天然气处理厂每年会进行一次的年度检修,并对关键设备进行清洗置换.通过检修我们会发现,若天然气原料气中含有硫化物,设备系统中会残存着含硫化合物废水以及脱硫脱水药剂废水,那么大多数硫化物会进入污水处理装置中聚集.为了彻底去除天然气处理厂中污水处理系统的含硫化合物,我们可以的系统设备的前端设置厌氧反应池,在厌氧反应池内培育脱氮硫杆菌,对原料气进行同步反硝化脱氮和除硫,这样的方法大大降低了含硫化合物的含量;
③进水时,水质经常会调配不匀,进水的COD值变化幅度较大这会对传统工艺造成冲击.为了使出水的水质达标,我们必须控制进水的水质,要保证进水水质的COD值恒定,保持在600mg/L以下.保证进水的水质会减轻后期的工作负荷.天然气净化厂中污水的冲击负荷主要来自检修污水及药剂流失,其中药剂流失会使污水的COD值高达10×104mg/L以上.而UASB反应池能够承受具有较高的进水负荷和冲击负荷.
4 主要构筑物设计
4.1 检修污水池
检修污水池采用的是钢筋混凝土结构,长12m,宽14m,高5m,其中高度有效利用的只有3.5m,埋地式,顶覆土300mm,设置弯管通气管.其容积足够满足日产污水600方的天然气处理装置使用.
4.2 UASB反应池
UASB反应池采用的是钢筋混凝土结构,长3.5m,宽3.5m,高5m,进水的COD值控制在8000mg/L之下,并且反应池内部设置不锈钢双层三项分离器,间断进水,外部循环.穿孔管进水,底部反射槽.
4.3水解酸化池
水解酸化池采用的是钢筋混凝土结构,长4m,宽5m,高5.2m.内设置高效组合填料,PPR穿孔管底部配水.
4.4 SBBR池
SBBR池采用的是钢筋混凝土结构,长10m,宽5m,高5.2m.在反应池的内部设置了氨基甲酸聚合物微孔橡胶膜曝气头,使用高效组合填料,排水采用旋转式滗水器.
4.5 污泥浓缩池
污泥浓缩池是钢筋混凝土结构采用的是重力式污泥浓缩池,长3m,宽3m,高4.5m.
5 处理效果分析
本次研究中,我们利用施工临时生活污水池的发酵污泥作为营养源,然后在污水处理装置区加入接种污泥,这种接种污泥取自某垫江某天然气净化厂的污泥浓缩池,之后启动水解酸化--SBBR系统和UASB系统.UASB系统在启动时,要控制好一定的稳定,随时调节pH,使其保持在一定值,并且要时刻控制好COD值,使这三种数值保持一定的比例.运行过程中,我们选用了一种优势菌种,这种优势菌种是脱氮硫杆菌,然后一步步地加入检修污水.再通过四个月的试运行期后,UASB反应池会逐渐趋于稳定.与UASB反应池相比,SBBR反应池的试运行时间仅为两个月,足足少了一半的时间.经镜检显示,生物环境培养基本成熟,反应池内存有较多杆菌、球菌等微生物和一些原生及后生动物.污水处理装置区运行总计运行费约1立平方米9毛.
6 结论和建议
结论：①本次研究中,在反应池前端加入了厌氧工艺即UASB反应池,经过处理后,占地面积会比传统工艺减少22%的面积,除此之外还会节约9%的运行电耗.这样会大大提升污水处理的经济效益;②对于较小流量、有机物含量高、周期性冲击负荷大的工业污水来说,在传统沉降、过滤、吸附的污水处理装置前,进一步使用UASB/水解酸化/SBBR工艺进行处理是最合适的.
建议：①对于单列装置,应注意池体的容积应能储存足够的水量,以保证能在给定时间内完成更换填料和检修设备等操作;②小型工業污水处理系统应引入PLC自控系统,并根据水量水质变化特点和对应的处理效果,建立多种应变调节体系,以实现小型工业污水处理系统的全自动化运行.
参考文献：
[1]周迎,王雪,刘鹏飞.苏里格气田天然气集输工艺及处理方案[J].石油和化工设备,2011（05）.
作者简介：
亢鞠（1989- ）,男,汉族,河南唐河人,本科,工程师,中国石油天然气股份有限公司塔里木油田分公司,研究方向：油气田开发.
总而言之：该文是一篇适合不知如何写技术方面的能源和水污染专业大学硕士和本科毕业论文以及关于能源和水污染论文开题报告范文和相关职称论文写作参考文献资料.
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