LNG接收站污水处理与处置工艺研究与应用

魏涛

摘要：本文通过分析LNG接收站的生活污水和工业污水特性，研究出一套完善的LNG接收站污水处理与处置工艺及应用体系，结合天津LNG现场实际，总结得出该工艺实现LNG接收站污水的分类收集和处理并合理回用，完善场站绿化系统建设，提高场站绿化建设水平，节约绿化淡水资源，实现达到全站污水“零排放”“回收再利用”的环保目标。

关键词：生活污水 工业污水 分类收集 绿化回用

Abstract: By analyzing the characteristics of domestic sewage and industrial sewage in LNG terminal, this paper studies a set of perfect sewage treatment and disposal process and application system of LNG terminal.Combined with the application example of Tianjin LNG terminal, it is concluded that this process can realize the classified collection, treatment and reasonable reuse of sewage in LNG terminal, improve the construction of station greening system and improve the level of station greening construction, Save green fresh water resources and achieve the environmental protection objectives of "zero discharge" and "recycling" of sewage in the whole station.

Keys: Domestic sewage, industrial sewage, classified collection, greening and reuse

前言

近年来随着我国工业化进程逐步加快，政府与企业更加重视环境保护工作，污水的处理与排放以及有效的回收再利用，保护环境、节约水资源，成为绿色企业创建的重要考核项。LNG接收站作为清洁能源生产的重要一环，本着绿色企业可持续发展为宗旨，实现站内污水“减量化、再利用、资源化”的处理方针，达到全站污水“零排放”的环保目标。

LNG接收站的污水分为生活污水和生产工业污水，生活污水来源于工作人员的生活活动产生，LNG接收站工业污水的来源主要由辅助工艺产生，产量较少，来源较多。LNG接收站的污水处理工艺选择需要全面考虑，根据各类污水水量以及污染物种类和含量，以无害化、资源化为技术指导方针，参考出水水质要求、出水处理途径、现有技术水平、自然环境条件等多方面因素，选择最合适的污水处理工艺，对各类污水进行分类处理，提高污水处理效率和处理效果，降低污水处理成本，提高污水回收利用率。

1. LNG接收站污水现状分析

LNG接收站的主要生产工艺为LNG的接卸、储存、汽化、外输，无工业污水产生的工艺，因此，LNG接收站的污水主要来源为生活污水和辅助工艺产生的工业污水。

1.1 生活污水的来源与污染物分析

LNG接收站生活污水主要来自工作人员产生的生活污水，污水产生量由季节和工作人员人数决定；生活污水由工作人员的日常生活活动产生，例如食堂、厕所、卫生清洁以及个人卫生方面等多方面，污染物质以有机物为主，包括油脂、糖类、蛋白质、清洗剂、化妆品等等，五花八门，多种多样。

1.2 工业污水的来源与污染物分析

LNG接收站的工业污水来源于辅助工艺单元，分别为软化水站运行时产生的工业污水、SCV（以天然气燃烧所产生的高温气体为热源的浸没燃烧式气化器）内天然气燃烧生成的冷凝水、消防系统的泡沫积液池收集的消防或消防测试的泡沫液以及设备清洗和检修时的含油污水。

1.2.1 软化水站运行时产生的工业污水

软化水站存在意义是生产软化水提供给锅炉及暖通系统、SCV使用，在生产软化水期间会产生清净废水（浓盐水）和清净污水。

清净废水的杂质含量包括源水（通常为市政自来水）中矿物质，矿物质浓度为源水的2-3倍左右，投加的药剂还原剂（通常为亚硫酸氢钠）和阻垢剂（有机的螯合剂，减缓膜表面结垢速度），投加量3-5mg/L，即清净废水中额外增加杂质硫酸钠和阻垢剂的浓度为6-15mg/L。

清净污水产生在过滤器的正反冲洗、膜的化学清洗以及其他检测、维护操作的过程中，除膜的化学清洗外，不额外增加源水中其他污染物。膜的化学清洗根据化学清洗的配方不同使用各种清洗药剂，其中主要清洗药剂包括柠檬酸、EDTA四钠、三聚磷酸钠、十二烷基苯磺酸钠等，单次化学清洗时各种药剂用量不等，其中柠檬酸、EDTA四钠、三聚磷酸钠每次清洗使用量最大，具体由软化水设备的规模决定。

1.2.2 SCV内天然气燃烧生成的冷凝水

LNG接收站冬季生产过程中，通常采用SCV（以天然气燃烧所产生的高温气体为热源的浸没燃烧式气化器）作为热交换器，气化LNG成为NG后外输，天然气燃烧生成水蒸汽和二氧化碳，水蒸汽在SCV中预冷凝结后排出，水质清洁。SCV是以一定比例的天然气和空气混合燃烧，通过烟气加热软化水的水套炉，燃烧过程中产生的CO₂和少量的氮氧化物溶于软化水，使水浴池中软化水的pH值逐步降低形成酸性溶液，通过加碱中和，维持软化水pH值在6-8之间，因此，SCV排放的冷凝水中主要污染物为无机盐碳酸氢钠、硝酸钠和亚硝酸钠。

1.2.3 泡沫积液池的泡沫水

LNG接收站消防系统有高倍泡沫消防单元，LNG大量泄露经溢流沟进入泡沫积液池，高倍泡沫消防单元生产大量泡沫液覆盖在LNG上，起到阻隔防火的作用。

高倍泡沫消防单元在定期的测试运行和消防时，泡沫液大量产生，泡沫液的主要成分通常为起泡性和稳泡性积好的碳氢表面活性剂，泡沫剂浓度为3%，产生泡沫液的泡沫剂浓度为0.5%-1%，无毒，对皮肤有刺激性，可进行生物递减分解，注意对水体的影响。由于总体较少，泡沫液自然消泡后，通过污水收集管网，进入生产污水收集池。

1.2.4 含油污水

LNG接收站各单元设备在日常运行维护保养中，遗留在设备表面的残油、污渍等，在设备清洁产生的污水和露天设备经雨水冲刷后含有残留污油的雨污水，随着污水进入污水收集管网，进入污水收集池。由于设备表面残留的油污较少，而且设备清洁和大雨冲刷设备频次较少，因此，全年产生的含油污水总量较少。经化验室多次取样监测，污水收集池的污水含油量均低于20mg/L。

2. LNG接收站污水处理工艺和处置方案研究

LNG接收站的污水以生活污水为主，工业污水主要以软化水站运行时产生的工业污水和 SCV内天然气燃烧生成的冷凝水为主，较为洁净，只在冬季生产期间产生；其他污水总量较少。

2.1 生活污水处理工艺研究

LNG接收站的生活污水处理工艺方案可以选用工艺为“预处理+A/A/O+MBR平板膜过滤+消毒”污水处理工艺以及相关的次氯酸钠消毒工艺、生物除臭工艺。该工艺处理生活污水，出水水质能达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918–2002）一级A标准，满足回用水绿化使用要求。

2.2工业污水处理工艺研究

工业污水包括有生产废水、生产污水以及工业生产冷却水，是指工业生产过程中产生的废水和废液，其中含有携带各类污染物。工业污水处理方法的选择由工业污水中污染物的性质、组成、状态以及对水质的要求等决定，工业污水性质不同，针对性的处理方法也就不同。

选择工业废水处理工艺，都需要根据废水的水质和水量、水排放时对水的要求、废物回收的经济价值、处理方法等特点，进行科学试验，并按照废水排放的指标、地区的情况和技术可行性进行确定。

2.2.1 泡沫液和含油污水处理方案

“预处理+A/A/O+MBR平板膜过滤+消毒”污水处理工艺通过生物降解的方式消除污水中有机物含量，泡沫液与雨污水混合污水，主要污染成分为有机物，能被微生物降解消耗，该污水处理工艺能有效消除降解泡沫液与雨污水混合污水中的有毒有害有机污染物。

2.2.2 软化水站工业污水处理方案

软化水站工业污水较为洁净，软化水站的清净废水经过检测符合污水排放标准，可以直接回用；除去化学清洗外，产生的清净污水经过检测也符合污水排放标准，可以直接回用；化学清洗产生的污水经过中和、稀释（加入其他清净污水）泵入污水处理装置的调节池，通过污水处理装置的生化降解系统有效去除化学清洗中的少量有机化学药剂。

2.2.3 SCV冷凝工业污水处理方案

SCV冷凝工业污水极为洁净，SCV生产运行初期，水浴池充满软化水，随着SCV的连续运行，大量的天然气燃烧生成的水蒸气冷凝在水浴池中，SCV水浴池溢流富余的清洁工业污水，由于烟气中含有大量的CO₂和少量的氮氧化物，溶CO₂和氮氧化物于水，形成酸性溶液，通过加碱（NaOH）中和，生产无机盐碳酸氢钠和硝酸钠。

经过多次多点取样化验检测，SCV冷凝工业污水中NaHCO₃含量为70-90mg/L，硝酸钠的含量为10-30mg/L。大量取样进行生物活性试验，在充满冷凝工业污水的鱼缸中，水体pH值为6.8，水温为室温23℃，浊度0.65NTU，自然放置2小时以后，投放少量河底泥沙，静止清澈后，放置绿植水葫芦、浮萍等水生绿植，投放5尾小金鱼，定时投放少量鱼食，连续观察72小时，绿植生长良好，金鱼活跃度较高。因此，SCV冷凝工业污水处理可以采用污水直接排放至水体绿化生态系统，经过绿植根系吸收硝酸盐矿物，净化水体。

2.3 污水分类收集与处置管网体系建设

LNG接收站设置全站污水分类收集管网系统，其中包括：清净废水收集管网体系、工业污水收集管网体系和生活污水收集管网体系。清净废水收集管网体系由清净废水收集池、清净废水提升泵、独立的清净废水回收汇集管网等组成；工业污水收集管网体系由各类工业污水收集池、污水提升泵以及独立的污水回收汇集管网组成；生活污水收集管网体系由生活污水的多点收集池、储集池、提升泵以及独立的汇集管网等组成。

LNG接收站设置回用水处置系统，主要由大型回用水收集蓄水池、自然生态水景（荷花池、芦苇池、睡莲池等）、绿化水供应体系等组成，处理合格的回用水经自然生态的进一步降解吸收，完成污水处理的最后工序。

3. LNG接收站污水处置处理应用与效果评价

天津LNG接收站为了实现站内污水“零排放”“回收再利用”的绿化环保目标，建立污水处理装置，整理全站淡水资源，与全站绿化建设相结合，构造一套全面的污水收集、处理再利用、绿化建设和小型湿地建设为一体的污水处置处理应用系统。

3.1 污水分类收集、分类处置体系的建设

3.1.1 生活污水处理

生活污水收集管网系统是由生活污水的多点收集池、储集池、提升泵以及独立的汇集管网等组成，餐厨污水经隔油池后和其他日常生活污水分别进入各生活污水收集池中，再由分污水池根据液位控制自动泵入总污水池，在总污水池经过提升进入污水处理装置，通过生化处理去除大部分污染物、膜过滤出水消毒杀菌后，进入回用水收集蓄水池统一回用。经过3个月测试运行、近1年连续运行观察，天津LNG接收站采用“预处理+A/A/O+MBR平板膜过滤+消毒”工艺处理生活污水，出水水质能达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918–2002）一级A标准，满足回用水绿化使用要求。

3.1.2 泡沫液与雨污水处理

采用建立的污水处理装置对泡沫液与雨污水混合污水进行处理试验，泡沫液与雨污水混合污水，进入污水处理装置的调节池与生活污水再次混合，在调节池初步生化降解后进入“A/A/O+MBR”生化单元。经过48小时的连续运转观察，污水处理的生化系统运转正常，污水含油量大幅下降，满足出水水质标准，出水起泡数量和消泡速度与正常生活污水出水性质相同，其他出水水质的各项常规指标也正常。接收站的泡沫液与雨污水总体水量少，通过工业污水管网选择排放路径和方式，单独定期进入污水处理装置进行处理后，排入回用水收集蓄水池统一回用。

3.1.3 软化水站工业污水处理

软化水站的清净废水与清净污水，经过实验室化验检测，符合《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918–2002）一级B标准，达到了回用水使用标准，通过工业污水管网选择排放路径和方式，排入回用水收集蓄水池统一回用。

软化水站化学清洗时产生的污水进入清净污水池，化学检测调整pH值为7.0-7.5后，根据污水处理装置的运行状态，少量分批进入污水处理装置的调节池。由于软化水站化学清洗时产生的污水中的化学物质以有机污染物为主，极低浓度的少量无机盐污染物对污水生化处理系统无影响，污水处理系统能有效降解处理软化水站化学清洗时产生的污水的污染物，经过运行测试，污水处理装置的生化降解系统可以有效去除化学清洗中的少量有机化学药剂，污水处理装置出水水质合格，A/A/O+MBR生化污水处理系统运转无异常。因此，接收站软化水站的极少量化学污水可以通过单独选择污水排放路径，进入污水处理装置处理，排入回用水收集蓄水池统一回用。

3.1.4 SCV冷凝工业污水处理

SCV冷凝工业污水，经过实验室化验检测，除含有一定量的碳酸氢钠和硝酸钠，不含其他有机和无机污染物，而且碳酸氢钠和硝酸钠含量较低，pH值为6.5-7，符合《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918–2002）一级B标准，达到了回用水使用标准。利用生态活体活性试验，可以直接回用，通过工业污水管网选择排放路径和方式，排入回用水收集蓄水池统一回用。

3.2 污水回用体系建设

接收站生活污水产生量60-100m³/天，工业污水中SCV冷凝水和软化水站工业污水通常只在冬季生产期间产生，受接收站外输负荷影响，产生量为300-500m³/天，雨污水受天气影响较大，不定期不定量，泡沫污水量极少，每月一次，产生量为4-8m³/月。

将季节性产生的污水进行全部回收处理储集，然后有序释放再利用是接收站污水回用体系的核心内容。随着海洋环保形势的严峻、国家环保政策的严格以及绿色企业的不断创建，清洁污水不能直接外排，接收站利用污水回用体系，实现了回用水的整体收集和合理有序释放。

3.2.1 储水设施

接收站建立了一个大型的回用水收集池（有效容积6000方）和一个清净废水储集水库（有效容积20000方以上），即便在绿化水停止使用的冬季，也能完全储集全站的可回用淡水资源。

3.2.2 回用途径和方式

接收站建立了一套生态式小型湿地，以全站各绿化区块为基础，采用防水土工布作为防渗层，营建池塘、小水景、小沟渠，种植各类水生植物，例如睡莲、芦苇、观赏荷花、浮萍、水葫芦、金钱草等，利用植物根系吸收污水处理装置无法消除的各种矿物质以及SCV冷凝水中的硝酸盐，完善污水处理系统最后一步，自然生态降解吸收，提高污水处理水平，同时也可以绿化美观站场。生态式小型湿地系统以小沟渠为纽带，以各小型池塘水景为节点，回用水循环沟通回用水收集池。在生态式小型湿地循环水的末端，向全站各绿化用地供应绿化水，该绿化水清洁、自然，类似河水、溪水，相比自来水，更有益于绿化区域绿植生长，同时，回用水收集池也作为一个大型自然生态回用水降解池，养殖水生植物、鱼类、水藻等，构建了完善的回用水利用体系，进一步提高了场站绿化建设水平。

3.3 LNG接收站污水处置与应用的效果

天津LNG接收站污水处置与应用的效果主要体现在三个方面，具体如下：

一是LNG接收站根据各类污水的性质、污染物类型以及数量等相关因素，建立了一套完善的污水处理工艺体系，有效地对生活污水和4类工业污水进行分类处理，处理水质合格达标，符合绿色环保、资源节约的绿色企业要求。

二是LNG接收站的回用水系统供应全站绿地的绿化用水，大幅节约淡水资源，同时通过大量的绿化淡水在绿地缓慢沁透灌溉，解决了海滨土地返盐返碱、绿化困难的难题；同时，建设生态式小型湿地，大幅美化接收站生活区的自然环境，实现了一水一景、流水环绕、水景相应的花园式绿化建设，提高了全站绿化建设水平。

三是大型的回用淡水池，既可以绿化美观站场建设和储集淡水资源，也可以作为场站绿化水供应的源头，有序供应场站绿化。

4. 结论

本文通过分析LNG接收站的生活污水和工业污水特性，研究了接收站的污水收集处理体系及回用体系，结合天津LNG接收站的应用实例，总结得出一套完善的LNG接收站污水的分类处理处置工艺和方案。研究的接收站污水的分类处理工艺，能高效合理的分类处理LNG接收站各类污水，满足污水处理和淡水资源的合理收集回用的工艺技术要求，实现了LNG接收站淡水资源化回收与站场绿化回用，达到了“零排放”绿色场站建设目标，具有极高的环保效益和社会效益。

参考文献

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[2]蔡荣，刘林，任义，周庆，张韬. LNG接收站中水回用工艺设计及经济效益分析. 《科技创新与应用》. 2014，20，6-7.