石油化工行業(yè)高濃度堿渣污水預處理技術(shù)

煉油化工廠(chǎng)在加工過(guò)程中,產(chǎn)生和排出含污染物的工業(yè)廢水有:原油脫鹽水､產(chǎn)品洗滌水､氣提蒸氣冷凝水､油罐脫水､機泵冷卻水､冷卻塔和鍋爐排污水等,其所產(chǎn)生的廢水量和污染物質(zhì)隨煉油廠(chǎng)類(lèi)型及加工工藝不同而異｡煉油化工廠(chǎng)堿渣主要來(lái)自常減壓､催化生產(chǎn)的初常頂油和催化汽油､催化柴油等油品用堿液進(jìn)行堿洗后的廢液,因被洗的產(chǎn)品不同,堿渣的性質(zhì)也不同,實(shí)際上堿渣中還含有許多可被回收利用的物質(zhì),通過(guò)各種回收方法可以把其中可利用的組分最大限度的提取,剩下的廢液體堿渣作為危廢排放,排放的堿渣廢液中,通常其COD值都特別高,可高達數十萬(wàn),COD及硫化物､酚等污染物的排放量占煉油廠(chǎng)或石油化工污染物排放量的20%～30%,此外還含有大量的酚和環(huán)烷酸,這些物質(zhì)如不妥善處理,直接排放到全廠(chǎng)污水系統,會(huì )給污水處理場(chǎng)生化系統帶來(lái)很大沖擊,嚴重影響污水處理場(chǎng)的正常運行,堿渣污水直排污水系統一直是造成煉油石化行業(yè)污水處理場(chǎng)沖擊､影響凈化水水質(zhì)的隱患｡因此,必須采用行之有效的預處理方式對煉油化工廠(chǎng)的堿渣進(jìn)行必要的預處理｡

1處理技術(shù)分析��

目前,石化行業(yè)的堿渣廢水處理方法主要有直接處理法､化學(xué)處理法和生物氧化法｡��

直接處理法有出售､稀釋､深井注入和焚燒處理等方法,其中以焚燒法為主,直接處理法容易出現污染轉移(大氣)或轉嫁(其他地方),故受到一定限制｡��

化學(xué)處理法通常采用濕式空氣氧化技術(shù)(WAO),即在150-200℃,1.5-10MPa的條件下,利用氧氣直接氧化去除堿渣中的硫化物,達到堿渣預處理的目的｡堿渣的處理效果受制于氧化反應體系的溫度與壓力,污染物去除效率越高,相應體系所需的溫度與壓力也就越高,WAO法高昂的設備投資額度和運行費用使其應用受到限制｡��

焚燒和濕式催化氧化都是投資､運行費用非常高的處理技術(shù)｡相比之下,采用生化技術(shù)進(jìn)行處理,其投資､運行費用都只有濕式催化､焚燒法的幾分之一或者幾十分之一,運行管理簡(jiǎn)單,處理效果穩定｡��

生物氧化法是采用首先將堿渣進(jìn)行適度的稀釋(10～20倍),控制硫化物在1000～3000mg.L-1,并中和后,利用特殊的生物反應器,使硫細菌在生物反應器中形成生物氧化床,通過(guò)生物的作用利用空氣中氧氣氧化硫化物和酚,從而達到堿渣預處理的目的｡生物氧化方式相比具有較好的的技術(shù)經(jīng)濟價(jià)值,而內循環(huán)固定生物氧化床技術(shù)即IRBAF處理工藝是針對石油煉制和石油化工產(chǎn)品精制過(guò)程中產(chǎn)生的廢堿渣(汽油､柴油､液態(tài)烴等堿渣)開(kāi)發(fā)的,大幅度減輕污水處理場(chǎng)的進(jìn)水負荷,能夠有效地氧化處理催化汽油廢堿液､液態(tài)烴廢堿液等高濃度廢水,保證了現有污水處理系統的正常運轉和達標排放｡

2IRBAF處理工藝簡(jiǎn)介��

內循環(huán)固定生物氧化床技術(shù)(EnternalRecurrenceFixedBiologicalBed縮寫(xiě)IRBAF)是在常溫､常壓的條件下,利用專(zhuān)屬微生物特殊的工藝環(huán)境,形成一個(gè)高活性生物酶催化氧化床,促使水體中污染物氧化｡當BAF反應池經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的運行,其填料中將產(chǎn)生大量的生物質(zhì),當新增生物量床,過(guò)多時(shí),會(huì )影響水在填料內部的運行,降低處理效率,此時(shí)需通過(guò)反沖洗將生物床中的過(guò)剩生物質(zhì)脫出｡BAF的反沖洗可通過(guò)反沖洗自控系統或半自控系統來(lái)完成｡反沖洗周期視進(jìn)水COD負荷確定,COD負荷越高,反沖洗周期越短,反之,BAF的反沖洗周期越長(cháng)｡反沖洗采用新型脈沖氣水聯(lián)合反沖洗技術(shù),反沖洗風(fēng)采用煉油廠(chǎng)的非凈化風(fēng),反沖洗水采用二級內循環(huán)BAF的凈化出水,沖出的高濃度泥水混合液自流進(jìn)入泥水分離池,經(jīng)沉淀分離后,上層清液循環(huán)處理｡本工藝產(chǎn)泥量較少,可滯留于泥水分離池,不定期排入凈化水車(chē)間現有的污泥處理系統｡��

IRBAF工藝的特點(diǎn):①高品質(zhì)填料:生物床采用粘土陶粒,具有較大的比表面積和總孔容積,抗機械磨損強度高,表面粗燥,化學(xué)穩定性強｡②隔離式曝氣技術(shù):采用獨有的隔離式曝氣技術(shù),給反應器充氧的同時(shí),將污水沿曝氣管道提升,再經(jīng)過(guò)反應器生物床,形成循環(huán),避免了傳統曝氣方式對濾料的沖刷,同時(shí)由于反應器水體呈內循環(huán)狀態(tài),每小時(shí)可以循環(huán)10～20次,增加了濾料內水流速度,增強了污水與生物體之間介質(zhì)的交換,提高了反應器的處理效能,具有完全混合式反應器的特點(diǎn),提高了反應器耐有毒物質(zhì)的能力和抗沖擊能力,隔離式的曝氣技術(shù)改變了傳統曝氣方式容積利用率低,易形成水流短路的現象,提高了反應器的容積效率和處理效率｡③獨特的氣水聯(lián)合反沖洗方式:IRBAF的反沖洗技術(shù)是一種對傳統反洗技術(shù)的改進(jìn),提高了濾料層擾動(dòng)的強度,提高系統應力中的附加切應力,提高顆粒間的碰撞機會(huì ),從而提高系統的反沖洗效果,避免濾料的粘結堵塞,保持反應器的活性,達到穩定處理的目的｡④自動(dòng)化程度高:反沖洗是保障系統正常運行的關(guān)鍵,對出水水質(zhì)､運行周期､運行狀況的影響很大,設計系統的整個(gè)反沖洗過(guò)程由程序控制,自動(dòng)按次序控制管道上的閥門(mén),減少人力,方便操作｡

3工程實(shí)踐介紹

3.1污水來(lái)源及水質(zhì)��

荊門(mén)分公司污水處理場(chǎng)于2000年擴建為設計處理能力為1000t/h,隨著(zhù)加工深度的逐步提高,劣質(zhì)油參煉比例不斷增加,出水水質(zhì)的COD值時(shí)有超標,很難穩定達到一級排放標準,經(jīng)數據顯示進(jìn)入污水處理場(chǎng)的來(lái)水有著(zhù)高濃度污染源。

分析可以看出,前三類(lèi)廢水的COD濃度都在15000mg/l以上,從濃度和水質(zhì)特性來(lái)看完全屬于高濃度難降解廢水,必須對這幾股高濃度的污水進(jìn)行預處理,以確�？偝隹谂欧盼鬯�的穩定達標｡
3.2工藝流程��

高濃度污水處理工程的重點(diǎn)為COD的降解,對于高濃度的污水預處理工程,首先應對進(jìn)入污水處理場(chǎng)的污水進(jìn)行分流,即必須將高濃度的污水與普通的污水在進(jìn)入污水處理場(chǎng)的構筑物之前進(jìn)行分開(kāi),盡量減少高濃度污水量,以減少運行費用,高濃度堿渣污水經(jīng)單獨的物化處理后,進(jìn)入IRBAF生化處理單元,待COD大部分去除后,再進(jìn)入現有的污水生化處理系統處理至達標排放的要求｡經(jīng)調研確定,高濃度堿渣污水處理流程為:

3.3主要構筑物和設備工藝參數��

(1)內循環(huán)BAF池:BAF反應池是利用原有的曝氣池進(jìn)行改造,共設置8間,單間池體規格:6750×3538×5600,每間處理水量為15m3/h,填料容積為62.5/m3,停留時(shí)間4.17h,填料高度2.5m,曝氣量為3Nm3/min,反沖洗風(fēng)量40Nm3/min,反洗風(fēng)壓0.45MPa｡��

(2)內循環(huán)接觸氧化池:處理水量120m3/h,填料容積為1500m3,停留時(shí)間12.5h｡��

(3)內循環(huán)反沖洗系統:內循環(huán)反應池共8間,每間池安裝氣動(dòng)閥2臺,電磁閥1臺,依次為出水氣動(dòng)閥､反沖洗進(jìn)水氣動(dòng)閥､反沖洗風(fēng)電磁閥｡分別控制出水､反沖洗進(jìn)水､反沖洗進(jìn)風(fēng)的打開(kāi)與關(guān)閉,以進(jìn)行BAF池的反沖洗的自動(dòng)控制｡��

(4)泥水分離池:利用一間延時(shí)曝氣池改造為泥水分離池,有效容積為150m3｡

3.4IRBAF處理系統運行效果��

本工程已于2006年12月完成設計,2006年4月建成投運,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的運行,環(huán)保監測部門(mén)對該工程進(jìn)行了驗收監測。

可以看出高濃度的堿渣污水經(jīng)過(guò)物化處理和IRBAF的生化處理后,COD值有很大程度的降解,從而給后續的生化處理提供了穩定的水質(zhì),提高了污水處理場(chǎng)整個(gè)的抗沖擊能力,使該污水處理場(chǎng)在工程投用后出水水質(zhì)能穩定達到國家綜合排放標準的一級排放標準,其效果是十分顯著(zhù)的,目前這項技術(shù)已經(jīng)在國內多家石油､石化企業(yè)應用,取得了良好的效果｡

3.5工程設計特點(diǎn)��

本次設計為在原有的污水處理場(chǎng)進(jìn)行改造,內容多､流程長(cháng),設計中總結有以下特點(diǎn):��

(1)在整個(gè)污水處理場(chǎng)的改造過(guò)程中盡量利用原有構筑物和設施,在增加新工藝的同時(shí)中盡量通過(guò)設置閥門(mén)保持原有處理流程的暢通,使污水處理場(chǎng)可以根據來(lái)水的不同而靈活的調節流程,以節省能耗和提高污水處理場(chǎng)的抗沖擊能力｡��

(2)處理效率高,二級內循環(huán)BAF生物氧化池的COD降解速率為7.2～6.0kg/m��3d,是普通工藝的12-15倍,內循環(huán)接觸氧化池為1.0kg/m��3d,是普通工藝的2倍｡��

(3)獨特的氣水聯(lián)合反沖洗技術(shù)使整個(gè)工藝運行穩定､管理簡(jiǎn)便､自動(dòng)化程度高,無(wú)需增加操作管理人員｡

4主要經(jīng)濟技術(shù)指標

可見(jiàn)該工藝處理高濃度的堿渣廢水運行費用低,噸水處理費用僅0.85元/m3(不含折舊與人工費用),年電耗費用為55.6萬(wàn)元(按0.5元/kw.h計)｡

5結語(yǔ)��

對于一直困擾著(zhù)煉油化工行業(yè)污水處理場(chǎng)的堿渣高濃度污水,經(jīng)過(guò)隔油､氣浮等物化處理后,再進(jìn)入內循環(huán)固定生物氧化床IRBAF工藝進(jìn)行生化預處理,能夠有效穩定去除大部分COD,減輕后續普通生化處理工藝的處理負荷,提高整個(gè)污水處理場(chǎng)的抗沖擊能力,出水水質(zhì)穩定,操作簡(jiǎn)便､工程造價(jià)和運行費用低,必將在煉油石化行業(yè)的堿渣高濃度污水處理的領(lǐng)域中得到較廣泛的應用｡