煉油廠(chǎng)污水處理工藝

為了滿(mǎn)足日益嚴格的煉油取水和排水指標的要求，許多企業(yè)采用膜技術(shù)對達標污水進(jìn)行深度處理后回用[1]。膜技術(shù)具有不發(fā)生化學(xué)相變、高效、環(huán)保、占地少、能耗低、自動(dòng)化程度高、維護方便等優(yōu)點(diǎn)。但在應用過(guò)程中，膜會(huì )被無(wú)機鹽垢、膠體、微生物、金屬氧化物等污染，污染物沉積在膜表面，會(huì )引起膜裝置產(chǎn)水量下降、運行壓力升高或脫鹽率降低，需要對膜進(jìn)行清洗，以保證膜裝置的長(cháng)期運行[2-3]。

本工作以某煉油廠(chǎng)污水場(chǎng)的二沉池出水為原水，采用預處理—超濾—反滲透工藝進(jìn)行深度處理，產(chǎn)水回用于二級脫鹽裝置脫鹽水補水，其中預處理工藝包括接觸氧化[4-5] 工藝和曝氣生物濾池[6-7]工藝。

1 水質(zhì)和試驗流程及裝置

1.1 原水水質(zhì)

原水中C O D 為6 0 ~ 1 6 5M g/L，平均COD為110Mg/L；ρ（NH3-N）為2.40~33.89Mg/L，平均ρ（NH3-N）為15.48Mg/L；ρ（石油類(lèi)）為0.51~38.83m g/L，平均ρ（石油類(lèi)）為4.89M g/L ；p H 為4.6~8.9，平均pH為6.5；TOC為11~32Mg/L，平均TOC為21Mg/L；SS為50~160Mg/L，平均SS為80mg/L。

1.2 試驗工藝流程與裝置

預處理—超濾—反滲透廢水深度處理工藝流程見(jiàn)圖1。原水首先進(jìn)入接觸氧化池，加入氫氧化鈉調節pH，去除部分COD、NH3-N和SS；經(jīng)過(guò)沉淀池沉淀后，再進(jìn)入曝氣生物濾池，進(jìn)一步生化降解水中的污染物，達到去除NH3-N和大部分COD的目的；上述工藝簡(jiǎn)稱(chēng)為預處理。出水經(jīng)精密過(guò)濾器后再經(jīng)次氯酸鈉殺菌，進(jìn)入超濾裝置去除大分子有機物、膠體、細菌等；超濾出水經(jīng)保安過(guò)濾器，加入還原劑亞硫酸氫鈉和阻垢劑MAS208后進(jìn)入反滲透裝置，去除水中的大部分離子，產(chǎn)水直接回用。試驗采用連續運行方式。

 圖1 預處理—超濾—反滲透廢水深度處理工藝流程

接觸氧化池容積42M3，長(cháng)4M，寬2M，氣水比（體積比）3∶1，停留時(shí)間6 h；沉淀池直徑3m，高5M，停留時(shí)間3 h；曝氣生物濾池處理水量7M3/h，陶粒填裝高度2M，卵石填裝高度0.6M，氣水比（3~5）∶1，廢水流速為1M/h。精密過(guò)濾器為多介質(zhì)過(guò)濾，過(guò)濾精度為150 μm；超濾裝置采用的膜組件為MicrozaRUNA-620A型外壓式中空纖維膜，單支膜面積23M2，膜孔徑20~25 nm，單支膜設計產(chǎn)水量1.5~2.5M3/h。

1.3 分析方法

采用重量法測定廢水SS[8]；采用紅外光譜法測定廢水中ρ（石油類(lèi)）[9]；采用玻璃電極法測定廢水pH[10]；采用重鉻酸鉀法測定廢水COD[11]；按照文獻[12]測定廢水總硬度；按照文獻[13]測定廢水電導率；采用蒸餾中和滴定法測定ρ（NH3-N）[14]；采用TOC儀器法測定廢水TOC。

2 運行情況

2.1 預處理的效果

接觸氧化池對廢水中SS和NH3-N的去除效果較好，進(jìn)水SS為 80Mg/L，出水SS為 41Mg/L，SS去除率為49％；進(jìn)水ρ（NH3-N）為17.4Mg/L，出水ρ（NH3-N）為8Mg/L，NH3-N去除率為54%。接觸氧化池對TOC和COD的去除率不高，進(jìn)水TOC為21mg/L，出水TOC為 17Mg/L，TOC去除率為19%；進(jìn)水COD為110Mg/L，出水COD為80Mg/L，COD去除率為27%。

曝氣生物濾池對廢水中各種污染物的去除率均較高，進(jìn)水COD為80Mg/L，出水COD為40Mg/L，COD去除率為50％；進(jìn)水TOC為17Mg/L，出水TOC為11Mg/L，TOC去除率為35％；進(jìn)水ρ（石油類(lèi)）為5Mg/L，出水ρ（石油類(lèi)）為2.5Mg/L，石油類(lèi)去除率為50％；進(jìn)水ρ（NH3-N）為8Mg/L，出水ρ（NH3-N）為1Mg/L，NH3-N去除率為88％。進(jìn)水SS為41.0Mg/L，出水SS為6.3Mg/L，SS去除率為84%。

預處理工藝對廢水中的主要污染物具有較好的去除效果，COD去除率為64%，TOC去除率為48%，石油類(lèi)去除率為50％，SS去除率高達93%，出水水質(zhì)達到膜系統進(jìn)水水質(zhì)要求。

2.2 膜系統的運行情況

2.2.1超濾單元的運行情況

超濾單元在產(chǎn)水流量恒定的條件下運行，通過(guò)觀(guān)察超濾單元進(jìn)水壓力的變化來(lái)表征超濾膜的污堵情況，以及判斷是否需要對膜進(jìn)行化學(xué)清洗。通過(guò)條件試驗確定了超濾單元穩定運行的工藝條件為水溫25 ℃、膜通量 60 L/（m2·h）、反沖洗30min。在上述穩定運行的工藝條件下，超濾單元的運行情況見(jiàn)圖2。由圖2可見(jiàn)，在超濾恒定產(chǎn)水流量2.40 t/h的條件下，超濾單元進(jìn)水壓力在0.04~0.08MPa波動(dòng)，運行近一個(gè)月仍無(wú)需對膜進(jìn)行化學(xué)清洗，可以認為超濾單元在該試驗條件下運行穩定，且化學(xué)清洗周期可超過(guò)一個(gè)月。

 2.2.2反滲透單元的運行情況

通過(guò)條件試驗確定了反滲透單元穩定運行的工藝條件為水溫25 ℃、反滲透膜通量19 L/（m2·h）、水回收率70%。在上述穩定運行的工藝條件下，反滲透單元進(jìn)水壓力變化情況見(jiàn)圖3。由圖3可見(jiàn)，在反滲透產(chǎn)水流量為0.75 t/h的條件下，反滲透單元運行較穩定，進(jìn)水壓力在0.92~1.12MPa波動(dòng)，運行近一個(gè)月無(wú)需對膜進(jìn)行化學(xué)清洗，可以認為反滲透單元在該試驗條件下運行穩定，且化學(xué)清洗周期可超過(guò)一個(gè)月。

 反滲透單元產(chǎn)水水質(zhì)與新鮮水水質(zhì)的比較見(jiàn)表1。由表1可見(jiàn)，反滲透單元產(chǎn)水水質(zhì)遠好于新鮮水。

表1 反滲透單元產(chǎn)水水質(zhì)與新鮮水水質(zhì)的比較

 2.3 經(jīng)濟效益分析

預處理單元運行成本包括接觸氧化池調節廢水pH所消耗氫氧化鈉的費用，以及接觸氧化池和曝氣生物濾池運行消耗的電費，合計預處理單元每噸產(chǎn)水需要0.43元。超濾—反滲透系統運行成本包括超濾單元殺菌劑次氯酸鈉的費用、反滲透單元阻垢劑MAS208和還原劑亞硫酸氫鈉的費用以及系統運行消耗的電費，超濾—反滲透系統每噸產(chǎn)水需要1.61元。整個(gè)預處理—超濾—反滲透工藝處理煉油廠(chǎng)廢水回用于二級脫鹽裝置脫鹽水補水的成本為每噸產(chǎn)水2.04元，低于企業(yè)現有的新鮮水每噸3.45元的費用。

將反滲透系統產(chǎn)水代替新鮮水用作二級脫鹽裝置脫鹽水補水，二級脫鹽裝置的化學(xué)清洗周期可從30 d延長(cháng)至120 d，每年可減少化學(xué)清洗藥劑費約2.7萬(wàn)元。二級脫鹽裝置的使用壽命由2 a增加到8a，每年減少設備更新費約100萬(wàn)元。反滲透系統產(chǎn)水回用后，每年可為企業(yè)節約100多萬(wàn)元，具有一定的經(jīng)濟效益。

3 結論

a）采用預處理—超濾—反滲透工藝深度處理某煉油廠(chǎng)污水場(chǎng)的二沉池出水，預處理單元產(chǎn)水COD 為40Mg/L，ρ（NH3-N）為1Mg/L，SS為6.3mg/L，能夠滿(mǎn)足超濾—反滲透系統的進(jìn)水要求。具體參見(jiàn)http://www.sharpedgetext.com更多相關(guān)技術(shù)文檔

b）在超濾單元恒定產(chǎn)水流量為2.40 t/h的條件下，超濾單元運行壓力在0.04~0.08MPa波動(dòng)，運行穩定，化學(xué)清洗周期可超過(guò)一個(gè)月；在反滲透單元產(chǎn)水流量為0.75 t/h的條件下，反滲透單元運行壓力在0.92~1.12MPa波動(dòng)，運行較穩定，化學(xué)清洗周期可超過(guò)一個(gè)月。

c）預處理—超濾—反滲透工藝深度處理煉油廠(chǎng)污水場(chǎng)的二沉池出水，回用于二級脫鹽裝置脫鹽水補水的成本為每噸產(chǎn)水2.04元，低于企業(yè)現有的新鮮水每噸3.45元的費用。該優(yōu)質(zhì)產(chǎn)水取代新鮮水回用至二級脫鹽裝置系統每年可為企業(yè)節約100多萬(wàn)元。