炼油工业污水回用的影响因素及对策研究

《炼油工业污水回用的影响因素及对策研究》由会员分享，可在线阅读，更多相关《炼油工业污水回用的影响因素及对策研究（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、4066 炼油工业污水回用的影响因素及对策研究 李 刚 阎光绪 郭绍辉 (石油大学(北京 ) , 环境工程研究开发中心,北京, 102249) 摘 要:从清洁生产与经济角度考虑,炼油污水回用是一项系统工程,它涉及到污染源控 制、污水场运行管理、污水深度处理技术、回用对象四个方面,单纯靠污水深度处理来解决污 水回用问题,无论是在经济性上还是运行稳定性上都存在明显不足。通过对炼油污水的产生到 末端回用全过程的详尽考察,结合对炼油污水回用实践的总结,从炼油厂生产的实际出发,对 炼油污水回用的各个影响因素及其相互作用进行了分析、探讨,并从环境效益和经济效益的层 面综合考虑提出解决方案,为炼油污水回用的

2、研究与实践开辟一条新的思路。 关键词:污水回用 系统工程 深度处理 影响因素 前言 近年来,炼油行业面临日益严重的水资源短缺危机,节水和污水回用成为企业可持续发 展的必由之路。国内炼油工业及环境工作者在污水回用的研究方面做了许多工作,大多致力 于开发先进的深度处理技术以及操作条件的研发,国外已有成熟工程实例1 - 12,但在国内, 大规模的石化污水回用的实例还比较少13 - 20,从可借鉴的科研成果及工厂实践来看,尚缺 乏经典的成功范例。作者认为,从系统角度出发,研究炼油工业污水回用的影响因素并对其 对策进行深入探讨,实现炼油污水可持续回用目的,是十分必要的。 1 炼油企业水循环过程 炼油企业

3、水循环经历了以水、蒸汽的形式进入生产装置,参与各装置的物理化学变化, 除了循环水系统外,大部分的污水通过排水系统,送至污水处理场统一处理,达到工业企业 污水排放标准并外排。污水回用一般是根据回用的具体对象和要求,对外排污水进行深度处 理,并输送至回用地点。总体流程简图如下(雨水以及各类损失未记入其中 ) : 4171 1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 要实现炼油污水的回用,其水循环的各个环节的操作、运行必定会对污水回用产生各种 影响。要做到合理、经济的污水回用目的

4、,就必须明确各影响因素并针对各因素提出解决 对策。 2 炼油工业污水回用的影响因素 211 污染源 由于炼油厂原油组分复杂,加工装置多,各个装置所排废水的污染物组分及浓度各不相 同,其对污水场运行及污水回用的影响也不相同。因此,掌握各生产装置废水性状是非常必 要的。 21111 各主要装置污水污染物来源及主要污染物21 原油罐区污水污染物主要来自罐底排水,含油较多;常减压装置污水污染物主要来自电 脱盐排水、常减压蒸馏塔顶油水分离器排水、酸碱洗后的水洗水,废水中盐含量较大、乳化 程度较高;催化裂化装置污水污染源来自催化分馏塔顶油水分离器切水及富气洗涤水,这两 部分水中含有大量的硫化物、氨、挥发酚

5、等;催化重整装置污水污染源来自预分馏塔顶、蒸 发脱水塔、减压塔及苯塔等塔顶切水,含有较多油及挥发酚;延迟焦化装置污水污染源主要 来自冷焦和水力除焦过程,排出的含油废水大部分循环使用,有少量含油污水排至污水处理 场处理,另一主要污水来自分馏塔顶排出的含硫污水,含有大量的硫化物、氨及油;加氢精 制装置污水是含硫污水的主要来源之一,污水中含有大量的氨、硫等污染物。 21112 污染源对污水回用的影响 炼油厂各装置排入污水场统一处理的污水,其水力负荷、有机物负荷、毒性负荷对污水 处理场运行产生直接的影响。一些装置所排污水含有大量可回收利用的生产原材料或半成 品,直接排放会造成资源浪费;还有一些轻度污染

6、水可直接回用于工艺用水而被排放至污水 场造成水资源的浪费。另外,如不对源头污水采取有效的控制,任由各种污水直接排入污水 场处理,这些污水中污染物浓度高,且污水水量大,污水性质复杂,容易对污水处理场处理 设施产生冲击和破坏,从而导致污水处理场不能稳定运行。在这样恶劣情况下,要实现污水 回用,势必采用更为复杂的深度处理工艺,使污水深度处理的经济性、可操作性受到影响。 212 污水处理场运行 21211 污水处理场 “老三套” 工艺 目前国内炼油厂污水处理场的主体治理工艺基本上是 “老三套”,即隔油-浮选-生化。 同时根据实际水质,设有水量水质均衡设施, pH调节等设施。 21212 污水处理场存在

7、的问题22 (1)随着原油的变重及炼油深加工技术的不断发展,各生产装置的排污量和污染物浓度 及污染物成分都大幅增加,而污水处理场没有进行相应的工艺改进,造成水量水质的冲击, 导致污水场处理效果恶化。 (2)缺乏预处理设施和应急措施。许多炼厂污水处理场缺乏必要的预处理设施和应急措 施,当生产装置检修、设备泄漏、事故等问题出现时,造成污水场的瞬时有机负荷和毒性负 荷冲击,从而破坏污水场的正常运行,严重影响处理效果。 (3)部分污水处理设施结构及操作参数不合理,处理效率低。国内炼油厂污水场普遍存 5171 1994-2007 China Academic Journal Electronic Pub

8、lishing House. All rights reserved. 在浮选单元溶气及释放效果差,浮选药剂不配套;生化曝气池大部分采用活性污泥法,生物 量低,水力停留时间短,污泥沉降性能差等现象。 (4)污水场各主要处理单元监测手段不健全,自动化程度低,不能及时监控各单元的处 理状况,当出现问题时,调控措施滞后。 21213 污水处理场运行对污水回用的影响 由于污染源控制及污水处理场设计及操作管理的原因,导致各炼油厂污水处理场运行中 经常出现以上提到的各种问题,从而导致二沉池出水不能达到排放标准,而污水深度处理及 回用的原料水就是外排水,其水质的好坏将直接关系到污水深度处理工艺的选择以及设计

9、参 数的确定。恶劣的外排水水质对深度处理工艺的选择及工艺参数的确定提出了更高的要求, 增加了工程投资及运行维护费用;而低污染物浓度、水质波动较小的外排水则可以采用较为 简单的深度处理工艺,能够更好的体现炼油污水回用的经济效益和环境效益。 213 深度处理 21311 深度处理技术 污水深度处理基本单元技术有:混凝、沉淀(澄清、气浮)、过滤、消毒。对水质要求更 高时采用的深度处理单元技术有:活性炭吸附23、反渗透24 - 25、生物过滤氧化26、离子 交换、电渗析、臭氧氧化等。单元深度处理技术的选择及组合应根据技术、经济等因素综合 考虑,并受来水水质、回用对象水质要求制约。 21312 深度处理

10、技术对污水回用的影响 炼油污水回用是基于水资源的日益紧张以及企业不断的寻求降低生产成本途径的综合考 虑而提出的课题。其中深度处理技术的选择和组合是污水回用的关键环节,它直接关联着污 水回用的成败,并且关系到炼油厂污水回用工程的经济效益和环境效益。过于简单的炼油污 水深度处理工艺可能导致污水回用过程中产生各种问题,如腐蚀,结垢,生物粘泥等,会对 正常生产带来潜在的,长期的安全隐患。而过于复杂、冗长的深度处理工艺不但增加了投资 规模,对深度处理设施的操作与维护提出了更高的要求,同时也降低了污水回用的经济效 益,提高了炼油生产的成本,使企业在竞争中处于不利地位,从而影响了污水回用的实用性 及可行性。

11、 214 回用对象 21411 炼油厂内不同回用对象对回用水质的要求27 (1)绿化用水:要求不会对植物产生毒害作用,不恶化土壤结构,主要控制回用水中油 等有机污染物。生产装置内污染程度较低的排水(如机泵冷却水、离子交换反冲洗水)经简单 处理或不经处理即可回用于绿化用水。 (2)一般工艺用水:不影响产品品质,不增大原料消耗,不对生产产生不利影响。在炼 厂生产中,按照工艺用水水质要求标准高低,可将某一装置的排除水直接回用于另一装置生 产。如蒸馏车间分馏塔顶回流罐切水直接用于脱盐注水,催化分馏塔塔顶油水分离切水直接 用于富气洗涤水,锅炉排污水进行减压闪蒸回收冷凝液并利用余热后,残液作为循环水补 水

12、。 (3)循环冷却水补水:对产生沉积,结垢及粘着物,杂质含量有要求。循环水在炼油厂 用量很大,现在许多炼油污水回用都是针对循环水补水为回用对象。 6171 1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. (4)锅炉除盐水补水:无产生水垢的杂质和产生高温腐蚀的物质,对盐含量有较高要 求,通常需在深度处理工艺中加除盐单元。 21412 回用对象对污水回用的影响 回用对象的水质要求及回用水量对深度处理工艺的生产规模、造价、运行成本等均产生 不同程度的影响。不同的回用对象对回用水水质要

13、求不同,相应的深度处理方法及工艺要求 也不同,只有确定了炼油污水的回用对象才能根据具体的回用水质要求经济的、合理的选择 深度处理工艺,从而达到污水回用的目的。 3 对污水回用各影响因素的控制对策 311 污染源的控制 (1)实施清洁生产的原则,采用先进工艺,变 “末端治理” 为 “全过程控制”,做到减少排 污或不排污。 (2)合理划分排水系统,做好清污分流,污污分流工作,从而保证清净废水及轻度污染 水的就地回收利用和高浓度污水的预处理及资源回收。 (3)搞好预处理,在合理的污污分流后,针对高浓度的污染源建立必要的油及其他污染 物的回收设施,在变废为宝的同时,极大地降低污水处理场的有机和毒性负荷

14、,为污水场的 稳定运行提供良好的进水条件。例如高含酚污水经过萃取脱酚后排入污水系统28;高含硫 污水经过汽提脱硫或空气氧化脱硫后就近回用或排入污水系统。 312 污水处理场的平稳运行29 (1)充 分挖掘现有污水处理设施的潜力,并进行适当的优化改造 强化一级处理的效果,对隔油、浮选等单元进行优化改造,确保一级物化处理的出水达 到生化进水要求,避免对二级生物处理造成冲击。 强化生物处理,优化曝气,采用生物膜法技术对现有的活性污泥法进行必要的改造,保 证生化出水尽可能低于排放标准,为深度处理和回用创造良好条件。 (2)建立健全污水场的各种监控手段 针对关键的单元设施 均质、隔油、浮选、生化提高自动

15、化控制水平。如均质单元的 pH在线监测以保证后续单元免于高浓度酸、碱的冲击;隔油池废油收集、低泥外排,浮选 单元的药剂投加及自动刮渣,曝气池中溶解氧自动调节系统、COD在线监测等自动监控手 段对整个污水场的稳定运行起着重要的作用。 流量、温度、压力、液位等操作参数的在线监控以及pH值、电导率、浊度、溶解氧、 COD等水质指标的在线测量可确保操作参数的及时调控及各单元构筑物的平稳运行。 313 深度处理工艺的选择30 (1)污水深度处理工艺的选择必须基于处理后废水的用途,回用方式及回用对象; (2)必须结合原水水质并确定处理后目标水质,将腐蚀、结垢、生物粘泥等因素考虑 进去; (3)在设计方案确

16、定中,经济因素是目前污水回用所必须考虑的主要因素,应尽可能地 利用污水场现有设施,以降低工程投资,并有针对性的选择深度处理单元及工艺组合,降低 污水深度处理的运行和维护费用。 (4)污水深度处理的工艺流程及设计参数的确定最好通过实验室试验及现场中试试验, 7171 1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 并借鉴国内外成功的运行经验,避免出现技术及决策失误。 314 污水回用对象及回用路线的确定 污水回用对象及回用路线的确定主要考虑污水回用的经济性、规模性以及对现有设施的 充分利用及炼油厂内各种回用对象对水质的要求。对水质要求不高的回用对象可根据原水水 质采取就地回用的方式,或者经过简单处理后回用;可能对回用产生严重影响的水质需经过 适当的深度处理后方可回用。 4 结论 411 污水回用是一项系统工程,涉及污染源及其预处理状况,污水场的