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1、1大孔吸附树脂处理炼油碱渣技术摘要：碱渣主要来源于石油产品的油品精制，碱渣组成复杂，除游离碱外，还含有环烷酸、酚、中性油以及硫化物等，其 COD 值可达几万到几十万。由于缺乏理想的处理方法，目前仅做初步处理后排至污水场。碱渣污染物毒性大、浓度高，直接排放到炼厂的综合污水处理系统会严重影响污水处理场正常运行、大大降低污水处理达标率、增加污水处理运行费用。该项目利用大孔树脂吸附技术和微电解原理，采用自行研制的 DRH 类树脂（发明专利，CN1142485A），吸附碱渣中的酚类物质，可重复使用再生；微电解技术依靠原电池的作用，使污水中的某些污染物经还原和氧化而去除。 关键词：大孔吸附树脂 处理炼油碱
2、渣技术 一、国内外现状、发展趋势、社会经济意义碱渣主要来源于石油产品的油品精制，因精制工艺和被精制油品的性质及产量的不同，碱渣的性质各异。碱渣组成复杂，除游离碱外，还含有环烷酸、酚、中性油以及硫化物等，其 COD 值可达几万到几十万。国内炼油厂碱渣年产量约 30 万吨，由于缺乏理想的处理方法，目前仅做初步处理后排至污水场。碱渣污染物毒性大、浓度高，直接排放到炼厂的综合污水处理系统会严重影响污水处理场正常运行、大大降低污水处理达标率、增加污水处理运行费用。国内开发的其他碱渣处理技术，以期最大限度地回收碱渣中的酚，降低处理后2污水中的有毒物质，但均未取得突破性进展。由于发达国家采用全加氢炼油工艺，
3、不存在或很少有碱渣产生，而且大多对碱渣采用集中处理的办法。而根据我国国情采用此方法在目前一个相当长的阶段不现实，随着国家环境保护法律法规的逐步健全以及执法力度的逐步加大，开发具有我国自主知识产权的炼油碱渣处理技术，以减轻它对环境造成的危害，对国内以及发展中国家炼油行业的污水处理具有深远的意义，推广前景良好。由环保科技有限公司与大学环境工程联合开发的炼油碱渣处理技术，是典型的产、学、研联合创新项目。该项目利用大孔树脂吸附技术和微电解原理，采用我们自行研制的 DRH 类树脂（发明专利，CN1142485A），吸附碱渣中的酚类物质，可重复使用再生；微电解技术依靠原电池的作用，使污水中的某些污染物经还
4、原和氧化而去除。该课题自 1997 年开始进行研究，目前已完成了全国炼油系统碱渣处理现状调研、碱渣处理技术试验研究小试、确定碱渣总体处理流程、在小试基础上确定碱渣处理工业试验装置设计参数、工业试验装置设计、建设等工作。目前国内对常一、二、三线及催化碱渣的处理工艺如下：1 常一、二、三线碱渣1.1、硫酸酸化法1.2、二氧化碳酸化法2、催化碱渣催化碱渣目前较好的工艺是：3上述处理工艺排放的废水仍含有很高浓度的 COD、酚等，虽然限量流入污水处理场，仍影响污水处理场的处理效果，并且腐蚀管线。国内正在或已经开发的碱渣处理技术，以期最大限度地回收碱渣中的环烷酸、酚，降低处理后废水中的有害物质，但均未取得
5、突破性进展。二、大孔吸附树脂处理炼油碱渣工艺创新内容、技术路线、技术指标及技术关键1、创新内容利用对酚具有特效吸附能力的大孔吸附树脂和微电解工艺，结合炼油厂各类碱渣的特点，在优化条件下处理碱渣，最大限度地回收碱渣中的酚、环烷酸，降低处理后废水中的有害物质，消除该废渣对污水处理场的冲击影响。炼油碱渣处理技术开发的主要内容包括以下三个方面：常一、二、三线碱渣处理小试、工业试验研究；催化碱渣处理小试、工业试验研究；混合碱渣处理工业试验研究。本项目创新内容主要是利用对酚具有特效吸附能力的大孔吸附树脂和微电解工艺，结合炼油厂各类碱渣的特点，在优化工艺操作条件下处理碱渣，最大限度地回收碱渣中的酚，降低处理
6、后污水中的有害物质，消除该废渣对炼油厂终端污水处理厂的冲击。2、主要技术内容及基础原理4炼油碱渣处理系统工艺流程见图 1：由酸化处理单元来的柴油碱渣废水和汽油碱渣废水混合后进入烟煤吸附滤池，滤后的废水用泵打入铁屑微电解塔。电解后的出水进入第一缓冲槽，用泵抽出送入净化塔，在泵前分别加入 NaOH 溶液和高分子絮凝剂，控制 PH=8.5。经沉淀后的上清液和污泥分别经微孔过滤机过滤后进入第二缓冲槽，在此将废水调至PH=6-7，然后用泵打入树脂吸附塔，树脂吸附后的水直接流入炼厂污水处理场。吸附饱和后的树脂用碱再生，再生后的树脂继续用于吸附。解吸下来的酚液经储槽用泵送到蒸发器蒸发浓缩到碱浓度为 30%，
7、然后排入浓缩液储槽，最后将其送到催汽碱渣储槽，和汽油碱渣一起酸化分离出粗酚。3、主要技术创新点论述3.1、烟煤吸附技术利用烟煤对碱渣中有机物的吸附性去除其中的 COD，特别是去除有机酸类和长链烃类。另外可利用烟煤过滤去除酸化碱渣中的部分悬浮物，并使 Na2SO4 能全部结晶出来，避免对后续污水处理产生影响。且吸附后的烟煤能直接做燃料，通过燃烧将有害物质处理掉，避免产生二次污染。烟煤处理汽油及柴油碱渣废水的效果见表 1。表 1：烟煤处理汽油及柴油碱渣废水的效果5名 称PH进口 CODmg/l出口 CODmg/lCOD 去除率%柴渣废水2.5532783081842.2柴渣废水2.53580023
8、70033.8汽渣废水3.03578462238737.5汽渣废水3.0410002660035.1烟煤吸附去除率 一般为 30-35%左右，饱和吸附容量 q 在 9.5-11.9%(COD)之间，吸附平衡时间 t 一般为 4 小时。3.2、铁屑微电解 + 混凝沉淀本技术去除废水中污染物的原理在于：废水中的含氮化合物在还原气氛中可形成不溶性化合物而除去；废水中的硫化物可和 Fe2+形成 FeS 沉淀而去除；在加碱中和过程中新生态的氢氧化铁可吸附其中部分有机化合物而去除；利用铁屑中和废水中的酸而使 PH 值上升；经中和絮凝沉降、过滤可使水中悬浮物充分去除，便于后续的树脂处理。铁屑微电解 + 混凝
9、沉淀的处理效果见表 2。表 2：铁屑微电解 + 混凝沉淀的处理效果类 别处 理 前7处 理 后COD 去除率%备 注PHCODmg/lPH酚 mg/lCODmg/l柴渣废水2.5532788.3-3117041.5加 0.3mg/l 分子量 600 万的阴离子型聚丙烯酰胺做絮凝剂2.02500088.5-1595036.2汽渣废水2.0358008.276502127040.63.0410008.581002243045.3混合废水(经烟煤吸附后)3.09324608.059101810044.23.5194108.341301240036.1铁屑微电解 + 混凝沉淀处理单元去除率 稳定在 3
10、6-44%左右，铁屑内解后出水 PH 一般在 5.5-6.5 之间。经微孔过滤后，出水悬浮物含量在 10mg/L 以下。 3.3、大孔吸附树脂处理技术本研究选用的 DRN 型大孔吸附树脂，以苯乙烯、二乙烯苯为骨架，经氯甲基化后交联而成。该树脂对酚和硫化物均有较好的吸附效果。在催汽碱渣废水含酚量为 6000-8000mg/L 时，树脂吸附量 q 为 100-120mg/ml，出水酚浓度100mg/L，废水中的硫酸盐及硫化物对树脂的吸附没有影响，并可用碱再生重复使用。再生液经浓缩后，回酸化可以回收酚。大孔吸附树脂处理碱渣废水效果见表 3。表 3：大孔吸附树脂处理碱渣废水效果10类别混凝沉降后出水进
11、树脂塔前 PH树脂处理后出水COD 去除率%PH酚 mg/lCODmg/lPHCODmg/l酚 mg/l沧炼混合碱渣废水8.05910181006.06.33950115278.28.34130124006.56.825703579.3胜利炼厂混合碱渣废水8.0360095206.06.59804589.78.312281071306.56.95104092.8碱渣废水经混凝沉淀后,主要污染物是酚。这里充分利用了大孔吸附树脂脱酚性能（酚去除率为 98-99%），不仅能保证碱渣废水 COD、PH 及酚等各项指标满足预期要求，还可回收酚。 3、性能指标比较对于碱渣废水，由于其 COD 浓度很高且含
12、有很多影响生化处理系统正常运行的有害物质，会对后续污水处理场造成冲击，严重影响出水水质。国内外多年来一直在寻找有效处理该废水的途径。国内已经采用或研究过的方法有柴油碱渣废水的混凝沉淀厌氧法和萃取法、催汽碱渣废水的酸化萃取、磺化煤脱酚、SBR 生化法及中和、气浮、机械过滤组合等技术，但总体看均存在不同的问题而难以运行，且出水 COD 远远高于我们所开发的新碱渣处理技术；从装置运行费用上来看，其他方法吨碱渣废水处理成本均高于 50 元 RMB，而大孔树脂吸附法处理吨碱渣净收益为 70 元 RMB。表 4：项目实施前后技术指标对比情况13项 目 实 施 前项 目 实 施 后出水 COD70000-2
13、00000mg/l3000-5000mg/l出水挥发酚5000-10000mg/l0-100mg/l回收产品质量提高了产品数量及质量终端污水处理设施经常冲击正常运行不受影响、达标率提高14综合污水处理费用高有所降低三、微电解和树脂处理工艺简介在该碱渣处理路线中主要采用了树脂吸附技术和微电解技术，树脂吸附技术中采用的树脂为 DRH 类树脂，该树脂是发明者历经多年研究的结果，树脂以苯乙烯-二乙烯苯为骨架，经后交联等步骤形成的。该树脂的特点是吸酚量大，其在废水浓度为 6000mg/l 酚时，吸酚量可达 120kg/m3；强度高，丙酮-水溶液中膨胀收缩 50 次，强度为 95%以上；可重复使用再生，以
14、在国内多家工厂应用。微电解技术是依靠原电池的作用，使废水中某些物质经还原和氧化而去除，其操作方便、运行成本低。染料、印染行业已得到较广泛的应用。四、结论1 使用本研究拟订的技术路线处理碱渣，处理后的污水中酚含量小于100mg/l，COD 浓度 3000-5000mg/l，能满足炼油系统污水处理场的进水指标要求，其中酚回收率在 95%以上。2 理吨碱渣效益显著。目前，碱渣经初步处理直接排入污水场吨碱渣处理费用约 15 元，利用本研究技术比现有工艺处理吨碱渣可增收节资 70 元；国内炼厂均采用此技术后，年增收节资可达 2100 万元以上，具有较好的经济效益。3 利用该技术碱渣得到有效处理后，国内炼油厂年 COD 去除量为 28500 吨以15上，将大大改善污水处理场的运行条件，为炼厂排水各项污染指标达标奠定了基础，因此具有良好的环境效益和社会效益。
