煉油化工廠在加工過程中,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)隨煉油廠類型及加工工藝不同而異｡煉油化工廠堿渣主要來自常減壓､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,實際上堿渣中還含有許多可被回收利用的物質(zhì),通過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(shù)十萬,COD及硫化物､酚等污染物的排放量占煉油廠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,直接排放到全廠污水系統(tǒng),會給污水處理場生化系統(tǒng)帶來很大沖擊,嚴重影響污水處理場的正常運行,堿渣污水直排污水系統(tǒng)一直是造成煉油石化行業(yè)污水處理場沖擊､影響凈化水水質(zhì)的隱患｡因此,必須采用行之有效的預(yù)處理方式對煉油化工廠的堿渣進行必要的預(yù)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(xiàn)污染轉(zhuǎn)移(大氣)或轉(zhuǎn)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(yù)處理的目的｡堿渣的處理效果受制于氧化反應(yīng)體系的溫度與壓力,污染物去除效率越高,相應(yīng)體系所需的溫度與壓力也就越高,WAO法高昂的設(shè)備投資額度和運行費用使其應(yīng)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,運行管理簡單,處理效果穩(wěn)定｡��

生物氧化法是采用首先將堿渣進行適度的稀釋(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(yīng)器,使硫細菌在生物反應(yīng)器中形成生物氧化床,通過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(yù)處理的目的｡生物氧化方式相比具有較好的的技術(shù)經(jīng)濟價值,而內(nèi)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)品精制過程中產(chǎn)生的廢堿渣(汽油､柴油､液態(tài)烴等堿渣)開發(fā)的,大幅度減輕污水處理場的進水負荷,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(xiàn)有污水處理系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)和達標排放｡

2IRBAF處理工藝簡介��

內(nèi)循環(huán)固定生物氧化床技術(shù)(EnternalRecurrenceFixedBiologicalBed縮寫IRBAF)是在常溫､常壓的條件下,利用專屬微生物特殊的工藝環(huán)境,形成一個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(yīng)池經(jīng)過一定時間的運行,其填料中將產(chǎn)生大量的生物質(zhì),當新增生物量床,過多時,會影響水在填料內(nèi)部的運行,降低處理效率,此時需通過反沖洗將生物床中的過剩生物質(zhì)脫出｡BAF的反沖洗可通過反沖洗自控系統(tǒng)或半自控系統(tǒng)來完成｡反沖洗周期視進水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｡反沖洗采用新型脈沖氣水聯(lián)合反沖洗技術(shù),反沖洗風采用煉油廠的非凈化風,反沖洗水采用二級內(nèi)循環(huán)BAF的凈化出水,沖出的高濃度泥水混合液自流進入泥水分離池,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間現(xiàn)有的污泥處理系統(tǒng)｡��

IRBAF工藝的特點: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(wěn)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(yīng)器充氧的同時,將污水沿曝氣管道提升,再經(jīng)過反應(yīng)器生物床,形成循環(huán),避免了傳統(tǒng)曝氣方式對濾料的沖刷,同時由于反應(yīng)器水體呈內(nèi)循環(huán)狀態(tài),每小時可以循環(huán)10～20次,增加了濾料內(nèi)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(yīng)器的處理效能,具有完全混合式反應(yīng)器的特點,提高了反應(yīng)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(tǒng)曝氣方式容積利用率低,易形成水流短路的現(xiàn)象,提高了反應(yīng)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(tǒng)反洗技術(shù)的改進,提高了濾料層擾動的強度,提高系統(tǒng)應(yīng)力中的附加切應(yīng)力,提高顆粒間的碰撞機會,從而提高系統(tǒng)的反沖洗效果,避免濾料的粘結(jié)堵塞,保持反應(yīng)器的活性,達到穩(wěn)定處理的目的｡④自動化程度高:反沖洗是保障系統(tǒng)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(shè)計系統(tǒng)的整個反沖洗過程由程序控制,自動按次序控制管道上的閥門,減少人力,方便操作｡

3工程實踐介紹

3.1污水來源及水質(zhì)��

荊門分公司污水處理場于2000年擴建為設(shè)計處理能力為1000t/h,隨著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值時有超標,很難穩(wěn)定達到一級排放標準,經(jīng)數(shù)據(jù)顯示進入污水處理場的來水有著高濃度污染源。

分析可以看出,前三類廢水的COD濃度都在15000mg/l以上,從濃度和水質(zhì)特性來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行預(yù)處理,以確保總出口排放污水的穩(wěn)定達標｡
3.2工藝流程��

高濃度污水處理工程的重點為COD的降解,對于高濃度的污水預(yù)處理工程,首先應(yīng)對進入污水處理場的污水進行分流,即必須將高濃度的污水與普通的污水在進入污水處理場的構(gòu)筑物之前進行分開,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,進入IRBAF生化處理單元,待COD大部分去除后,再進入現(xiàn)有的污水生化處理系統(tǒng)處理至達標排放的要求｡經(jīng)調(diào)研確定,高濃度堿渣污水處理流程為:

3.3主要構(gòu)筑物和設(shè)備工藝參數(shù)��

(1)內(nèi)循環(huán)BAF池:BAF反應(yīng)池是利用原有的曝氣池進行改造,共設(shè)置8間,單間池體規(guī)格:6750×3538×5600,每間處理水量為15m3/h,填料容積為62.5/m3,停留時間4.17h,填料高度2.5m,曝氣量為3Nm3/min,反沖洗風量40Nm3/min,反洗風壓0.45MPa｡��

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

(3)內(nèi)循環(huán)反沖洗系統(tǒng):內(nèi)循環(huán)反應(yīng)池共8間,每間池安裝氣動閥2臺,電磁閥1臺,依次為出水氣動閥､反沖洗進水氣動閥､反沖洗風電磁閥｡分別控制出水､反沖洗進水､反沖洗進風的打開與關(guān)閉,以進行BAF池的反沖洗的自動控制｡��

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

3.4IRBAF處理系統(tǒng)運行效果��

本工程已于2006年12月完成設(shè)計,2006年4月建成投運,經(jīng)過一段時間的運行,環(huán)保監(jiān)測部門對該工程進行了驗收監(jiān)測。

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

3.5工程設(shè)計特點��

本次設(shè)計為在原有的污水處理場進行改造,內(nèi)容多､流程長,設(shè)計中總結(jié)有以下特點:��

(1)在整個污水處理場的改造過程中盡量利用原有構(gòu)筑物和設(shè)施,在增加新工藝的同時中盡量通過設(shè)置閥門保持原有處理流程的暢通,使污水處理場可以根據(jù)來水的不同而靈活的調(diào)節(jié)流程,以節(jié)省能耗和提高污水處理場的抗沖擊能力｡��

(2)處理效率高,二級內(nèi)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(nèi)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)使整個工藝運行穩(wěn)定､管理簡便､自動化程度高,無需增加操作管理人員｡

4主要經(jīng)濟技術(shù)指標

可見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55.6萬元(按0.5元/kw.h計)｡

5結(jié)語��

對于一直困擾著煉油化工行業(yè)污水處理場的堿渣高濃度污水,經(jīng)過隔油､氣浮等物化處理后,再進入內(nèi)循環(huán)固定生物氧化床IRBAF工藝進行生化預(yù)處理,能夠有效穩(wěn)定去除大部分COD,減輕后續(xù)普通生化處理工藝的處理負荷,提高整個污水處理場的抗沖擊能力,出水水質(zhì)穩(wěn)定,操作簡便､工程造價和運行費用低,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(yīng)用｡