煉油廠廢水的再生技術(shù)與應(yīng)用(1)

1、    煉油廠廢水的再生技術(shù)與應(yīng)用(1)    通過小試與中試研究，開發(fā)了一種新的煉油廢水再生工藝和技術(shù)，采用懸浮載體生物深度處理、臭氧部分氧化及生物活性炭處理等工序深度處理煉油廢水，COD，BOD，NH3-N，油，硫化物，SS，細(xì)菌等主污染物被有效去除，總出水清澈，無色無味，可滿足工業(yè)用新鮮水、生活與辦公雜用、綠化等的水質(zhì)求，且處理費用低，運行穩(wěn)定可靠。 關(guān)鍵詞：煉油廢水 生物深度處理 臭氧氧化 生物活性炭 0前言 煉油廠廢水是原油煉制與加工過程中產(chǎn)生的一類廢水，對環(huán)境的危害大。20世紀(jì)70年代以來，國內(nèi)煉油廠大

2、多采用老三套工藝處理此類廢水，外排水基本可以達標(biāo)。國外煉油廠的噸油耗水量和產(chǎn)生的廢水量均很少，廢水一般采用三級處理，外排水的污染物濃度很低，廢水的回用率高。國內(nèi)煉油廠廢水回用的探索早在上世紀(jì)70年代就開始了，但由于種種原因，沒能堅持下去。90年代以后，我國的缺水矛盾突出，節(jié)水和廢水回用成為人們的共識，廢水回用的研究和應(yīng)用也日益廣泛。 煉油廢水的再生常采用物理、化學(xué)和生物深度處理方法，其中膜分離、高級氧化技術(shù)和生物深度處理是當(dāng)前研究的熱點。膜分離技術(shù)主用于煉油廢水的脫油、去除懸浮物或者除鹽45；高級氧化技術(shù)中臭氧氧化在煉油廢水回用中的應(yīng)用較多，而電化學(xué)、光化學(xué)技術(shù)尚處于試驗階段6；生物深度處理具

3、有除污染效率高、運行可靠、費用低等優(yōu)點，能夠獲得良好的再生水79。還有研究者將達標(biāo)外排水直接回用于循環(huán)水系統(tǒng)，利用藥劑來達到控制結(jié)垢、腐蝕和殺生的目的1012。 從煉油廠廢水回用的現(xiàn)狀看，存在著一些缺陷，如污染物去除不徹底、除污染的種類單一、對循環(huán)水系統(tǒng)的影響大等，因此，開發(fā)簡單適用、高效可靠的廢水再生工藝或技術(shù)仍然十分必和迫切。項目組經(jīng)過一年多的研究，完成了相關(guān)工藝的小試和現(xiàn)場中試，生產(chǎn)性廢水回用處理裝置也已進入應(yīng)用階段，總出水回用到了循環(huán)冷卻水、辦公和生活雜用等領(lǐng)域。 1煉油廠廢水回用處理的試驗研究 1.1外排水的水質(zhì)狀況 中試在大港石化公司廢水處理場進行，試驗用水為該廢水處理場的外排水。

4、主水質(zhì)指標(biāo)如下：COD 80140 mg/L，BOD 4.3648.7 mg/L，NH3-N 6.9177.65 mg/L，油一般低于10 mg/L，SS 52.392.9 mg/L，硫化物、酚低于1 mg/L，外排水的顏色呈暗紅色。 1.2工藝流程及試驗裝置 1.2.1工藝流程 分別建小試和中試裝置各1套。中試裝置為研究的主體；小試裝置作為補充試驗用。中試的技術(shù)路線如下：外排水懸浮載體生物氧化深度處理絮凝沉淀石英砂過濾臭氧部分氧化生物活性炭處理消毒清水回用。 1.2.2主試驗裝置 (1)生物深度處理裝置：共有2套，高為1.8 m，有效體積分別為5.95 m3和4.95 m3 ，采用穿孔管曝氣

5、方式。放置懸浮載體，兩個處理池可串聯(lián)或并聯(lián)使用。懸浮載體呈短圓柱狀，直徑為5 cm，高5 cm，由翼片和套環(huán)組成，密度與水接近，可自由浮動于池內(nèi)不同位置，比表面積達230 m2/m3。 (2)沉淀池：1個。前段用鋼板隔成絮凝反應(yīng)區(qū)，絮凝劑采用無機高分子藥劑聚雙酸鋁鐵(P AF SC)；中段為固液分離區(qū)，后段被隔成清水區(qū)，兼作提升泵的吸水井。 (3)砂濾柱：直徑0.71 m，高3.15 m，放置石英砂，粒徑為0.92 mm，采用氣水反沖洗方式。 (4)臭氧發(fā)生器的產(chǎn)量為35 g O3/h，臭氧與廢水的接觸采用鼓泡混合方式。 (5)活性炭柱為鋼結(jié)構(gòu)，直徑0.82 m，高2.65 m，放入不定形活性

6、炭。活性炭屬于煤質(zhì)炭，碘值和亞甲藍值都很高。 1.3試驗系統(tǒng)的處理效果 懸浮載體生物氧化工藝是一種新型水處理工藝，在固定填料生物接觸氧化工藝的基礎(chǔ)上發(fā)展而來，既有生物流化床的優(yōu)點，也有活性污泥法的特點，管理和運行十分方便。處理裝置投加填料后經(jīng)過4周左右(水溫20 上下)就可培養(yǎng)出良好的生物膜，進入正常的試驗階段。 1.3.1主污染物的去除 試驗系統(tǒng)連續(xù)穩(wěn)定運行7個月，總進水和總出水的主污染物濃度變化見表1。 表1中試裝置的主污染物去除效果(2001年)    項目 1月 2月 3月 4月 5月 6月 7月    C

7、OD(mg/L) 進水 65.2 61.4 69.1 109.3 140.1 122.9 118.8    出水 19.2 11.9 38.3 28.4 39.4 28.8 38.7    BOD(mg/L) 進水 15.4 15.3 11.1 11.8 20.5 17.4 17.4    出水 3.47 4.5 3.61 3.49 5.97 3.65 2.8    NH3-N(mg/L) 進水 18.3 8.49 2.6 9.0 56

8、.5 23.8 29.9    出水 5.65 1.77 0.66 6.42 36.0 10.7 13.4    油(mg/L) 進水 1.8 2.3 2.1 3.3 2.6 5.0 1.7    出水 0.2 0.56 0.94 0.66 0.23 0.63 0.38            論文作者：陳洪斌,龐小東,高廷耀,何群彪,唐賢春摘通過小試與中試研

9、究，開發(fā)了一種新的煉油廢水再生工藝和         本篇論文是由3COME文檔頻道的網(wǎng)友為您在網(wǎng)絡(luò)上收集整理餅投稿至本站的，論文版權(quán)屬原作者，請不用于商業(yè)用途或者抄襲，僅供參考學(xué)習(xí)之用，否者后果自負(fù)，如果此文侵犯您的合法權(quán)益，請聯(lián)系我們。    SS(mg/L) 進水 39.3 57.9 38.2 51.3 66.5 61.6 83.6    出水 16.6 14.2 17.2 11.4 26.0 13.3 20.2 

10、60;  硫化物(mg/L) 進水 0.11 0.067 0.029 0.044 0.068 0.10 0.08    出水 0.009 0.007 0.004 0.008 0.003 0.004 0.002    濁度(NTU) 進水 11.5 8.3 10.5 13.2 15.7 14.9 18.1    出水 1.5 1.2 2.34 1.91 2.81 2.47 2.37注：以上數(shù)據(jù)為各月的平均結(jié)果，水溫為1533 ；2001年4月后臭氧的投加正常

11、，濃度為610 mg/L；主工況條件為：生化深度處理的HRT為510 h，池內(nèi)DO控制在35 mg/L ，絮凝劑的投加量為15 mg/L。 由表1可見，主污染物的去除效果良好。外排水深度處理后，COD40 mg/L，月均去除率為44.6%80.7%；BOD的去除率為67.5%83.9%，出水BOD6 mg/L，可滿足多種回用領(lǐng)域?qū)OD的求。NH3-N的月均去除率為28.7%79.2%，去除負(fù)荷率最高達到0.1 kg/(m3·d)，NH3-N主由懸浮載體生物氧化工序去除，去除效率受進水堿度的影響較大。油、硫化物、SS和濁度等的去除也十分徹底，分析表明硫化物和酚在生物深度處理工序就幾乎

12、被完全去除。 試驗裝置對總有機碳(TOC)有很好的去除效果。進水TOC月平均為22.4 mg/L，總出水平均為3.05 mg/L，總?cè)コ蔬_到86.4%；外排水的色度主通過生物深度處理、臭氧氧化和活性炭吸附去除，總出水色度僅有1020度；外排水的總細(xì)菌數(shù)為104105個/mL，總出水為102103個/mL，低于工業(yè)用新鮮水的指標(biāo)。試驗表明，液氯和臭氧對回用水均有理想的殺菌作用，但前者的費用更低。 1.3.2微量有機物的去除 煉油污水的微量有機物種類與數(shù)量均較多。GC-MS分析表明，外排水分子量100以上的有機物共147種，總濃度為1409.63 g/L，出水共有74種物質(zhì)沒有檢測到，66種物質(zhì)

13、的濃度顯著減少，微量有機物的總濃度為52.49 g/L，降低了96.3%?？梢?，微量有機物的去除十分徹底。 1.3.3懸浮載體與活性炭的微生物狀況 生物處理池穩(wěn)定運行時，填料表面呈褐色至淺褐色，分布著一層致密、均勻的生物膜，生物量較高，每個填料的生物量為0.118 50.177 3 gTS，揮發(fā)性成分占50%以上，表明填料上積泥少，膜的活性很高。生物膜上有數(shù)量眾多的球狀細(xì)菌、桿狀細(xì)菌，此外，還有某種不知名的微小生物體。光學(xué)顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn)，附著在懸浮載體填料表面的動物主是纖毛類原生動物，輪蟲、環(huán)節(jié)動物等后生動物也時有出現(xiàn)。總之，填料表面的生物相非常豐富，十分有利于污染物的去除。 在活性炭的表面或

14、巨孔微生物生長的區(qū)域，既有很小的菌落，也可以看到單個或幾個連在一起的菌群，以球菌和桿狀菌為主。這說明細(xì)菌主生長于活性炭的表面或者巨孔內(nèi)，水和污染物可以自由地流動而不會影響炭的吸附功能。被吸附的污染物除了大分子物質(zhì)外還有臭氧氧化后的中間產(chǎn)物，它們可以作為微生物生長的良好基質(zhì)，細(xì)菌除了將這部分易降解的物質(zhì)代謝外，還可以利用共代謝分解大分子物質(zhì)，甚至某些細(xì)菌通過誘導(dǎo)效應(yīng)產(chǎn)生和分泌特定的酶，直接氧化或分解大分子物質(zhì)，實現(xiàn)活性炭的微生物再生。 從活性炭的靜態(tài)吸附和培養(yǎng)微生物后連續(xù)運行的試驗也可反映出，微生物生長后，活性炭的吸附能力提高了一倍以上，即從257.49 mgCOD/gAC提高到了536.37

15、mgCOD/gAC。 2煉油廢水再生工藝的工業(yè)化應(yīng)用 大港石化公司所在地區(qū)的水資源非常短缺，從2000年開始新鮮水的價格就超過了3元/m3 ，公司每年需支付巨額水費，嚴(yán)重制約著企業(yè)的長期發(fā)展。公司年排放廢水量近300萬m 3，這部分水如果回用，既可以減少環(huán)境污染，節(jié)約大筆購水費用，還為公司的長遠發(fā)展提供了足夠的水源保障。2001年8月，公司根據(jù)小試和中試的研究成果，將原有處理規(guī)模為180 m3/h的廢棄裝置進行技術(shù)改造，建設(shè)了廢水回用工程，設(shè)計處理水量為300 m3/h 。 2.1廢水回用工程的技術(shù)路線 廢水回用工程將充分利用原裝置，根據(jù)現(xiàn)場情況，工藝路線略做調(diào)整：沉淀工序由原有氣浮池替代，臭

16、氧氧化工序暫用增氧處理代替，預(yù)留臭氧發(fā)生裝置和氣水混合設(shè)施的位置。新建砂濾池、炭濾池(含增氧池)等構(gòu)筑物。廢水回用工程的工藝流程見圖1。 圖1廢水回用工程的工藝流程示意 2.2主處理構(gòu)筑物 (1)調(diào)節(jié)池。由原隔油池改造而成，總體積為1200 m3，內(nèi)置空氣管線。功能為調(diào)節(jié)水質(zhì)和沉降部分懸浮物。冬季水溫過低時通過蒸汽可對外排水適當(dāng)升溫。 (2)生物深度處理池。共4個，由原一級氣浮池、調(diào)節(jié)池和均質(zhì)池改造而成，水力停留時間為10 h，主用于去除外排水的溶解性污染物質(zhì)。每個池內(nèi)布設(shè)若干組穿孔管曝氣單元，各曝氣單元的氣量可調(diào)。池內(nèi)放置懸浮載體填料，填料的投配率為30%50%。生物處理池進口安裝流量計、溫

17、度計，堰流出水。 (3)絮凝氣浮池。由原后浮選池改造而成，池的前端被改造成絮凝反應(yīng)區(qū)。絮凝藥劑聚雙酸鋁鐵投加到生化處理的出水管處，經(jīng)管道混合后進入反應(yīng)區(qū)，該區(qū)設(shè)置機械攪拌槳。氣浮出水有10%20%回流。 (4)石英砂過濾池。新建構(gòu)筑物，共4格，用于去除殘余的微小懸浮物。石英砂粒徑為0.6 1.1 mm，下向流過濾，池底采用穿孔管集水；4格并聯(lián)運行，可單獨反沖洗。反沖方式為氣水聯(lián)合反沖洗。濾出水分為3路：一部分進入綠化水罐供全廠綠化、景觀用水；一部分流入清水池用作砂濾池和炭濾池的反沖洗用水；其余大部分水進入后續(xù)深度處理裝置。      

18、      論文作者：陳洪斌,龐小東,高廷耀,何群彪,唐賢春摘通過小試與中試研究，開發(fā)了一種新的煉油廢水再生工藝和         本篇論文是由3COME文檔頻道的網(wǎng)友為您在網(wǎng)絡(luò)上收集整理餅投稿至本站的，論文版權(quán)屬原作者，請不用于商業(yè)用途或者抄襲，僅供參考學(xué)習(xí)之用，否者后果自負(fù)，如果此文侵犯您的合法權(quán)益，請聯(lián)系我們。 (5)增氧生物活性炭濾池。增氧池與活性炭濾池合建。增氧池水力停留時間約為0.58 h，設(shè)置曝氣系統(tǒng)充氧，以提高砂濾池出水的DO，為后續(xù)活性炭

19、表面的微生物提供代謝所需的氧。生物活性炭濾池主用于吸附水中的大分子有機物和去除色度。池內(nèi)放置無定形炭，碘值達 1000 mg/g左右。炭的表面或巨孔內(nèi)所培養(yǎng)的好氧微生物可利用氧降解所吸附的有機物。濾池分為4格，并聯(lián)運行，池底布置穿孔集水管和穿孔布?xì)夤?。反沖洗時先空氣沖洗，然后水力沖洗。沖洗的頻率可根據(jù)水頭損失的狀況而調(diào)整，一般可710 d沖洗1次。 (6)消毒池與儲水罐。消毒池由原表曝池改造而成，采用氯氣消毒的方式。液氯氣化后經(jīng)加氯機送入進池水管，殺滅細(xì)菌和藻類后總出水由泵打入儲水罐、最后進入供水管線滿足全廠生產(chǎn)和辦公雜用。 (7)清水池和反沖洗出水池。分別由后曝氣池和隔油池的一部分改造而成，

20、兩池的有效容積均為270 m3，功能分別為提供反沖洗用水和接受反沖洗后的出水。清水池的水量可滿足砂濾池和炭濾池的兩格反沖洗水量。反沖洗出水被送入排水車間的不合格水罐進一步處理。 目前，廢水回用工程已竣工投產(chǎn)，裝置試運行后出水正常，至今處理水量已超過了30萬m3 。總出水無色無味，多種污染物濃度都很低，總細(xì)菌數(shù)小于103個/L，完全達到了工業(yè)循環(huán)水、生活與辦公雜用的水質(zhì)條件，已回用到了多個需水領(lǐng)域。     3技術(shù)經(jīng)濟分析 3.1經(jīng)濟效益分析 廢水回用裝置正常運行后，按處理水量300 m3/h計算，每年可再生廢水262.8萬m3，每深度處理1 m3水的費用

21、主由以下幾部分組成：能耗費用0.47元，藥劑、活性炭等易耗材料費共0.51元，人工費用為0.15元，設(shè)備折舊費按10年折舊為0.46元。則每深度處理1 m3的廢水：不計折舊的處理費用為1.13元，計設(shè)備折舊則為1.59元。 工業(yè)新鮮水的價格按3元/m3計，排污費按0.1元/m3計，則回用的凈收益為(按10 年折舊計算)：1.51元/m3。每年產(chǎn)生的經(jīng)濟效益十分顯著，運行3年多即可收回全部成本。 3.2社會與環(huán)境效益 工程的運行不僅可為公司找到一條穩(wěn)定的第二水源，解決了企業(yè)的水饑渴矛盾，而且每年可節(jié)約大量的新鮮水，緩解了地區(qū)的缺水危機，因此項目的社會效益十分突出。 此外，每年可削減外排COD的總

22、量236 t左右，對于地區(qū)的水環(huán)境保護和生態(tài)恢復(fù)都有重的意義。 4小結(jié) (1)采用懸浮載體生物氧化、砂濾和臭氧生物活性炭等工藝深度處理煉油廠外排水，去除污染物的種類多、效率高，總出水的水質(zhì)良好，可作為工業(yè)新鮮水、生活、辦公雜用水、景觀水等。 (2)臭氧部分氧化結(jié)合生物活性炭深度處理，臭氧的投加劑量低，活性炭的使用壽命長，對微量有機物和色度的去除效率高；整個工藝主利用生物方法氧化和分解污染物，副產(chǎn)物少，后處理簡單，無需大量的后處理費用。 (3)根據(jù)中試研究的成果而建立的廢水回用工程，出水的水質(zhì)好，裝置運行穩(wěn)定，水的處理費用低。 參考文獻 1M D Knoblock,P M Sutton. Membrane biological reactor system for treatment of oily wastewater. Wat Environ Res, 66(2)：122139 2I Tws,G Albers,et