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石油化工是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè), 在我國(guó)現(xiàn)代化建立中具有無(wú)足輕重的位置。 石油化工企業(yè)是用水大戶, 而我國(guó)的石油化工企業(yè)中有相當(dāng)一局部位于干旱或缺水地域, 供水缺乏成為石油化工企業(yè)擴(kuò)展生產(chǎn)制造的限制性要素之一。 另一方面, 我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速開(kāi)展, 石油生產(chǎn)制造量不時(shí)攀升, 國(guó)內(nèi)石油化工企業(yè)生產(chǎn)制造范圍持續(xù)擴(kuò)展、 加工深度不時(shí)進(jìn)步, 石油化工污水水質(zhì)呈現(xiàn)出污染物品種增加、 水質(zhì)復(fù)雜的趨向。隨著水資源的日益慌張和人們環(huán)境維護(hù)認(rèn)識(shí)的加強(qiáng), 石油化工污水的處置越來(lái)越遭到人們的關(guān)注。
1 石油化工污水概述
1.1 石油化工污水水質(zhì)特性
石油化工是以石油為原料, 以裂解、 精煉、 分餾、 重整和合成等工藝為主的一系列有機(jī)物加工過(guò)程。 石油化工產(chǎn)品生產(chǎn)制造過(guò)程長(zhǎng), 生產(chǎn)制造安裝多, 產(chǎn)生的污水水量大, 典型的石油化工污水中含有石油類(lèi)、 CODCr、 氨氮、 硫、 酚、 氰化物等常規(guī)污染物。同時(shí), 不同的企業(yè)因產(chǎn)品不同, 所產(chǎn)生污水中還含有多種與其有機(jī)化學(xué)產(chǎn)品相關(guān)的特征污染物, 如多環(huán)芳烴化合物、 芳香胺類(lèi)化合物、 雜環(huán)化合物等,從而形成污水不只水質(zhì)復(fù)雜, 而且有毒物質(zhì)多。 此外, 企業(yè)的開(kāi)停車(chē)、 檢修、 原料來(lái)源的改動(dòng)等生產(chǎn)制造上的動(dòng)搖都會(huì)惹起污水水量以及污染物的含量和性質(zhì)發(fā)作變化, 增加了污水處置設(shè)備的沖擊負(fù)荷。
1.2 污水流程與處置工藝
在石油化工開(kāi)展的初期, 由于缺乏節(jié)水認(rèn)識(shí),石油化工企業(yè)的生產(chǎn)制造安裝的進(jìn)水管線并聯(lián)設(shè)置, 每個(gè)生產(chǎn)制造安裝都取用新穎水, 而產(chǎn)生的污水一并排入污水處置設(shè)備(圖 1a)。 隨著石油化工工藝的開(kāi)展,人們逐步認(rèn)識(shí)到, 某些生產(chǎn)制造工藝對(duì)水質(zhì)的請(qǐng)求不高, 其它工藝過(guò)程中產(chǎn)生的污水能夠與新穎水以一定比例混合, 作為這些工藝的進(jìn)水(圖 1b)。 接著隨著水處置技術(shù)的進(jìn)步, 人們發(fā)現(xiàn)一些工藝排水水質(zhì)復(fù)雜、 難于處置, 而另外一些工藝排水水質(zhì)簡(jiǎn)單, 依照水質(zhì)的不同對(duì)污水單獨(dú)處置, 比將這些污水混合在一同處置愈加經(jīng)濟(jì)(圖 1c)。 近年來(lái), 水資源日趨慌張, 研討人員將某些污水實(shí)行適度/深度處置后, 直接作為其它工藝過(guò)程的進(jìn)水(圖 1d)。據(jù)報(bào)道, 在整個(gè)工藝過(guò)程中, 水的用量約為原油加工量的 20 ~ 50 倍, 固然其中大局部的水能夠循環(huán)運(yùn)用, 但是依然會(huì)產(chǎn)生 0.4 ~ 1.6 倍于原油加工量的污水。
石油化工污水的根本工藝由隔油、 氣浮、 生物處置和后處置 4 局部組成, 在該過(guò)程產(chǎn)生的浮油、底泥和剩余污泥經(jīng)過(guò)濃縮或脫水后實(shí)行綜合應(yīng)用或燃燒。 石油化工污水處置根本工藝如圖 2 所示。
1.2.1 隔油
石油化工污水中含有較多的石油類(lèi)物質(zhì), 它們不只漂浮于水面和粘附在處置安裝外表, 而且當(dāng)含油量高時(shí), 活性污泥絮體被油膜包圍, 影響微生物吸附有機(jī)物和酶的分泌, 使降解有機(jī)物和氨氮的作用削弱, 同時(shí)因包裹油膜, 污泥絮體密度減小, 污泥沉降效能變差。 例如, 某石油化工企業(yè)生化池進(jìn)水中油的質(zhì)量濃度由 45.7 mg/L 上升到 102 mg/ L,出水氨氮的質(zhì)量濃度由 28.9 mg / L 上升到 62.3 mg/L, 沉淀池出水帶泥嚴(yán)重。
隔油池主要有平板隔油和斜板隔油 2 類(lèi), 由于在平板區(qū)域油膜更新速度較慢, 活動(dòng)性較差, 油珠聚結(jié)效果不及斜板區(qū)域。 斜板隔油池的外表負(fù)荷達(dá) 0.6 ~ 0.8 m3 /(m2·h), 是平流隔油池的 4 ~ 6 倍,因而, 在很多石油化工企業(yè)都有勝利應(yīng)用。 例如大連新港將普通平流隔油池改造為斜板隔油池后, 除油效果顯著, 污水中油的質(zhì)量濃度從 200 ~ 350 mg /L 降落到 10 ~ 15 mg/L。
1.2.2 氣浮
由于隔油池只能去除污水中的浮油和粗分散油, 因而還需氣浮對(duì)乳化油和細(xì)分散油作進(jìn)一步的處置。 氣浮是應(yīng)用高度分散的微小氣泡作為載體粘附污水中的懸浮物, 使其隨氣泡浮升到水面而加以別離, 在石油化工污水處置中有普遍的應(yīng)用。
氣浮的方式包括加壓溶氣氣浮(DAF)、 渦凹?xì)飧。?/font>CAF)、 吸氣氣?。?/font>IAF)等, 前 2 種氣浮在國(guó)內(nèi)石油化工污水處置中較為常見(jiàn)。 與溶氣氣浮相比,由于 CAF 經(jīng)過(guò)特制的曝氣機(jī)來(lái)產(chǎn)生微氣泡, 不需求循環(huán)泵、 空氣緊縮機(jī)、 壓力溶氣罐、 釋放器等復(fù)雜的機(jī)器設(shè)備, 自動(dòng)化水平高、 操作簡(jiǎn)單、 運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)低, 對(duì)浮油及 SS 的去除率超越 80%, 因而 CAF 在近年來(lái)的污水處置工藝改造中日益遭到注重。
1.2.3 生化池
經(jīng)過(guò)上述一級(jí)處置之后的出水, 油的質(zhì)量濃度應(yīng)控制在 30 mg /L 以下, 不宜超越 50 mg/L, 以免影響后續(xù)生化處置。 污水經(jīng)過(guò)生化處置之后, 依據(jù)需求應(yīng)實(shí)行后續(xù)處置, 如過(guò)濾、 消毒等。
2 石油化工污水處置面臨的應(yīng)戰(zhàn)
2.1 污水含硫量增加
當(dāng)前, 世界原油質(zhì)量總的趨向是變重, 含硫和高硫原油比例增加, 隨著國(guó)際油價(jià)的不時(shí)上 揚(yáng),高、 低硫原油價(jià)差的拉大, 以及加工含硫(或高硫)原油措施的逐漸完善, 中國(guó)石化進(jìn)口的原油中, 低硫原油比例逐年減少, 含硫和高硫原油比例逐年加大, 達(dá) 到 60% 以 上。 含硫污水的主要來(lái)源有:常壓塔頂油水別離罐、 減壓塔頂油水別離罐、 催化裂化分餾塔頂油水別離罐、 催化裂化富氣洗水、 焦化分餾塔頂油水別離罐、 鉑重整柴油加氫高壓別離器、 鉑重整柴油加氫低壓別離器等。
原油質(zhì)量變差, 形成石油化工企業(yè)污水水量增加, 水質(zhì)惡化。 例如, 中東高硫原油硫含量接近2%, 含硫原油中揮發(fā)酚、 環(huán)烷酸、 硫醇、 硫醚等含量也很高。 據(jù)報(bào)道, 某煉化公司加工高含硫原油前堿渣污水 CODCr 的質(zhì)量濃度為 19 500 mg/L, 加工 含 硫 原 油 后, 不只污水量增加了 1.5 倍, 而 且CODCr 的質(zhì)量濃度上升至 28 300 ~ 45 200 mg/ L, 硫化物的質(zhì)量濃度到達(dá) 3 000 mg/ L 以上。
2.2 污水水質(zhì)愈加復(fù)雜
首先, 世界范圍內(nèi)原油變重、 質(zhì)量變差、 雜質(zhì)增加的趨向非常明顯, 我國(guó)國(guó)內(nèi)重質(zhì)、 高稠原油產(chǎn)量逐年上升, 加工劣質(zhì)原油、 增強(qiáng)原油深加工才能建立曾經(jīng)成為石油化工企業(yè)迫不得已的選擇。 其次, 隨著石油化工和根底化工利潤(rùn)空間的萎縮, 越來(lái)越多的石油化工公司注重?zé)捇惑w化開(kāi)展, 并將中心產(chǎn)業(yè)向精密化工方向轉(zhuǎn)移, 延長(zhǎng)產(chǎn)業(yè)鏈, 進(jìn)步利潤(rùn)率。 第三, 由于水資源的慌張, 石油化工企業(yè)普遍注重生產(chǎn)制造過(guò)程中水的循環(huán)運(yùn)用, 重新鮮水變?yōu)槲鬯?常常流經(jīng)多個(gè)工藝流程。 上述 3 個(gè)方面的變化, 增加了石油化工產(chǎn)品的生產(chǎn)制造過(guò)程和生產(chǎn)制造安裝, 從而使石油化工污水不只表現(xiàn)為氨氮、 金屬、難降解有機(jī)物濃度(如苯環(huán)類(lèi)有機(jī)物)增加, 而且污水中污染物品種增加的趨向。
2.3 污水深度處置與回用
石油化工企業(yè)污水水質(zhì)的日趨復(fù)雜, 傳統(tǒng)的隔油-氣?。锾幹茫筇幹霉に嚵鞒淘?jīng)難以滿足環(huán)境維護(hù)的需求, 污水必需經(jīng)過(guò)深度處置才干滿足越來(lái)越嚴(yán)厲的國(guó)度污水排放規(guī)范。 另一方面, 以中國(guó)石油化工為例, 1/3以上的企業(yè)位于干旱或缺水地域, 除長(zhǎng)江沿岸的企業(yè)供水狀況較好外, 其它地域的石油化工企業(yè)均存在不同水平的供水缺乏現(xiàn)象, 特別是黃河流域以及西北、 華北地域的石油化工企業(yè)都面臨水資源的危機(jī)。
基于污水深度處置的重要性和水資源短缺的緊迫性, 石油化工污水處置系統(tǒng)不應(yīng)該僅僅作為污水“處置設(shè)備”, 而應(yīng)該作為一個(gè)以污水為原料、 能夠?yàn)槠髽I(yè)提供大量水資源的“生產(chǎn)制造設(shè)備”來(lái)看待, 即石油化工污水管理的思緒和技術(shù)要完成從“處置工藝”到“生產(chǎn)制造工藝”的轉(zhuǎn)變。
3 石油化工污水處置的對(duì)策
3.1 含硫污水處置
目前, 國(guó)內(nèi)外對(duì)含硫污水采用的物化處置辦法主要有氧化法、 汽提法、 堿吸收法、 沉淀法等, 見(jiàn)表 1。 其中在石油化工污水中應(yīng)用最為普遍的是氧化法和氣提法, 硫去除率可大于 90%。 在運(yùn)用氧化法處置含硫石油化工污水時(shí), 運(yùn)用醌類(lèi)化合物、 錳、銅、 鐵、 鈷等金屬鹽類(lèi)作為催化劑作用下, 應(yīng)用空氣中的氧將硫化物氧化成硫代硫酸鹽或硫酸鹽。
汽提工藝有單塔、 雙塔 2 種, 單塔低壓汽提塔操作壓力為 0.05 MPa, 帶回流, 塔頂?shù)?到 酸 性 氣去回收硫磺, 該流程適用于含氨量較低的污水。 單塔加壓汽提又有無(wú)側(cè)線抽出和有側(cè)線抽出 2 種, 前者適用于含氨和硫化氫較低的污水, 且只需脫除硫化氫、 允許氨留在水中而不會(huì)影響污水的生物處置, 操作壓力為 0.3 ~ 0.5 MPa。 雙塔低壓流程與雙塔加壓流程大致相同, 只是前者用總汽提塔替代后者的脫氨塔。 目前, 國(guó)外新建煉油廠多采用雙塔蒸汽汽提法。
除了傳統(tǒng)的物化除硫辦法, 最近呈現(xiàn)了一些新的物化法, 如濕式空氣氧化法、 催化濕式氧化法、超臨界水氧化法。 這些高級(jí)氧化辦法, 不只能將污水中的硫成分充沛氧化成無(wú)機(jī)硫酸根, 有效地脫除了臭味, 效率高, 處置徹底, 而且能顯著進(jìn)步難生化、 高濃度的有機(jī)污水的可生化性, 可作為生化處置的預(yù)處置措施, 因而日益遭到人們注重。
工業(yè)污水中硫化物的去除運(yùn)用物化處置方式,直到 20 世紀(jì) 90 年代, 生物除硫辦法在歐洲才遭到普遍的關(guān)注, 這歸功于其高效、 節(jié)能和環(huán)保方面的優(yōu)越性。 硫化物的生物氧化相對(duì)化學(xué)處置法而言,最主要的優(yōu)點(diǎn)是氧化速率高、 微量效果好、 無(wú)化學(xué)污泥產(chǎn)生, 特別在硫化物含量低于 150 mg / L 時(shí),生物氧化的速率是化學(xué)氧化速率的 7 ~ 75 倍。 總的來(lái)說(shuō), 硫化物的生物氧化工藝可以節(jié)約 62% 左右的運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用。
3.2 高濃度有機(jī)污水處置
石油化工污水中的有機(jī)物, 按其毒性和可生化性大致能夠分為 4 類(lèi): 第Ⅰ類(lèi), 無(wú)毒、 可生化性好的有機(jī)物; 第Ⅱ類(lèi), 無(wú)毒, 可生化性差的有機(jī)物(即難降解有機(jī)物); 第Ⅲ類(lèi), 有毒、 低濃度可被微生物降解、 高濃度對(duì)微生物產(chǎn)生抑止作用的有機(jī)物; 第Ⅳ類(lèi), 有毒, 低濃度時(shí)即對(duì)微生物產(chǎn)生抑止作用的有機(jī)物。 依據(jù)高濃度石油化工污水中的有機(jī)物類(lèi)型、 濃度和可生化性, 采用厭氧-好氧組合工藝或高級(jí)氧化-生化組合工藝實(shí)行處置是今后一段時(shí)間的開(kāi)展趨向。
3.2.1 厭氧-好氧組合工藝
厭氧處置合適高濃度的有機(jī)污水, 好氧處置則在低濃度工業(yè)污水處理方面具有優(yōu)勢(shì); 而對(duì) BODu(最大生化需氧量)的質(zhì)量濃度在 300 ~ 700 mg/ L 的污水來(lái)說(shuō), 厭氧或好氧工藝都能夠實(shí)行處置, 但是好氧處置更為經(jīng)濟(jì)。 由于在厭氧條件下, 不只能耗低,還能夠回收能量, 并產(chǎn)生遠(yuǎn)低于好氧工藝的污泥量, 標(biāo)明在處置高濃度有機(jī)污水時(shí), 似乎應(yīng)該采用厭氧工藝。 但是, 在實(shí)踐的石油化工污水處置中,僅僅運(yùn)用厭氧并不可行。 這是由于, 對(duì)石油化工企業(yè)來(lái)說(shuō), 日常生產(chǎn)制造所產(chǎn)生的污水量很大, 大多數(shù)企業(yè)都建有污水處置廠, 經(jīng)處置之后的污水普通不再送入城市污水處置廠實(shí)行處置, 而是直接排放到水體中。 依據(jù)我國(guó)的 GB 8978—1996《污水綜合排放規(guī)范》, 直接排入水體的污水, 其水質(zhì)至少須到達(dá)二級(jí)規(guī)范。 固然厭氧工藝處置效率高, 但是其出水中依然含有一定量的溶解性有機(jī)物, 水質(zhì)很難到達(dá)排放規(guī)范, 因而, 在處置高濃度污水時(shí), 厭氧-好氧組合工藝是較佳選擇。
需求指出的是, 石油化工企業(yè)的各個(gè)生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)中所產(chǎn)生的水質(zhì)各有不同, 有的含有較高的第Ⅰ、Ⅱ類(lèi)有機(jī)物, 有的含有高濃度的第Ⅱ、 Ⅲ、 Ⅳ類(lèi)有機(jī)物, 而有的污水中有機(jī)物含量較低, 在處置這些污水時(shí), 應(yīng)該思索水質(zhì)的差別, 采用不同的處置辦法和工藝流程, 即“清污分流, 污污分流, 污污分治”。 對(duì)有機(jī)物濃度較低的污水, 如廠區(qū)生活污水,能夠直接進(jìn)入好氧處置系統(tǒng); 對(duì)高濃度的第Ⅰ、 Ⅱ類(lèi)有機(jī)物污水合適先采用厭氧處置, 不只能夠高效去除第Ⅰ類(lèi)有機(jī)物, 而且可以進(jìn)步第Ⅱ類(lèi)有機(jī)物的可生化性, 為進(jìn)一步處置發(fā)明了有利條件; 對(duì)第Ⅲ、 Ⅳ 類(lèi)有機(jī)物污水, 則不宜直接進(jìn)入生化系統(tǒng)。
目前, 較為成熟的厭氧處置工藝主要有上流式厭氧污泥床(UASB)和收縮顆粒污泥床(EGSB)。 與UASB 相比, EGSB 的 CODCr 負(fù)荷高, 合適超高濃度的有機(jī)污水處置(ρ(CODCr) > 20 000 mg/ L)。 研討標(biāo)明, 當(dāng) CODCr 的 質(zhì) 量 濃 度 在 500 ~ 20 000 mg/L、 m (BOD5) / m (CODCr) 為 0.17 ~ 0.70 時(shí) , 使 用UASB-好氧組合工藝較為穩(wěn)妥, 此時(shí) CODCr 去除率為 83% ~ 98%。 值得一提的是: 由于石油化工企業(yè)建有大型的二級(jí)污水處置廠, 因而并不需求為高濃度的有機(jī)污水設(shè)置獨(dú)立的好氧處置設(shè)備, 從這個(gè)層面上來(lái)看, 厭氧處置實(shí)踐能夠看作高濃度污水二級(jí)處置之前的預(yù)處置。
3.2.2 高級(jí)氧化-生化組合工藝
如前所述, 思索到第Ⅲ、 Ⅳ類(lèi)有機(jī)物的毒性,這類(lèi)污水不宜直接進(jìn)入生化系統(tǒng), 這時(shí), 高級(jí)氧化-生化組合工藝是處理問(wèn)題的有效途徑。
高 級(jí) 氧 化 工 藝(AOP)是 利 用·OH 對(duì) 有 機(jī) 污 染物實(shí)行氧化的工藝。 ·OH 的反響特性是: 具有極強(qiáng)的氧化性, 氧化電位 2.8 V(僅次于 F2); 屬于游離基反響, 反響速率快; 必要時(shí)能夠?qū)⑽廴疚锿暾麩o(wú)機(jī)化。 在通常狀況下, AOP 處置污水的目的是將污染物局部氧化成可生化性較好的中間產(chǎn)物, 因而, AOP 還能夠用來(lái)毀壞第Ⅱ類(lèi)有機(jī)物中的大分子, 將第Ⅱ類(lèi)有機(jī)物轉(zhuǎn)變?yōu)樾》肿又虚g產(chǎn)物, 從而進(jìn)步其可生化性。 常見(jiàn)的高級(jí)氧化工藝有 Fenton試 劑 氧 化 、 O3-H2O2 氧 化 、 O3-OH -氧 化 , 以 及H2O2 和 O3 與紫外光輻照(UV)相分離而 成 的 UV-H2O2 氧化、 UV- O3 氧化、 UV- H2O2- O3 氧化等高級(jí)氧化工藝。
高級(jí)氧化-生化組合工藝主要有: 高級(jí)氧化生化、 生化-高級(jí)氧化、 生化-高級(jí)氧化-生化 3 種組合方式。 當(dāng)石油化工污水中含有第Ⅳ類(lèi)或較高濃度的第Ⅲ類(lèi)污染物時(shí), 采用高級(jí)氧化-生化組合工藝可能是獨(dú)一可行的計(jì)劃; 當(dāng)污水中不含有第Ⅳ類(lèi)污染物而且第Ⅲ類(lèi)有機(jī)物濃度也較低, 則采用生化-高級(jí)氧化較為合理。 當(dāng)生化-高級(jí)氧化組合工藝出水依然不能達(dá)標(biāo)排放時(shí), 由于高級(jí)氧化單元進(jìn)步了難降解有機(jī)物的可生化性, 這時(shí)能夠有 2 個(gè)途徑進(jìn)一步進(jìn)步出水水質(zhì): ① 再加一級(jí)生化單元,即生化-高級(jí)氧化-生化工藝; ②將高級(jí)氧化的出水回流至生化單元, 經(jīng)過(guò)生化單元的深度處置, 普通能夠滿足排放規(guī)范。
關(guān)于含有第Ⅳ類(lèi)有機(jī)物的污水, 更需求確立“清污分流, 污污分流, 污污分治”的技術(shù)道路, 將其單獨(dú)處置降低或消弭對(duì)微生物的毒性, 以免直接匯入生化處置設(shè)備而招致水質(zhì)惡化。
3.3 污水深度處置與回用
3.3.1 石油化工污水深度處置與回用
如前所述, 水資源短缺曾經(jīng)成為攪擾石油化工生產(chǎn)制造的限制要素之一。 石油化工生產(chǎn)制造取用的新穎水, 少局部以蒸發(fā)等方式流失, 大局部(約占企業(yè)取水量的 70% 左右)最終成為污水并經(jīng)處置后達(dá)標(biāo)排放。 經(jīng)過(guò)處置, 這局部水能夠成為企業(yè)的主要回用水源之一, 能夠用作企業(yè)雜用水 (綠化、 施工、清洗等)、 循環(huán)冷卻水和脫鹽水的補(bǔ)水等, 其中后兩者用水量大而穩(wěn)定, 是石油化工污水回用的主要方向。 目前, 中石化、 中石油在各地的分公司普遍展開(kāi)了污水回用工程的中試或工業(yè)實(shí)驗(yàn)。
石油化工污水外排水水質(zhì)是污水回用的關(guān)鍵。假如排放污水的水質(zhì)較差, 則回用污水的處置流程就要加長(zhǎng), 投資及運(yùn)轉(zhuǎn)本錢(qián)將大大增加, 更重要的是回用水水質(zhì)不穩(wěn)定。 因而, 展開(kāi)企業(yè)污水水質(zhì)和水量調(diào)查, 將含硫污水、 堿渣污水、 含鹽污水和低濃度的含油污水實(shí)行徹底分流, 并完成專(zhuān)線專(zhuān)輸、專(zhuān)罐儲(chǔ)存、 分質(zhì)限量處置, 實(shí)行污污分流和污污分治, 是石油化工污水回用的根底。
我國(guó)南方地域的石油化工企業(yè), 如鎮(zhèn)海煉化、茂名石化等, 污水含鹽量較低、 外排水水質(zhì)較好,能夠采用“混凝-過(guò)濾-殺菌”或“生化-過(guò)濾-殺菌”的適度處置工藝。 在我國(guó)北方及沿海地域, 水中含鹽量較大, 采用“預(yù)處置-多介質(zhì)過(guò)濾-超濾-反浸透”工藝深度處置石油化工污水, 以去除水中的鹽,降低電導(dǎo)率, 到達(dá)回用規(guī)范。
回用水中鹽的質(zhì)量濃度低于 500 mg/ L 時(shí), 回用于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)不用實(shí)行脫鹽處置, 否則需除鹽, 微濾、 超濾、 反浸透等膜技術(shù)是脫鹽的中心。 石油化工污水處置難度較大, 污水回用難度更大, 興旺國(guó)度將外排水回用于工業(yè)水的狀況并不多見(jiàn)。 興旺國(guó)度嚴(yán)厲的法律法規(guī)使工業(yè)企業(yè)非常注重采用節(jié)水技術(shù), 從源頭控制取水總量, 例如新加坡裕廊島工業(yè)園區(qū)共有包括 60 萬(wàn) t / a 乙烯生產(chǎn)制造安裝在內(nèi)的 12 家大型石油化工企業(yè), 但日排水量?jī)H為7 000 t。 有鑒于此, 迄今未見(jiàn)國(guó)外將膜技術(shù)用于石油化工污水回用的勝利案例供國(guó)內(nèi)石油化工企業(yè)自創(chuàng), 因而, 采用超濾和反浸透深度處置石油化工污水及回用技術(shù), 應(yīng)積極開(kāi)發(fā), 穩(wěn)步推進(jìn), 防止因采用技術(shù)不當(dāng)而形成經(jīng)濟(jì)損失。
3.3.2 城市污水回用于工業(yè)水
與石油化工外排污水相比, 城市污水水量充足, 水質(zhì)較好, 深度處置的難度大大降低, 在有條件的地域, 將城市污水回用于石油化工生產(chǎn)制造用水(循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的補(bǔ)水和化學(xué)水給水), 不失為較好的選擇。
日本、 美國(guó)早在 20 世紀(jì) 60 年代就開(kāi)端了城市污水回用技術(shù)的研討。 在日本, 污水回用的目的主要是居民區(qū)、 商業(yè)區(qū)及學(xué)校雜用; 美國(guó)污水回用的范圍很廣, 觸及了城市、 農(nóng)業(yè)、 文娛、 環(huán)境、 工業(yè)等范疇。 我國(guó)污水回用起步較晚, 以回用于農(nóng)業(yè)、工業(yè)、 市政為主要目的, 而回用于農(nóng)業(yè)灌溉和生產(chǎn)制造冷卻水是當(dāng)前重點(diǎn)。
國(guó)內(nèi)外對(duì)城市污水廠二級(jí)出水的深度處置工藝如表 2 所示。 美國(guó)對(duì)城市污水回用于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)實(shí)行的深度處置工藝比擬簡(jiǎn)單, 一 般 不 超 過(guò) 3步, 而且每步都較簡(jiǎn)單; 日本除川崎工業(yè)采用 4 步處置工藝之外, 其它單位所采用的工藝流程也不超越 3 步。 在我國(guó), 由于法律和管理等方面的緣由,局部出水水質(zhì)不高, 有些不能到達(dá)二級(jí)出水規(guī)范,因而為了進(jìn)一步去除水中的有機(jī)物和氨氮等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì), 深度處置工藝流程相對(duì)復(fù)雜, 流程也較長(zhǎng)。
我國(guó)第 1 個(gè)城市污水回用工程在大連投產(chǎn)運(yùn)轉(zhuǎn), 工程范圍 10 000 t /d, 采用廓清-過(guò)濾-加氯消毒工藝, 回用對(duì)象主要為某熱電廠 5 000 t/ d 循環(huán)冷卻水系統(tǒng)補(bǔ)水, 以及某染料廠 3 000 t/ d 的循環(huán)冷卻水和局部工藝用水。 在濃縮倍數(shù)為 2、 投加一定量的水質(zhì)穩(wěn)定劑狀況下, 循環(huán)冷卻系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)正常, 冷卻溫度穩(wěn)定。 循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的水質(zhì)剖析標(biāo)明, 出水氨氮的質(zhì)量濃度由深度處置后的 20 ~ 30mg/L 驟減到 0.4 mg/L, 滿足工業(yè)冷卻以至銅管冷凝器對(duì)氨氮的請(qǐng)求, 選取恰當(dāng)?shù)难h(huán)冷卻條件, 可使氨氮被硝化。
在石油化工范疇, 將城市污水回用于工業(yè)生產(chǎn)制造的補(bǔ)給水也日益遭到注重。 2009 年, 大連石化應(yīng)用城市污水二級(jí)出水再生工業(yè)水的工程完工投產(chǎn),采用深度生化-混凝-氣浮過(guò)濾-超濾-二級(jí)反浸透真空除氣的工藝道路, 生產(chǎn)制造煉油化工安裝運(yùn)用的一級(jí)除鹽水(25 000 t/ d)和循環(huán)冷卻補(bǔ)充水(5 000 t/d), 構(gòu)成 30 000 t/ d 的生產(chǎn)制造才能。 目前, 天津、 湛江等地石油化工企業(yè)也在積極展開(kāi)城市污水廠二級(jí)出水的回用工作。 需求留意的是, 城市污水回用途理工藝采用雙膜系統(tǒng)時(shí), 為了保證雙膜系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn), 需求嚴(yán)厲控制好雙膜系統(tǒng)的進(jìn)水水質(zhì)。
4 結(jié)語(yǔ)
石油化工污水成分復(fù)雜、 污染物濃度高及難降解, 對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重, 單一的處置工藝很難到達(dá)水質(zhì)排放請(qǐng)求。 實(shí)踐應(yīng)用中, 在隔油-氣?。幹玫母咨希?引入?yún)捬跆幹眉夹g(shù)或高級(jí)氧化技術(shù),分離膜別離等深度處置措施, 研討高效、 經(jīng)濟(jì)、 節(jié)能的處置技術(shù), 系統(tǒng)開(kāi)發(fā)組合工藝, 是石油化工污水處置技術(shù)研討的主要內(nèi)容和開(kāi)展方向。 但是, 污水的末端管理只是治本不治標(biāo), 從工業(yè)整體開(kāi)展趨向和效益來(lái)看, 石油化工污水處置技術(shù)應(yīng)注重以下幾個(gè)方面:
(1) 推行清潔生產(chǎn)制造。 按照循環(huán)經(jīng)濟(jì)的理念, 普遍展開(kāi)清潔生產(chǎn)制造, 從源頭和生產(chǎn)制造過(guò)程中控制和削減污染物的產(chǎn)生。
(2) 強(qiáng)化末端管理。 在積極推行清潔生產(chǎn)制造和污水資源化措施后, 對(duì)無(wú)回用價(jià)值的污水, 采用經(jīng)濟(jì)高效的處置技術(shù), 實(shí)行有效的末端管理, 做抵達(dá)標(biāo)排放。
(3) 展開(kāi)污水資源化。 積極尋覓新穎水替代水源及回用技術(shù)開(kāi)發(fā), 展開(kāi)將污染較輕的水、 外排水、 以及城市污水廠的二級(jí)出水回用工作, 進(jìn)步水資源反復(fù)應(yīng)用率。