炼油化工污水处理难题及对策

炼油化工污水处理难题及对策

摘要:炼油化工污水水质复杂、水体中污染物含量高、环境危害性大,提升化工污水的处理效果、加强对生活环境的保护具有重要意义。针对化工污水水质越来越复杂、处理难度大的现状,分析了高浓度有机污水、高含硫污水处理的对策,并对化工污水深度处理及回收利用工艺技术进行了探讨。

关键词:化工污水;处理;难题;对策

1炼油化工污水特点

炼油化工是对原油进行一系列加工,生产出附加值更高的化工产品。通常原油的加工要经过裂解、精炼、分馏、重整等工艺流程,由于加工流程多、工艺复杂,对水资源消耗量大,产生大量的化工污水,污水中含有多种环境有害物质,如石油类、氨氮、COD、含硫化合物、氰化物、酚、芳香烃化合物、杂环化合物、芳香胺化合物等污染物,生产工艺不同,产生的污水种类及有机污染物也不同。除此之外,由于生产设备维护、原料性质改变等都会导致污水性质改变及污水量增加,给污水处理带来了难度[1]。

2炼油化工污水处理流程及工艺

2.1污水处理方法

(1)物理法。炼化污水物理处理法主要是采用物理原理将污水中的固相物质去除。主要方式有沉淀、隔离、气浮、离心分离等。其中沉淀法主要是去除污水中污泥、颗粒状砂、絮状物以及密度大于水的有机悬浮物;隔离法主要是使用筛网或栅格,将废水中悬浮物过滤掉;气浮法能够将废水中密度小于水或接近于水的污染物除去;离心法通过离心将质量存在差异的水及悬浮物分离开。(2)化学法。化学法主要是通过向污水中加入化学试剂调节污水酸碱度或除去重金属物质。针对化工污水酸碱度不同,处理的方式也不同,对于酸性废水,可以向污水中加入试剂中和,也可以采用碱性天然水或土壤中和,还可以加入碱性废水或废渣中和;对于碱性废水,可以加入酸性试剂中和,还可以加入酸性废水或者废气达到中和的效果;对于含重金属的废水,可以向废水中加入硫化物、氢氧化物、硫酸盐等试剂,与重金属发生反应生成不溶物,沉淀后即可去除,还可以采用氧化还原法来处理重金属物质。(3)生物法。生物法主要是采用物生物来处理废水中的有机物。根据处理工艺的不同,微生物类型有自然生物、好氧生物、厌氧生物。生物法的工艺技术有生物膜法、活性污泥法、臭氧氧化法、生物接触氧化法、厌氧生物法等,生物法污水处理费用相对较低,并且不会产生二次污染。

2.2污水处理流程

炼油化工产品不同,产生的污水类型不同,污水处理工艺也存在差别,但基本的处理流程都包含隔油、气浮、生物法及后处理4个主要步骤,具体如图1所示,处理过程中产生的污泥或浮油需要进行脱水或浓缩,以便回收利用,或者直接烧掉。处理过程中隔油、气浮、生物处理是重要的步骤。(1)隔油。目前常用的隔油方式有平板隔油和斜板隔油,其中斜板隔油较平板隔油的油膜流动性相对较好,与隔油板接触处油膜的更新速度更快,隔油效果相对较好,在炼油化工污水处理中应用广泛。当化工污水中石油类物质含量高时,油类物质密度小于水,浮在水面上,同时还会黏附在处理装置上,当污水中油类物质含量过高时,会附着在活性污泥絮体表面,使污泥絮体密度降低,沉积速度变差,同时后续生物法处理有机物时,受油膜包裹的影响,对有机物处理效果变差。(2)气浮。对于密度接近于水的物质,采用气浮法去除,例如污水中的乳化油或细分散油等。气浮法通过向污水中注入分散的细小气泡,黏附住水体中的污染物,然后将污染物携带至水体表面进行清除。气浮法应用较为广泛,目前比较常用的气浮法包括加压溶气气浮法、吸气气浮法、涡凹气浮法等,目前加压溶气气浮法和涡凹气浮法应用较为普遍。(3)生物处理。经过上述隔油及气浮处理后的污水,应达到一定的要求,才能进行生物处理。通常要求污水中油的浓度低于30mg/L,否则会影响生物处理的效果。化工污水经过隔油、气浮及生物处理后,还需进行过滤、消毒等处理措施,才能达到排放的标准。

3炼油化工污水处理难题

3.1化工污水水质越来越复杂

受原油品质变差、油质加重及原油中杂质含量增加等影响,炼油化工污水水质越来越复杂。近年来,我国油田产原油中稠油、重质油产量不断增加,油质整体变差,炼油化工企业增加了针对劣质原油深加工的能力,使得化工污水水质变得复杂。此外,由于环境意识越来越强,对水资源保护越来越重视,水资源稀缺,炼油化工企业在生产过程中加强了对水的循环利用,新鲜水从注入到最后变成污水,经历了多种工艺流程,导致水质变得复杂,污水中重金属、氨氮及难降解有机物含量增加,使污水净化难度增加。

3.2化工污水中硫含量增加

随着原油的持续开采,世界原油变化趋势是含硫及高含硫原油比例增加,含硫及高含硫原油的进口量增加,炼油化工企业针对含硫、高含硫原油的深加工工艺逐步完善,产生的含硫污水量增加。在原油深加工过程中,常压塔顶油水分离罐、催化裂化分馏塔油水分离罐、减压塔有水分分离罐、焦化分馏塔有水分离罐等设备中都会产生含硫污水。

3.3污水深度处理及回收利用

随着炼油化工污水水质越来越复杂,以及污水排放要求越来越严格,常规的隔油、气浮、生物处理及后处理的流程已不能满足污水排放要求,迫使化工企业必须开展对污水的深度处理。此外,大部分炼化企业所处地区水资源短缺,必须加强对生产用水的重复利用。在化工污水排放标准升高及水资源紧缺的双重压力下,炼油化工企业污水处理系统向污水深度处理及回收利用转变,将污水处理作为生产环节来对待。

4对策

1)含硫污水处理。针对化工污水中硫含量高的特点,需要采取专门的除硫措施,常见的有氧化除硫法、汽提除硫法、沉淀法、碱吸收法等,在这些除硫措施中,汽提法和氧化法应用最为普遍,除硫效果好,对污水中硫的净化效果能够达到90%以上。除了以上常用除硫方法外,目前物化除硫法也取得了进展,如湿式空气氧化法、超临界水氧化法等,也取了较好的除硫效果。2)污水水质复杂对策。随着化工污水水质越来越复杂,处理难度增大。根据化工污水中有机物浓度、毒性及可生化性,可以分为I类、II类、III类、IV类污水,不同的生产环节产生的污水种类可能存在差异,针对污水水质不同,应采取不同的污水处理工艺技术。针对污水水质复杂的情况,可以采用厌氧-好氧组合工艺或氧化-生化组合工艺进行污水处理。对于第I类和第II类无毒性的污水,可以直接进入生化系统处理,当含量较高时,采用厌氧-好氧组合工艺能够取得较好的处理效果。对于第III类和IV类有毒污水,不能直接进入生化系统处理,此时采用氧化-生化组合工艺能够取得较好的处理效果。3)污水深度处理及回收利用。针对水资源紧缺的情况,炼油化工企业必须加强对化工污水的回收利用。要加强对不同性质污水(如含硫污水、含盐污水、高浓度污水等)的分流处理,实现污污分流、污污分治,提升污水处理效果及效率。在污水回收利用方面,除了加强对炼油化工污水的利用,还可以考虑对城市污水的回收利用,城市污水相对化工污水水质好,处理难度相对较小,加强对城市污水的回收利用能够取得不错效果。

5结束语

随着原油品质变差,炼油化工污水水质越来越复杂、水体中污染物含量越来越高,环境危害性加重,传统的隔油、气浮、生化处理及后处理的工艺流程已不能满足污水处理要求。针对不同企业产生污水性质的差异,必须加强对污水处理工艺流程的研究,开发出适合本企业生产需求的高效、经济的污水处理技术,同时要注重对污水的深度处理及回收利用,强化化工污水的末端处理。

参考文献

[1]姜峰,潘永亮,梁瑞,等.含硫废水的处理与研究进展[J].兰州理工大学学报,2004,30(5):68-71.

作者:余迎春 单位:大庆油田化工有限公司轻烃分馏分公司