（化学工程专业论文）炼油污水处理方法探讨.pdf

i s e w a g e w a t e rt r e a t m e n tm e t h o di nr e f i n e r y at h e s i ss u b m i t t e df o rt h ed e g r e eo f e n g n e e r i n gm a s t e r c a n d i d a t e ：l if e n g f i n s u p e r v i s o r ：p r o f y a n gz h a o h e c o l l e g eo fm e c h a n i c a l & e l e c t r o n i ce n g i n e e r i n g c h i n au n i v e r s i t yo f p e t r o l e u m ( e a s t c h i n a ) 关于同意使用本人学位论文的授权书 中国科学技术信息研究所是国家科技部直属的综合性科技信息研究和服务 机构，是国家法定的学位论文收藏单位，肩负着为国家技术创新体系提供文献保 障的任务。从六十年代开始，中国科学技术信息研究所受国家教育部、国务院学 位办、国家科技部的委托，对全国博硕士学位论文、博士后研究工作报告进行 全面的收藏、加工及服务，迄今收藏的国内研究生博硕士论文已经达到1 0 0 多 。b 溉。 学位论文是高等院校和科研院所科研水平的体现，是研究人员辛勤劳动成果 的结晶，也是社会和人类的共同知识财富。为更好的利用这一重要的信息资源， 为国家的教育和科研工作服务，在国家科技部的大力支持和越来越多的专家学者 提议下，中国科学技术信息研究所和北京万方数据股份有限公司承担并开发建设 了中国学位论文全文数据库的加工和服务任务，通过对学位论文全文进行数 字化加工处理，建成全国最大的学位论文全文数据库，并进行信息服务。 本人完全了解中国学位论文全文数据库开发建设目的和使用的相关情况， 本人学位论文为非保密论文，现授权中国科学技术信息研究所和北京万方数据股 份有限公司将本人学位论文收录到中国学位论文全文数据库，并进行信息服 务( 包括但不限于汇编、复制、发行、信息网络传播等) ，同时本人保留在其他 媒体发表论文的权利。 论文题目：缱! i 塑遗坐楚曼里主法经迢 毕业院校： 覃! 司丕坠望厶丝 毕业时间：建蜘乒l 生互上二 一 论文类型：博士论文 口硕士论文 博士后研究报告 口 同等学力论文 囱 口 授权人擗李本株 r 期：2 0 0 9 年，d 月芦f 日 关于学位论文的独创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在指导教师指导下独立进行研究工作所取得的 成果，论文中有关资料和数据是实事求是的。尽我所知，除文中已经加以标注和致谢外， 本论文不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含本人或他人为获得中国石油 大学( 华东) 或其它教育机构的学位或学历证书而使用过的材料。与我一同工作的同志 对研究所做的任何贡献均已在论文中作出了明确的说明并表示了谢意。 学位论文作者签名：日期：j 一9 年，矗月o 日 ， 学位论文使用授权书 本人完全同意中国石油大学( 华东) 有权使用本学位论文( 包括但不限于其印刷版 和电子版) ，使用方式包括但不限于：保留学位论文，按规定向国家有关部门( 机构) 送交学位论文，以学术交流为目的赠送和交换学位论文，允许学位论文被查阅、借阅和 复印，将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，采用影印、缩印或其他 复制手段保存学位论文。 保密学位论文在解密后的使用授权同上。 学位论文作者签名：查盛丛 指导教师签名：二年私 日期：加夕年，厶月，7 日 嗍：加户少刖叩 摘要 污水处理是一个综合、复杂的工程，随着各炼油厂加工深度和加工能力的日益提高， 排放的污水量不断增加，水质不断恶化，同时由于国际、国内对环保的严格要求，污水 处理合格率不止要达到国标排放标准，还要达到零排放，做到污水回用。为此，各炼油 厂针对自身情况，对污水处理工艺进行改造、更新，以取得更好的处理效果。在污水处 理过程中，每种方法都有自己的优缺点，不能采用单一的处理方法进行污水处理，应将 各个方面结合起来进行，并根据水质水量进行工艺适当调整，以提高污水处理效率。 本文以石大科技为例论述了如何加强污水中的隔油效果；深入分析了气浮法的原理 及操作特点，从提高气浮法的工作效率入手，在现有浮选单元技术改进中增加二级浮选 处理工艺、更新溶气罐液位控制系统、改造刮渣机、改造释放系统，提高了浮选单元的 处理效果，保证生物曝气进水的平稳性，还可以降低污水处理费用；对于生化法，从细 菌的培养与驯化入手，针对炼厂污水水质c o d c r 、氨氮高的特性，采用通过接种，边培 养边驯化的方法，即接引类似菌种，进行异培训，先以新鲜水投入粪便等营养料配制培 养液培育扩大菌种，再按比例逐渐增量配以污水场来水中的生产区综合性污水，直至最 后全部接入污水驯化成功。分析了影响生化系统运行的各类因素及解决办法，污水处理 场生化系统的运行方式摸索和总结了若干操作性和应用性很强的实践经验，为进一步筛 选高效优势菌提供了良好条件；讨论了当前较为先进的氧化沟技术、生物活性炭技术， 对于污水场生产建设中的问题提出了改造或设想。 关键词：污水处理；浮选技术；生化法；氧化沟：生物活性炭技术 a b s t r a c t s e w a g ew a t e rt r e a t m e n ti s ac o m p r e h e n s i v ea n dc o m p l e xp r o j e c t ，w i t ht h e i n c r e a s i n gi m p r o v e m e n to fp r o c e s sd e p t ha n dp r o c e s sc a p a c i t yi nr e f i n e r i e s ，t h e s e w a g ew a t e rq u a n t i t yi n c r e a s e sa n dt h ew a t e rq u a l i t yd e t e r i o r a t e sc o n t i n u o u s l y t h e r e f o r e ，i no r d e rt or e a c hb e t t e rt r e a t m e n te f f e c t ，r e f i n e r i e sm a k ei m p r o v e m e n t a n di n n o v a t i o no ns e w a g ew a t e rt r e a t m e n tt e c h n o l o g ya c c o r d i n gt ot h e i ro w n c i r c u m s t a n c e s d u r i n gt h ep r o c e s so fs e w a g ew a t e rt r e a t m e n t ，e a c hm e t h o dh a s i t sa d v a n t a g ea n dd i s a d v a n t a g e ，s ow ec a nn o tr e l yo no n l yo n eo ft h e m ，w e s h o u l dp u te a c ha s p e c t st o g e t h e ra n da d j u s tp r o p e r l yt h et e c h n o l o g ya c c o r d i n gt o w a t e rq u a l i t ya n dw a t e rq u a n t i t yt oi m p r o v et h es e w a g ew a t e rt r e a t m e n tr a t e t h i sp a p e rt a k e ss h t a rs c i e n c e & t e c h n o l o g yg r o u pa sa ne x a m p l et od i s c u s s h o wt oi m p r o v eo i lr e m o v a le f f e c ti ns e w a g et r e a t m e n t t h i sp a p e ra n a l y z e sd e e p l yt h et h e o r ya n do p e r a t i o nf e a t u r e so fa i rf l o t a t i o n m e t h o d s t a r t i n gw i t ht h ew o r ke f f i c i e n c yo fa i rf l o t a t i o nm e t h o d ，b ya d d i n g s e c o n d a r yf l o t a t i o nm e t h o d ，u p d a t i n ga i rv e s s e lh y d r a u l i cc o n t r o ls y s t e m ， i m p r o v i n g s e d i m e n t s c r a p e ra n dr e l e a s es y s t e m t oc u r r e n tf l o t a t i o n u n i t t e c h n i q u e ，i th a si m p r o v e dt h et r e a t m e n te f f e c to ff l o t a t i o nu n i t ，a s s u r e dt h e s t a b i l i t yo fb i o l o g i c a le x p o s u r ew a t e ri n p u ta n dr e d u c e dt h ec o s to fs e w a g e t r e a t m e n t f o rb i o c h e m i c a lm e t h o d ，s t a r t i n gf r o mb a c t e r i ac u l t i v a t i o na n dd o m e s t i c a t i o n ， t ot h ep r o p e r t i e so fw a s t e rw a t e rq u a l i t ya n dh i g ha m m o n i an i t r o g e no fo i l r e f i n e r y , i tt a k e st h em e t h o do fi n o c u l a t i o n ，c u l t i v a t i o na n dd o m e s t i c a t i o n i tf i r s t i n o c u l a t e st h es i m i l a rc u l t u r e ，t h e ni n c r e a s e st h ew a s t ew a t e ro fp r o d u c t i o na r e a f r o ms e w a g ep l a n ti np r o p o r t i o nu n t i lt h ew a s t e rw a t e rd o m e s t i c a t i o ns u c c e e d s i ta n a l y s e sv a r i o u sk i n d so ff a c t o r sa n dr e s o l v e dm e t h o d sw h i c hi m p a c tt h e b i o c h e m i c a ls y s t e m o p e r a t i o n ，i tp r o v i d em a n yo p e r a t i v e a n d a p p l i c a b l e p r a c t i c a le x p e r i e n c e sf o rs e w a g ep l a n tb i o c h e m i c a ls y s t e mo p e r a t i o na n dg o o d c o n d i t i o nt of u r t h e rs c r e e nh i g h l y e f f e c t i v ed e g r a d i n gm i c r o o r g a n i s m i ta l s od i s c u s s e sa d v a n c e do x i d a t i o nd i t c ht e c h n o l o g ya n db i o l o g i c a la c t i v a t e d c a r b o nt e c h n o l o g y , m a k i n gi m p r o v e m e n t so rp r o p o s e sf o rp r o b l e m si ns e w a g e p l a n tp r o d u c t i o na n dc o n s t r u c t i o n k e y w o r d s ：s e w a g et r e a t m e n t ；f l o t a t i o nt e c h n i q u e ；b i o c h e m i c a lm e t h o d ； o x i d a t i o nd i t c h ；b i o l o g i c a la c t i v a t e dc a r b o nt e c h n o l o g y - 目录 摘要i a b s t r a c t 】：i 目录i v 第1 章前言1 1 1 炼油污水来源及特征1 1 1 1 污水来源1 1 1 2 污水的主要污染物特征3 1 1 3 炼油厂用水量分析3 1 2 炼油厂污水处理方法与原则7 1 2 1 生产车间预处理7 1 2 2 混合污水集中处理9 1 3 炼油厂污水处理常用单元1 0 1 3 1 水质、水量均衡1 0 1 3 2 隔油1 0 1 3 3 浮选法1 2 1 3 4 凝聚浮选法1 3 1 3 5 空气氧化法1 3 1 3 6 蒸汽汽提法1 4 1 3 7 生物氧化法1 4 1 3 8 吸附法1 5 1 3 9 膜分离法1 5 1 - 3 1 0 超声波法1 6 第2 章气浮技术在炼油污水处理中的应用1 7 2 1 概述1 7 2 2 提高气浮法污水处理效果1 7 2 2 1 压力溶气系统1 8 2 2 2 溶气释放系统1 8 2 2 3 气浮分离系统1 8 2 2 4m a f - a 型旋切气浮机简介1 9 2 3 气浮法污水处理技术前景2 0 第3 章污水生化处理试验研究2 2 3 1 概述2 3 3 1 1 生物技术与污染防治2 3 3 1 2 污泥菌种的培养与驯化2 3 3 1 3 污泥生物相的观察2 4 3 2 污水处理场概况2 5 3 2 1 水状况分析2 5 3 2 2 水处理场工艺流程2 6 3 2 3 主要构筑物及设备( 二污) 2 7 3 2 4 污水处理场工艺设计参数2 7 3 3 菌种培养与驯化实施2 8 3 3 1 前期准备2 8 3 3 2 菌种培养驯化2 9 3 4 效果与讨论3 1 第4 章氧化沟在炼油厂污水处理上的应用3 3 4 1 增加氧化沟原因3 3 4 2 氧化沟的机理3 3 4 3o r b a l 氧化沟的特点3 4 4 4 选择的方式3 5 4 5 二沉池的工艺选择3 5 4 6 运行效果与讨论3 6 第5 章生物活性炭技术及在污水处理中的应用3 7 5 1 生物活性炭( b a c ) 机理的分析3 7 5 1 1 活性炭对溶解氧的作用3 7 5 1 2 活性炭与污染物之间的相互作用3 7 5 1 - 3 微生物与溶解氧的相互作用3 7 5 1 4 微生物与污染物质的相互作用3 8 5 1 5 微生物与炭颗粒的相互作用：3 8 5 2 生物活性炭工艺的特点3 9 5 3 系统设计3 9 5 4 操作要点及应用条件3 9 第6 章污水处理影响因素的讨论4 2 6 1 污水碱度对活性污泥的影响4 2 6 1 1 碱度对活性污泥的影响4 2 6 1 2 污水碱度变化对活性污泥影响的原因4 2 6 1 3 p h 值控制4 2 6 2 活性污泥组成细菌的分离培养作用4 3 6 2 1 游离细菌的获取4 3 6 2 2 混合细菌的分离与纯化4 3 6 2 3 单一菌种相关特性研究4 4 6 2 4 单一菌种确定其属别4 5 6 3 硝化细菌的培养富集技术j 4 5 6 3 1 试验装置和方法4 5 6 3 2 碳氮比对氨氮去除率的影响4 5 6 3 3 效果讨论4 6 结论4 7 参考文献4 8 致谢5 0 中国石油大学( 华东) i 程硕士学位论文 第1 章前言 我国是一个发展中国家，多年来经济呈现持续稳定快速发展态势。炼油化工行业几 年来也有了长足的发展，但随着炼油化工工业的日益发展和产品的精细化，我国化工企 业排污也逐渐呈现出排污量增加、水质复杂化和高负荷等特点，因此环保就成为了企业 生存和发展的重中之重。污水处理是一个综合、复杂的工程，随着世界、国家对环保的 严格要求，污水处理合格率不止要达到国标排放，还要达到零排放，做到污水回用。 9 0 年代以前，由于污水处理场投资较大以及国家环保监察力度较弱，导致各炼油化 工企业忽视了污水处理场的建设和发展，各企业的污水处理场均存在技术落后、规模较 小、部分设施停用等状况。这也是石大科技污水处理工作将面临的新问题，随着产品的 精细化，以及原料来源的多样性、劣质化，污水水质愈渐复杂，原有的污水处理工艺起 不到应有的作用，浮选池工艺陈旧运行成本高，曝气池生化处理由于水质不稳定导致污 泥存活率低，处理效果差。随着d b 3 7 6 7 6 2 0 0 7 山东省半岛流域水污染物综合排放标 准的实施，石大科技污水排放面临巨大压力，而改造选用污水处理工艺时，成本低、 效率高，实用性强的工艺成为选择的关键。因此，在优化完善原有工艺的同时，寻找新 的高效的石油污水处理工艺就成为各石化企业必须面对的新课题。一些先进的处理工 艺，被国内外石化企业采用推广，如活性污泥生化曝气法、氧化沟工艺等。本文从现行 国内处理炼油污水的典型工艺出发，对各个处理工序的影响因素进行讨论。 1 1 炼油污水的产生及特征 1 1 1 污水的产生 石油炼制是将原油经过物理分离或化学反应工艺过程，按照其沸点不同分馏成不同 的石油产品。根据生产原料及产品的不同，炼油加工过程中需要采取注水、汽提、冷凝、 水洗及油罐脱水等生产工艺，从而产生大量的污水。此外，污水还来源于生产配套的化 验室、动力站、空压站及循环水场等辅助设施，以及食堂、办公室等生活设施，表1 1 所示为炼油厂污水来源及分类。 1 1 1 1 含油污水 这是炼油加工及储运等过程中产生量最大的一种污水，含油污水主要来自装置凝缩 水、油品油气水洗水、油泵轴封冷却水、油罐切水、设备洗涤水、化验室排水等。水中 主要含有原油、成品油、润滑油及少量的有机溶剂和催化剂等，含油污水中的油大多以 浮油、分散油、乳化油及溶解油的状态存在。 第1 章前言 表1 1 炼油厂污水来源及分类 污水类型污水来源 1 直馏冷却水( 用于c 5 或更重组分) 2 冷却塔排污( 用于c 5 或更重组分) 含油污水 3 自流的含油污水 4 可收集的含油污水 1 不含油污水 2 直馏冷却水( 用于c 5 或较轻组分) 3 蒸汽透平冷却水 4 锅炉排污 不含油污水( 含盐污水) 5 空调冷却水 6 屋顶排水 7 离子交换再生水 8 水软化器排水 1 压舱水 2 脱盐水 3 油罐脱水 工艺污水 4 汽提冷凝水 5 泵机械密封、填料冷却水 6 洗涤水 1 卫生间排水 生活污水2 浴室排水 3 全厂更衣室排水 1 1 1 2 含硫污水 含硫污水主要来自炼油厂催化裂化、焦化、催化裂解、加氢裂解等原油二次加工装 置中塔顶油水分离器、液态烃水洗、富气水洗、液态烃储罐脱水以及叠合汽柴油水洗等 装置的排水。该股污水排水量虽然不大，但污染物浓度较高，污水中含有大量的硫化氢、 氮、氨，部分还含有氰化物、酚和油类污染物，并且具有强烈的恶臭，对设备产生极强 腐蚀性。当p h 值较低时，硫化物易分解，并释放出硫化氢气体，污染周围环境。该污 水不宜直接排入集中处理场，应进行汽提预处理后在进入污水处理场。 1 1 1 3 含碱污水 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文 污水主要来自常减压、催化裂化等装置中汽油、航空煤油、柴油碱洗后的水洗水以 及液态烃碱洗后的水洗排水。污水中含有大量游离状态的烧碱、石油类及少量的硫和酚 世 守o 1 1 1 4 含盐污水 含盐污水主要来自原油预处理电脱盐脱水罐排水及生产环烷酸类的排水。此类污水 中含盐较高，含油量大且含有其他杂质，成乳化状态，不易处理。 1 1 1 5 含酚污水 含酚污水主要来自常减压、延迟焦化、催化裂化、电解精制及叠合等生产装置。污 水中含酚量随生产装置而不同，其中催化裂化装置分馏塔顶油水分离器排出的污水含酚 量尤其突出，约占炼油厂外排水总酚量的一半以上，其余各装置排出的污水酚浓度相对 较低，但污水排放量较大。该类污水如不经过处理直接排放，将对人体、动物、农作物 及自然水体会带来严重影响。 1 1 1 6 生产污水 生产污水主要来源于循环冷却水排污、油罐喷淋冷却水、锅炉水排污及无污染的地 面雨水等，该类污水受污染度较低，一般c o d 值能够小于6 0m g l ，符合国家或地方 排放标准的要求。 1 1 1 7 生活污水 生活污水主要来源于工厂相应生活辅助设施的排水，如食堂、办公楼卫生问等，通 常排入污水处理场进行统一处理。 1 1 2 污水中的主要污染物 石油炼制生产装置及辅助设施产生污水的水质及特征，是随加工过程及炼油工艺的 不同而异。表1 2 所列为石油炼制行业所涉及的主要装置及辅助设施所产生的污水的水 质特征。 1 1 3 炼油厂用水量分析 目前，国际上较为先进的石油炼制企业加工每吨原油用水量为o 2 1 om 3 ( t 油) ， 而国内加工每吨原油用水量高的约2 5m 3 左右，工艺水平较好的也在1 0 - - 1 5m 3 左右， 平均用水量2 2m 3 ，与国外先进水平相比还有较大差距。 第1 章前言 常减压蒸馏 催化裂化 重油催化裂化 催化裂解 催化重整 加氢裂化 烷基化 烃类水蒸汽转化制氢 叠合 酚精制 糠醛精制 酮苯脱蜡 分子筛脱蜡 丙烷脱沥青 氧化脱硫醇 热裂化 氧化沥青 重整汽油加氢 延迟焦化 轻油精制 尿素脱蜡 分子筛脱蜡 烷基化气分 气体分馏 液态烃干气脱硫 重整干气液态烃脱硫 再蒸馏 汽油脱臭 电精制 临氢降凝 石蜡成型 润滑油蜡加氢 a a a c b b b g a ac h g j f d f 4 a e e d d d f d d d d d c d d e f d e c e d d d d e d e e d d d gf g h f h j f e f f f f f f f h g h g d e g g h h g h i h i k f f f g g g f f f i h h h e j f h h i g i h j f e f g f d d j f b d b c d d a b c a a d h d g d f f h h e h d e c b a a a b d d d d f f f h b b a a e a a b a b e b c f a d b a c b f c f b c a a f h h g b j c a c b d a a d a j d h h c c b d d e h d g a j a a f f f f f c d c d e e d f d e f f d f c e f d d d e d h e d d d 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文 白土精制 hbb bh gf 硫磺回收 d f c bcgfd 加氢精制 ddecbggd 含硫污水汽提c ebbfhgd 减粘裂化d ababffd 尾气回收 baaabdd b 石蜡发汗 d a aaffd 页岩干馏 hef e ghhg 清洁分散剂 gf 液态烃站 fadadffd 增粘剂 bjjjj 原油罐 fdddfgge 汽油罐 gfhdfhhe 煤油罐hf ffdhhe 柴油罐 hdfdfhhe 蜡油罐 hdbdeffd 渣油罐 hd c bdffe 洗槽站 fbdadhhe 循环水场 caaabddd 污水处理场 fdcbdffe 空压站 daaabddd 空分站 daaadeed 动力站 daabeed 化验室 dbbab ff e “三泥”焚烧 fbbafgge 注：a 为痕迹、微量；a l m g l ；c 5 m g l ；d 1 0 m g l - 。；e 5 0 m g l ；f 1 0 0 m g l 一1 ；g 5 0 0 m g l 一1 ；h 1 0 0 0 m g l 一1 ；i 5 0 0 0 m g l l ；j 1 0 0 0 0 r a g l 一1 ；k 5 0 0 0 0 m g l l 下面对一座加工能力为1 0 0 x 1 0 4 t a 一1 燃料型炼厂和一座加工能力为2 5 0 x 1 0 4 t a 一1 燃 料型炼厂用水情况分别进行分析。表1 3 为1 0 0 x 1 0 4t a 1 燃料型炼厂全厂用水量表。 5 第1 章前言 6 套生产装置用新鲜水水量正常为2 5 m 3 h - 1 ，占用水总量的7 5 ；动力站( 锅炉房) 用新鲜水正常为1 4 6 m 3 h - 1 ，占用水总量的4 3 7 ，循环水场补充水正常为1 0 8m 3 h - 1 ，占用 水总量的3 2 4 ；全厂其他辅助生产设施用水正常为5 4 8m 3 h ，占用水总量的1 6 4 。 全厂新鲜水正常总用量为3 3 3 8m 3 h ，用水单耗为2 6 7m 3 ( t 油) ，加工1 吨原油 用水总量为2 5 5 6m 3 h ，其中新鲜水2 5 6m 3 h _ 1 占总用水量的1 0 ，循环水2 3m 3 h ， 占用水总量的9 0 。 2 5 0 x 1 0 4 t a - 1 燃料型炼厂全厂用水量分析见表1 4 。 表1 - 42 5 0 x l o t a - 1 燃料型炼厂全厂用水量表 序号单元名称 新鲜水( m 3 h _ 1 )循环冷水( m 3 h _ 1 ) 最大正常最大正常 1生产装置( 6 套)1 5 31 3 3 4 2 2 3 3 3 5 5 2 动力站 3 5 02 9 1 7 3 循环水场 1 6 01 2 6 4 全厂其他辅助生产设施 1 6 88 98 5 58 4 8 5合计8315 2 04 5 3 84 2 0 3 6 套生产装置用新鲜水水量正常为1 3 3 m 3 h ，占用水总量的2 6 ；动力站( 锅炉 房) 用水量正常为2 9 1 7m 3 - h ，占用水总量的5 6 1 ( 含发电部分) ，循环水场补充水 正常为1 2 6m 3 h ，占用水总量的2 4 2 ；全厂其他辅助生产设施用水正常为8 9m 3 h ， 占用水总量的1 7 1 。 全厂新鲜水总用量为5 2 0m 3 h ，用水单耗为1 6m 3 ( t 油) ，加工1 吨原油用水总 量为1 4 5m 3 h ，其中新鲜水用量1 6m 3 h ，循环水用量2 3m 3 h ，分别占用水总量 1 1 1 和8 9 9 。 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文 从上述两个不同产量炼厂的用水量分析来看，可得出以下结论： ( 1 ) 生产装置的用水中，循环水约占9 0 ，新鲜水约占1 0 ，循环水占绝大部分， 水的循环使用率较高。 ( 2 ) 动力站( 锅炉房) 为全厂第一用水大户，占全厂新鲜水用水总量的4 5 - 5 5 。 ( 3 ) 循环水场补充水为全厂第二用水大户，占全厂新鲜水用水总量的2 4 - 3 2 。 ( 4 ) 动力站与循环水场用水相加占全厂用水总量的6 9 - - 8 9 。 1 2 炼油厂污水处理方法与原则 炼油厂污水的处理应在对污染源进行调查研究、改革生产工艺以及压缩排污量的基 础上，实行污水清污分流，分质处理和集中处理相结合的原则进行。国外新建炼油厂的 排水系统多采用分流制，一些老厂也将合流制的排水系统改造为分流制。表1 5 为炼油 厂污水治理的原则与方法。 1 2 1 生产车间预处理 炼油厂排出的高浓度含硫、含酚、含氨污水和废碱渣等，首先在生产车间进行预处 理，即可以降低污水处理场的污染负荷，又可以回收污水中有用的物质。 表1 5 石油炼制污水治理原则与方法 第1 章前言 1 2 1 1 含油污水 含油污水是炼油厂中排放量最大的一种污水，主要含油、悬浮物及其他有机污染物。 污水中的油以浮油、乳化油及溶解油( 或分散油) 等几种状态存在。浮油一般采用重力 分离法；乳化油用混凝、浮选、聚结( 粗粒化) 、过滤等方法去除；溶解性油用吸附及 生化法加以去除。 1 2 1 2 含硫污水 含硫污水中主要含有硫化物、氨、油、挥发酚等物质。表1 - 6 中列出某炼厂含硫污 水的主要来源和特征。 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文 从表1 - 6 可知，由于含硫污水污染程度高，不但对污水处理系统的正常运行影响很 大，而且还会对大气及环境造成污染。国内外均在生产装置附近对含硫污水进行预处理， 或在污水处理场首先对高浓度含硫污水进行单独处理，然后再与其他污水混合进入混合 污水系统。含硫污水的处理方法主要有汽提法、空气氧化法、催化法等。国外新建炼油 厂多数采用双塔蒸汽汽提法，从催化分馏塔冷凝水中回收氢和氨。 1 2 1 3 含酚污水 炼油厂含酚污水主要来源于常减压蒸馏、热裂化、焦化、催化裂化及分馏塔塔顶油 水分离器等生产装置。污水中含酚量较高，主要是单元酚。高浓度含酚污水一般要在生 产装置附近进行预处理，再与低浓度含酚污水一并送到污水处理场进行生化处理。常用 的预处理方法有烟道气或蒸汽汽提、溶剂萃取法等。 1 2 1 4 废碱液 一些炼油厂对含硫、含碱废液通常与含硫污水一起进行空气氧化处理。对于含酚高 的废碱液则用烟道气和硫酸进行中和处理。有的炼油厂用废碱液吸收气体中的硫化氢， 回收硫氢化钠或硫化钠。有的采用焚烧法回收废碱液中的碳酸钠。有时也对酸碱废液在 生产装置附近预中和处理，即可节省动力和药剂，又可防止管道腐蚀。 1 2 1 5 高度乳化污水 炼油厂污水中含有环烷酸或其他乳化剂，这在3 h i 含硫原油时尤为突出。如能在生 产装置附近首先进行破乳预处理，将提高污水处理的效果。 1 2 1 6 其他污水 对其他高浓度污水，也应根据具体情况采用适当的处理工艺进行预处理。 1 2 2 炼油污水处理现状 炼油污水处理技术按处理程度分为一级处理、二级处理和三级处理。一级处理所用 第1 章前言 的方法包括重力沉降法、浮选法等；二级处理方法主要是凝聚法、生化法等：三级处理 方法有吸附法、膜分离法等。炼油厂污水一般经过二级处理可达到排放标准，国内采用 三级处理的企业极少，而国外很多炼油厂一般都采用三级或深度处理工艺1 1 】。 国内外对炼油混合污水多采用生物二级处理流程，即隔油浮选一生物处理流程， 采用该流程一般可以达到现行的排放标准。对于一些排放比较高的地区，可在二级处理 工艺的基础上增加污水深度处理流程，使出水水质达到地面水或回用水标准。 图1 1 为国内炼油厂炼油污水处理的典型工艺流程。 1 3 炼油厂污水处理常用单元 1 3 1 水质、水量均衡 炼油厂污水由于生产装置的检修、操作事故、产品泄露等原因而造成冲击负荷较大， 因此，污水在进入处理装置前要进行水质、水量的调节，确保处理系统的正常运转。调 节的方法有两种：一是各股污水分别设缓冲池；另一种是设调节池。调节池一般设在污 水处理场其他构筑物之前，但由于长期使用池底会积泥，造成厌氧细菌产生臭气，影响 环境。为了克服这个缺点，有的炼油厂将调节池放在隔油池之后，有时也可利用天然地 形作为调节池。由于调节池只对短时间的冲击有一定的调节作用，所以应从改进设备、 加强维护管理、杜绝不正常的排放及泄露等方面着手。 调节池应设有搅拌设备，如机械搅拌、空气搅拌、回流板等，以保证水质、水量的 混合均匀。 1 3 2 隔油 隔油指将含油污水进行油水分离。重力分离法是较常用的一种方法，即利用水和油 的密度不同在隔油池中使油与水分离。隔油池主要目的去除大颗粒油粒，同时去除细小 悬浮物。常用的隔油池有平流式( a p i ) 和斜板式( p p i ) 隔油池。 平流式隔油池结构简单、适应强、操作方便，可分离去除直径大于1 5 0 “m 的油滴， 但池子的长度较长，需要较大的容积方能达到较好的效果，一般出水含油量在3 0 r a g l _ 1 以下。平流式隔油池与平流式沉淀池在构造上基本相同，其表面一般设置盖板。除了便 于冬季保持温度，从而保持它的流动性外同时还可以防火防雨。在寒冷地区还应该在池 内设置加温管，必要时加温，其特点是构造简单，便于运行管理，油水分离效果稳定， 有相应的资料表明，平流式隔油池可以去除最小油滴直径达到1 0 0 - - 1 5 0 i t m ，相应的上 升速度不高于0 9n l n l s 一。 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文 嗣 醛 辎 图1 1国内炼油厂炼油污水处理的典型工艺流程 第1 章前言 斜板式隔油池是在平流式隔油池基础上改进的一种池型，也称为平行板式隔油池。 池中与水流方向呈直角放置有一定倾角的平行板数块，板间距一般为1 0 c m 左右。当含 油污水通过时，由于油滴上浮碰到平行板，细小的油滴就在板下凝聚成较大的油膜。因 在池内设置了数层平行板，油滴的上升距离缩短，池子长度为平流式( a p i ) 隔油池的 几分之一，隔油效果也显著提高，一般可以分离直径6 0 p m 以上的油滴，当进水含油为 1 0 0 0 m g l 1 时，出水可达l o m g l 。左右。目前国内新建的隔油池普遍为平行板式隔油池， 相应上升速度约为o 2m l t l s ，含油污水在斜板式隔油池中停留时间一般不大于3 0 秒， 为平流式隔油池的1 4 1 2 。 其他池型均在此基础上进行改型，例如波纹板式( c p ) 隔油池，将斜板隔油池中 的平行板改为波纹板，波纹板以相对水流的方向呈4 5 度倾角放置，板间距2 0 - - 4 0 m m 。 其特点是：波纹板与水的接触面积较平板大，水的层流条件好；波纹板比平板凝聚油滴 的效果好，单位面积的处理能力显著提高。 1 3 3 浮选法 重力分离只能分离污水中颗粒较大的浮油，对油粒直径较小的浮油或呈乳化状态的 乳化油，多采用浮选法去除。这种方法是将空气通入污水中形成微小气泡，使油滴附着 在微小气泡上，由于油滴的密度变小，加速了油滴上升速度，提高了油水分离效果。含 油污水经隔油池进行油水分离后，水中仍含有一定量带负电荷的乳化油。因此，含油污 水用浮选法除油时，要投加混凝剂，利用化学混凝和破乳的作用，达到去除污水中微细 乳油或乳化油的目的。按生产微细气泡的方法，浮选法分为：电触浮选法、分散空气浮 选法、溶解空气浮选法。电触浮选法主要用于工业污水处理方面，处理水量大约在10 - 2 0 m 3 h - 1 ，由于耗电高，操作管理复杂以及电极结垢后等问题，较难适用于大型生产。 分散空气浮选法用于矿石浮选，也用于油脂、羊毛等污水的初级处理以及含有大量表面 活性剂的污水。 溶解空气浮选法又分真空浮选法和加压浮选法两种形式，真空浮选法是空气在常压 下进行溶解，溶解度很低，气泡释放量很有限，此处形成真空，设备需密闭，其运行和 维修较困难。加压浮选法是目前常用的浮选法，其原理是使空气在加压的条件下溶解于 水，然后通过将压力降到常压而使过饱和的空气以微气泡形式释放出来。这种方法产生 的气泡小，除油效果好。 加压浮选法又可分为全流加压、部分流加压、部分回流加压三种流程。采用加压溶 气浮选法除油，进水含油量不应大于2 0 0 m g l 一，去除率可达7 5 , - - , 9 0 。加压溶气浮 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文 选法最常用的混凝剂是硫酸铝。为了提高除油效果，减少药剂用量和浮渣生成量，并且 使浮渣容易分离，近年来发展了低投加量、高效能的有机高分子凝胶剂聚丙烯酰胺，以 及碱式氯化铝、三氯化铁等无机混凝剂。其中部分流程节省电能，同时因加压泵所需加 压的溶气水量与溶气罐的容积比全溶气流程方式小，故节省一些设备，所以部分溶气浮 选法为首选。 1 3 4 凝聚浮选法( 粗粒化法) 凝聚浮选除油不仅用作含油污水的预处理，而且用于去除乳化油和较小的浮油，代 替浮选池，可以减小处理装置的体积，除油效果高。 国内某石化厂采用f y - 2 0 1 粗粒化剂，空塔流速l o m h - 1 ，床层高3 m ，出水中含油 量 3 0 m g l ，工艺流程见图1 2 。 图1 - 2 租粒化中型试验流程示意图 1 3 5 空气氧化法 空气氧化法是处理炼油厂含硫污水的一种方法，分为一段空气氧化法、一段催化空 气氧化法和两段催化空气氧化法等。 1 3 5 1 一段空气氧化法 一段空气氧化法是较老的处理含硫污水的一种方法。含硫污水中的硫化铵和硫氢化 铵可用空气中的氧氧化成硫酸盐或硫代硫酸盐。其反应见式( 1 1 ) 、( 1 - 2 ) ： 2 s z - + 0 2 + h 2 0 - - - s 2 0 2 1 - 2 0 h ( 1 - 1 ) 第1 章前言 2 s h + 2 0 2 - * $ 2 0 3 厶+ h 2 0( 1 - 2 ) 理论上，氧化l k g 硫化物生成硫代硫酸盐需要l k g 氧，相当于4 3 3 k g 空气。由于其 中一部分硫代硫酸盐会进一步氧化成硫酸盐，因此空气用量还要增加。此外为了加快反 应速度，需要在空气氧化反应过程中通入蒸汽，以提高反应速度。由于上述反应为放热 反应，理论反应热为9 0 0 k j m o l ，这些反应热可用来加热污水和空气。 1 3 5 2 一段空气催化氧化法 采用一段空气催化氧化法处理炼油厂含硫污水，可使污水中硫化物大部分氧化成为 硫代硫酸盐。在氧化塔内充填铜铁族的金属催化剂( 如氯化铜、氯化亚铁、氯化铁等)