炼油装置外排废水回用系统的设计

炼油装置外排废水回用系统的设计

中国石油华资公司于1999年完成了250万吨原油的勘探。2000年代，气田装置、丙烯装置和100万吨c.a臂气田相继建成，新鲜水需求为5003.h，正常废水排放量为400hm。为减少环境污染，节约宝贵的水资源，降低炼油生产成本，我公司采用了先进的杀菌、除油、脱钙工艺，对达标外排废水、循环水排废水、除盐水站反渗透装置外排浓水进行处理。与石油化工科学研究院水处理中心合作筛选出以有机磷系配方RP-12(HB）缓蚀阻垢剂为主的水处理药剂。2002年年底废水回用装置建成，2003年7月开始使用废水回用系统处理后的回用水作为第三、四循环水场40%～60%补充水，截至2004年2月连续运行8个月。从现场监测结果来看，挂片的腐蚀速率、系统粘泥量等指标均达到中石油循环水管理考核标准，试验期间的节水和减少废水外排效果明显，经济、社会效益均十分显著。1采用废水和环水水质控制要求1.1水质运行能力为炼油生产装置配套的第三、四循环水系统并网运行，循环水量设计能力为1.9×104m3/h，实际运行水量约1.4×104m3/h，系统保有水量约7000m3，给、回水温差6～9℃，补充水量约120～200m3/h。1.2采用废水水质和环水水质控制指标回用废水水质循环水水质控制指标见表1。2废水回用系统的设计规模和组成2.1设计规模废水总量为550m3/h，其中：合格废水300m3/h；循环水排污量100m3/h；反渗透浓水外排量150m3/h。2.2加药系统及回用(1)新建12m×40m厂房。厂房内安装杀菌除油装置2套，臭氧发生器4台，5μ保安过滤器5台，化学清洗装置2套，纯水泵4台。(2)新建加药间2间，共安装加药装置5套。(3)高效过滤罐10台。其中废水回用6台，循环水排废水回用4台。(4)达标废水原料泵2台，澄清水泵2台，清水泵2台。3工艺和技术描述3.1微织构过滤系统废水回用处理装置由加药系统、沉淀（澄清）罐、高效过滤器、臭氧杀菌系统及保安过滤器、中空超滤膜装置、化学清洗系统组成，核心部分为保安过滤及中空超滤膜装置。工艺流程见图1。3.2臭氧保鲜m/l(1)澄清罐。运用混凝和澄清机理，去除废水中的胶体颗粒、细小悬浮物以及少量固体颗粒物。(2)双料过滤器。主要用于去除混凝澄清过程中未能去除的细微颗粒和胶体物质。(3)活性炭固定床。一种生物活性炭法，是臭氧氧化、活性炭吸附及生物处理相结合的工艺。双料过滤器出水与臭氧发生器产生的臭氧（质量浓度为10～15mg/L）充分混合后进入活性炭固定床。由于臭氧具有强氧化作用，可以将水中的大分子有机物分解成小分子有机物，能显著增加m(BOD5）/m(COD），提高有机物的可生化性并提供充足的氧气，从而使这些有机物更易被活性炭吸附，被吸附的有机物又为维持炭床中的微生物的生命活动提供了营养；同时，由于供氧充分，好气微生物在活性炭表面繁殖生长成生物膜来降解吸附小分子有机物。这就使炭床上活性炭吸附和微生物降解同时进行，从而大大提高活性炭的工作效率，另外，由于炭粒密度小，在水、气同相流动的作用下处于微动状态，提供了臭氧进入活性炭孔隙间与被吸附的有机物反应的机会，保持了活性炭表面活性，延长了活性炭的使用周期。(4)保安过滤器。利用孔径为0.1～1.5μm的滤膜对水进行过滤，能进一步去除水中的悬浮物及被悬浮物吸附的有机物。(5)中空超滤膜。中空超滤膜是采用中空纤维结构的一种膜过滤装置，能有效的去除水中的胶体、大分子有机物、悬浮物、细菌等。4投加及微生物投加量两循环水场采用有机磷系缓蚀阻垢剂RP-12(HB），连续投加，控制总磷的质量浓度为12～15mg/L；氧化性杀生剂选用三氯异氰尿酸，冲击式投加，每天2次，控制余氯质量浓度为0.4～0.8mg/L；非氧化性杀生剂（主要成分为异噻唑啉酮），冲击式投加，投加量为50mg/L；选用阳离子型双季铵盐型粘泥剥离剂，冲击式投加，投加量为100mg/L。非氧化性杀生剂与粘泥剥离剂的投加视微生物生长情况而定，交替使用。正常运行时回用废水补充水量为50～90m3/h。4.1循环水系统自身污染物的来源回用水补充循环水系统前后现场水质控制情况见表2。从表2中可以看出，除CODCr增长较多外，使用回用水的循环水系统与补充新鲜水时相比较水质状况未发生明显改变。循环水水质指标中BOD5与CODCr具有一定的相关性，即BOD5升高，CODCr相应升高；反之，CODCr升高，BOD5则不一定相应升高。这是由于循环水系统中存在的化学耗氧物质（用CODCr表示）来源于回用废水、生产装置泄漏的物料和循环水系统自身（包括微生物及其产生的粘泥、缓蚀阻垢剂等）。回用水经过污水处理场、废水回用装置处理后，水中CODCr反映的主要是微生物难以降解的有机物及极少量还原性无机物的浓度，可生物降解的有机物浓度已经很低，BOD5数据和异养菌数较低就证明了这一点。当石油类浓度处于指标控制范围内时，进入循环水系统的微量泄漏的物料大部分与具有氧化能力的HClO、ClO-等进行反应，只有少部分能够被微生物降解利用，循环水系统自身产生的有机物也是这样。有机物对循环水系统的影响主要是通过微生物腐蚀表现出来的，通过控制可降解有机物浓度就能够控制微生物对腐蚀的影响，因此BOD5能够更真实反映水质状况。参考相关资料和其他炼化企业循环水系统补充废水回用所要求的控制指标并结合生产实际，我们认为只要控制循环水中BOD5的质量浓度不大于10mg/L，即使CODCr短期内超出控制指标也不会造成微生物失控。4.2循环水处理效果通过对已检修换热器检查的结果表明，控制换热器腐蚀、结垢和生物粘泥沉积的效果良好，除个别存在少量锈瘤及粘泥沉积现象（与管程中有杂物堵塞造成循环水流速低有关）外，与采用新鲜水时的处理效果基本相同。换热器封头基本无生物粘泥沉积现象，凉水塔池池底的生物粘泥量较少，情况比较理想，能够保证生产装置的正常平稳运行。5循环水药剂费用使用回用废水与使用新鲜水相比，缓蚀阻垢剂用量均约0.8g/m3，基本持平，由于更换了杀生能力更强的氧化性和非氧化性杀生剂，氧化性