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高酸重质原油加工废水处理工艺

发布时间:2021-7-14 10:03:45  中国葡京捕鱼软件下载工程网

  高酸重质原油属于环烷中间基类原油,密度大、黏度大、残炭高、酸值高、乳化重、脱盐困难,加工时需要添加大量的破乳剂。惠州某公司加工高酸重质原油产生的废水成分复杂,COD为3500~4500mg/L、氨氮为80mg/L、总氮为100~120mg/L,难生物降解有机酸类占有机污染物总量的60.26%。这类含油污水乳状液油水难以分层,水中含油量大,导致葡京捕鱼软件下载场生化系统的水面易产生大量泡沫,污水回用设施运转不正常,处理效果降低,处理难度变大。排放污水中含油量超标,严重污染了环境,还造成了大量油品的损失。

  惠州某公司原高酸重质原油加工葡京捕鱼软件下载设施流程为:调节罐—油水分离器—涡凹气浮—溶气气浮—A/O生化池—MBR—臭氧活性炭,此工艺处理后的出水COD(二级生化MBR出水)仍为260mg/L左右,无法达到GB31570—2015《石油炼制工业污染物排放标准》的排放标准要求(COD≤50mg/L),需调和部分达标含油污水(COD≤30mg/L)才能达标排放。另外,工艺中需消耗大量的活性炭,增加了处理成本,造成了二次污染。

  为解决高酸重质原油加工葡京捕鱼软件下载设施存在的问题,本研究根据污水水质特点对葡京捕鱼软件下载设施进行了改造,在处理工艺中增加了生物曝气滤池(RBF)、水解酸化罐和臭氧催化氧化工艺,停用了原工艺中的活性炭吸附工艺,改造后的葡京捕鱼软件下载设施出水COD为40mg/L左右,达到污水排放标准要求,解决了出水长期无法达标的现状。

  1、高酸重质原油加工污水水质特点

  1.1 原油性质

  惠州某公司加工的原油主要来自蓬莱19-3油田,密度大、酸值高、胶质含量高,属于环烷中间基油质,油质分析结果见表1。

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  1.2 污水水质特点

  高酸重质原油加工废水主要由电脱盐排水、原油罐切水排水、循环水排污水、烷基化排水、除盐水站酸碱中和水等组成。与其他原油加工产生的废水相比,具有废水中表面活性剂含量高(使用破乳剂导致)、油质量浓度高、盐质量浓度高、环烷酸质量浓度高的特点,污水水质分析见表2。

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  污水GC-MS谱图解析结果见表3。

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  2、改进措施及处理效果

  2.1 原处理工艺存在的问题

  2.1.1 原工艺流程

  原处理工艺流程见图1。

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  由图1可知,含盐污水经隔油池后进入调节罐,在罐内设有浮动环流收油器,实现污水的第一次除油;调节罐出水经泵提升至油水分离器,实现悬浮物及大部分浮油去除后,自流至涡凹气浮,通过与投加的聚合氯化铝(PAC)和聚丙烯酰胺(PAM)反应去除部分乳化油、悬浮物;污水再自流至溶气气浮,进入气浮前投加PAC和PAM,在气浮池中分散油和悬浮物与微气泡结合形成气浮体,通过刮渣的方式去除;气浮出水进入A/O生化池,生化池在好氧、厌氧、兼性微生物的作用下,完成炭化、硝化、反硝化反应,将污水中的有机污染物、氨氮去除;生化出水进入MBR膜池,经MBR膜泥水分离后提升至臭氧氧化塔和活性炭塔,通过臭氧进一步氧化污水中的污染物,之后通过活性炭塔吸附,废水流入监控池后加次氯酸钠外排或回用。

  2.1.2 原葡京捕鱼软件下载工艺存在的问题

  经分析,导致原处理工艺出水无法直接达到排放或回用水质标准的原因,主要有以下几个方面:

  (1)原油脱水使用的破乳剂,使污水乳化严重,油水难以分离,生化系统进水的B/C很小,对葡京捕鱼软件下载的生化系统影响较大;

  (2)污水中高浓度环烷酸导致曝气池水面产生大量的泡沫,污泥沉降比降低,处理后的废水携带大量悬浮污泥进入MBR,污泥覆盖在生物膜的表面,阻碍氧的传递和生化作用的进行,导致MBR处理效率下降;

  (3)葡京捕鱼软件下载系统进水量变化大,超过了调节罐的承受能力,缓冲能力差,不易稳定运行;

  (4)普通臭氧氧化塔处理效果欠佳。

  2.2 改造后葡京捕鱼软件下载工艺及效果

  2.2.1 葡京捕鱼软件下载工艺改进措施

  根据原工艺存在的问题及原因分析,对葡京捕鱼软件下载工艺进行了如下改造。

  (1)在溶气气浮后新建1套RBF(处理水量为200m3/h),气浮出水经泵提升至内循环RBF,池内装有大比表面的高效生物填料,有效去除了大部分有机酸、醛酮类有机物、胶质沥青质和动植物油。

  (2)将气浮单元的混凝剂由PAC改为聚合氯化铝铁(PAFC),利用铁盐与环烷酸生成环烷酸铁沉淀使其大部分在气浮单元去除。

  (3)将均质罐T-102A/B、事故罐T-101D改造成水解酸化罐(处理水量为300m3/h),RBF出水经水解酸化罐分解部分酯类有机物,并将杂环类化合物开环断链,挥发性脂肪酸(VFA)大幅上升,为后续A/O生化工艺创造有利条件,提高污水的可生化性。

  (4)普通臭氧氧化、活性炭吸附塔改进为臭氧催化氧化工艺,提高了臭氧利用率,同时提高了有机物的矿化度。

  改造后的葡京捕鱼软件下载工艺流程见图2。

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  2.2.2 改造后的主要构筑物和设备参数

  (1)调节水罐。2座,碳钢内衬防腐涂层,每座直径20m,高17.82m,容积约5000m3。

  (2)油水分离器。2台,6061#环氧树脂玻璃钢碳钢内衬,每座长90m,宽6.01m,深6.3m,容积680m3。

  (3)涡凹气浮机。2台,碳钢内衬防腐涂层,主要设备包括:曝气装置、气浮装置、链条刮泥机、固体排放机等。每座长11.1m,宽2.4m,深1.9m,容积150m3。

  (4)溶气气浮机。2台,碳钢内衬防腐涂层,主要设备包括:溶气罐、储气罐、空压机、高压泵、气浮槽、刮泥机等。每座长4.28m,宽3.84m,深4.27m,容积150m3。

  (5)RBF池。1座,钢筋混凝土结构,长95.5m3,宽14.9m,深4.25m,容积6000m3。HRT为14h;循环比为20%~30%。

  (6)水解酸化罐。碳钢内衬防腐涂层,直径20m,高17.82m,容积约5000m3。控制参数:氧化还原电位(ORP)为-100~300mV;DO≤0.5mg/L;HRT为32h。

  (7)A/O池。A池,2座,钢筋混凝土结构,每座长17.5m,宽17m,深6m;A池ORP为-100~0mV;DO≤0.5mg/L;O池,2座,钢筋混凝土结构,每座长22.3m,宽10.9m,深6m;O池DO为2.0~4.0mg/L,O池MLSS为4000~6000mg/L。

  (8)二级好氧生化池。2座,钢筋混凝土结构,每座长19.5m,宽37.5m,深6m,HRT为24h。

  (9)MBR膜组件。采用帘式PVDF中空纤维膜,长2.08m,宽0.81m;膜通量为12L/(m2•h);运行温度为5~40℃;过膜压差≤50kPa;单片膜面积30m2。

  (10)臭氧催化氧化。催化剂为非均相金属负载型催化剂,臭氧投加量为100g/t。

  2.2.3 改造后葡京捕鱼软件下载出水水质

  采用新工艺对高酸重质原油加工污水进行处理,出水COD≤50mg/L,达到了DB4426—2001《广东省地方污水排放标准》和GB31570—2015《石油炼制工业污染物排放标准》排放要求,出水水质分析结果见表5。

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  3、成本分析

  工艺改造前,葡京捕鱼软件下载综合成本为7.295元/t,其中包括:动力费(水、电、汽、风)4.60元/t,水处理用化学品费用2.2元/t,人工费0.495元/t;工艺改造后,葡京捕鱼软件下载综合成本为5.053元/t,其中包括:动力费(水、电、汽、风)3.73元/t;水处理用化学品费用1.068元/t;人工费0.255元/t。工艺改造后,不仅使处理后的污水达到排放或回用标准,还显著降低了运行成本,葡京捕鱼软件下载成本降低2.242元/t,每年节约运行费用914.88万元。

  4、结论

  (1)惠州某公司通过在葡京捕鱼软件下载工艺中增加内循环RBF、水解酸化罐、臭氧催化氧化工艺,并将气浮混凝剂由PAC改为PAFC,大大提高了高酸重质原油加工葡京捕鱼软件下载的处理效率。出水满足GB31570—2015《石油炼制工业污染物排放标准》的排放要求,改变了原工艺出水长期不达标的状况,取得了良好的环保效益。

  (2)停用活性炭吸附工艺以及部分达标污水的回用,可年节约运行费用900余万元,取得了显著的经济和社会效益。(来源:中海油惠州石化有限公司,西北大学化工学院)

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