【正文】 .............................. 33 致 謝 ..................................................................................................... 35 附 錄 ....................................................................... 錯誤 !未定義書簽。 1 第 1 章 前 言 167。 煉油廢水的來源 煉油廢水是原油煉制、加工等過程中產(chǎn)生的一類廢水，其污染物的種類多、濃度高，對環(huán)境的危害大 [1]。隨著國家環(huán)保政策的日益加強及污染物排放總量的控制，企業(yè)規(guī)模的擴大和深加工的提高，尤其進口高硫原油加工量的增多，由煉油污水引起的環(huán)保問題已成為煉油廠向規(guī)模化發(fā)展的制約因 素之一，減污縮排顯得尤為重要。 煉油污水中的主要有機物有 :石油類、懸浮物、揮發(fā)性酚、 BOD、 COD；無機物有硫化物、氰化物；金屬化合物有汞及其化合物、鎘及其化合物、六價鉻化合物、砷及其化合物、鉛及其化合物 [2]。 煉油污水大致可分為三類：特殊的高濃度污水、低濃度含油污水、高濃度污水。其中特殊的高濃度污水 污染源有 :含硫污水、堿渣污水、油罐脫水、污水處理場 “ 三泥 ” 濾后液、其它高濃度污水如脫硫裝置排放的廢乙醇胺(MEA)及重整裝置排放的廢三乙二醇醚 (TEG)溶劑水等，這些污水除含硫污水外水量均不大，但是，其中油、 COD、 NH3N、酚或 S2等含量卻很高。 低濃度 含油污水可分為裝置產(chǎn)生的低濃度含油污水、雨水、地下含油污水管道泄漏 產(chǎn)生的水量增加、循環(huán)水廠產(chǎn)生的污水。裝置產(chǎn)生的低濃度含油污水 包括機泵冷卻水、地面沖洗排水、汽包排污、采樣器排水、化驗洗滌、蒸汽冷凝水排放、設(shè)備放空及清洗排水、辦公及其它輔助設(shè)施排水等，還有因裝置泄漏等產(chǎn)生的污水。 高濃度污水是指 特殊高濃度污水預處理后排水，水量相對較小，通常為總污水量的 20%，但其 CODcr濃度遠高于低濃度含油污水， NH3N則是低濃度含油污水的 3倍左右，達到 100～ 150mg/ L。 它又分為氣提凈化水、電脫鹽污水、堿渣污水 [3]。 167。 煉油廢水的處理 方法 煉油污水因含浮油、乳化油等石油類物質(zhì)和化學耗氧物 (COD)、揮發(fā)酚等高濃度有機污染物，難以直接進行生化處理，必須經(jīng)過隔油、氣浮處理去 2 除大部分浮油、懸浮物及部分有機污染物。 然后再經(jīng)過生化處理去除氨氮、硫磷以及 BOD、 COD 才能達標排放。 煉油廢水的一級處理 （ 1） 隔油處理 隔油池主要用來除去污水中浮油和部分乳化油。污水中的可浮油在隔油池停留過程中，經(jīng)處理后浮于水面，收油時通過管流入集油間，再用污油泵打入污油脫水罐，經(jīng)加溫 沉降脫水，合格污油再用污油泵送往接收罐區(qū)。隔油池處理后的水進入一級浮選泵。在隔油池前或后可設(shè)調(diào)節(jié)池，用于調(diào)節(jié)水量和水質(zhì)。 （ 2） 氣浮處理 [4] 隔油池出水仍含有部分浮油及乳化油，還需要氣浮工藝進一步處理。 氣浮凈化工藝是設(shè)法在水中通入或產(chǎn)生大量的微細氣泡，使其粘附于雜質(zhì)絮凝體上，造成整體比重小于雨水的狀態(tài)，并依靠浮力使其上浮于水面，從而獲得固液分離的一種凈化方法。 一般采用加壓容器氣浮法去除。隔油池出水通過泵進入容器罐，容器罐加入壓縮空氣使其融于水中，再經(jīng)過減壓后，水中過飽和的空氣形成許多極微細的氣泡釋放出來， 在上升過程中，由于氣泡的表面張力作用，將乳化于水中的油珠帶到水面，然后將浮油用刮渣機刮至集油槽中，讓其自流入油泥池，再用泵打入油泥干化場。為了進一步提高浮選效果，一般在浮選泵入口處投加絮凝劑。 （ 3） 煉油廢水的生化處理 目前處理煉油污水基本沿用老三套流程：即隔油一浮選一生物處理 。生化處理主要有一下幾種方法。 ① 普通活性污泥法 這類處理方法既有傳統(tǒng)的合建式曝氣池，也有分建式活性污泥法。簡要工藝流程為 : 其中氣浮段有的為一級氣浮，有的采用二級氣?。簧蝿t 70～ 80 年代初興建的大多為合建式曝氣池，該工藝 在早期的煉油污水處理中廣泛采用，對減少污染排放起到了極其重要的作用，同時由于其運行穩(wěn)定，處理的效果較好，依然受到各煉廠的青睞。為了進一步適應目前的環(huán)保要求，大多進行污水 隔油 油 氣浮 生化 二沉池 外排 3 了技術(shù)改造 (如鎮(zhèn)海石化、大慶石化 )，或只作為預處理裝置 (如廣州石化 )。該工藝不但硝化效果差，且無法實現(xiàn)脫氮的目的，如不與其他工藝相配合，將難于適應未來污水處理的需要。 80 年代后期開始采用分建式曝氣池，并逐步走向二級好氧生化工藝，即 OO 工藝，該工藝較傳統(tǒng)活性污泥法處理的效果好，二級好氧處理的功能分區(qū)明確，一級好氧主要功能是降解 COD，而二級好氧主 要功能則是降解氨氮。 ② 生物膜接觸氧化法 [5] “ 生物膜接觸氧化法 ” 其實是一種把填料作為微生物載體、好氧和厭氧共同存在的污水生化處理方法。污水攜帶氧氣進入填料層時，懸浮物被截留。有機物在氧氣的作用下，被微生物吸附降解，釋放出二氧化碳、水、能量等，然后形成的粘泥附著在柔性填料上成為膜。在膜的深層，氧氣無法進入，形成厭氧層，隨著膜的增厚，膜逐漸脫落。這樣的作用下，污水被凈化。 生物膜法雖然能夠適應不同濃度的污水，表現(xiàn)出較強的耐沖擊力。但實踐證明，對于高濃度的污水，生物膜法只能忍耐較少量高濃度的污水，若大量的污水 沖擊，致使生物膜脫落，則恢復起來需較長時間，大約 30 天左右。 ③ 缺氧好氧工藝 [6， 7] 污水首先經(jīng)隔油、浮選工序除去粗分散物質(zhì) (包括懸浮物質(zhì)和部分乳化狀態(tài)的物質(zhì) )，例如油。之后，污水流入生化池進行生化處理，以除去較高的 COD負荷，難以降解的有機物及氨氮等。生化部分為前置反硝化池，即 A/O合建池。在 A段為增加生物降解性能，設(shè)置軟性填料框架組。這種填料掛膜快，比表面積大，它的每個纖維本身即為一個微小的 A/O單元，更有助于脫氮的進行。 A段溶解氧 (DO)控制在 0～ 1mg/L(一般為 )，處于缺氧狀態(tài)。 O段溶解氧控制在 2～ 4mg/L。 O段出水混合液一部分回流至 A段，另一部分流入后浮選池進行泥水分離。泥水分離采用氣浮的形式，避免了 A/O處理后污泥易上浮的不足。分離后的污泥回流至 O段進口，出水流入下道工序。根據(jù)污泥生長特性，適當排除部分剩余活性污泥。工藝流程如 圖 11所示。 4 圖 11 AO工藝流程 ④ 氧化溝 [8 10] 氧化溝是活性污泥法的一種改型，它把連續(xù)環(huán)式反應池用作生物反應池，混合液在該反應池中以一條閉合式曝氣管道進行連續(xù)循環(huán) (從池型上可以說是 推流式的特例 )。氧化溝通常在延時曝氣條件下使用，因為這時混合液的水力停留時間長，有機物質(zhì)的負荷低。它使用一種帶方向控制的曝氣和攪動裝置，向反應池中的物質(zhì)傳遞水平速度，從而使攪動的液體在閉合式曝氣管道中循環(huán)。反應池一般為橢圓型或圓形，尺寸大小按延時曝氣運行決定，其水力停留時間為 10～ 30h，污泥停留時間在 15d以上，曝氣裝置主要有射流器和機械轉(zhuǎn)子曝氣設(shè)備 (轉(zhuǎn)刷和轉(zhuǎn)盤 )等，通常在其前面不用設(shè)初沉池，而在其后設(shè)有二沉池。 在污水處理的動力學上有兩種系統(tǒng) :推流型和完全混合型。氧化溝既不是完全混合式反應池，又不是推流 式反應池，但是它又兼有這兩種系統(tǒng)的特點。在溝中，污水流入反應池后，與反應池內(nèi)所含的大量物質(zhì)混合，但是通常是使污水正好在排出口的下游流入反應池，因此它必須在經(jīng)過一次循環(huán)之后才能排出去 (在這一方面氧化溝與推流式反應池有些相似 )，然后又象在完全混合反應池中那樣，迅速與整個池中的各種成分混合起來 (與完全混合式相似 )。氧化溝自身的特點在于一次循環(huán)所需的時間短，即 15～ 30min，而總的水力停留時間則很長， 20～ 24h，人們通常用完全混合型反應池來模擬氧化溝。氧化溝的脫碳、脫氮的機理與 A/O系統(tǒng)的反應機理相通。因分段布 置曝氣器，隨著與曝氣器的距離變化溝中會有缺氧區(qū)和好氧區(qū)的分布，使其相當于多個A/O系統(tǒng)相連接。廢水在好氧段時，碳源被污泥中異養(yǎng)微生物氧化分解；有機 氮通過氨化作用和硝化反應被自養(yǎng)微生物作為能源利用，并轉(zhuǎn)化為 硝酸鹽。 A 段 O 段 泥水分離 回流污泥 出水 混合液回流 進水 5 167。 處理工藝流程的確定 167。 處理工藝流程比選方案 [ 11] 煉油廢水處理工藝流程的選擇原則 煉油廢水的治理應根據(jù)煉油的具體情況，首先抓住工藝改革和綜合利用，以盡量減少污染物的排放量，同時，還應盡量搞好節(jié)約用水和廢水回用，最大限度的減少廢水排出量。在考慮上述綜合治理的情況下，再來確定 煉油廢水的處理工藝。由于煉油廢水成分復雜多變，對應的處理方法也要隨之變化，所以首先要搞清廢水的特性，采用對應的處理工藝才能達到較好的處理效果。在選擇處理工藝前，應分析廢水水質(zhì)及其組成及對廢水所要求的處理程度，確定單項處理方法，然后確定最佳處理工藝流程。 方法分析 目前，國內(nèi)外較為成熟的 煉油 廢水治理工藝方法有：傳統(tǒng)活性污泥法、AB 法、合建式氧化溝技術(shù)、 SBR 法和生物濾池法。 (1)AB 法工藝是在傳統(tǒng)兩段活性污泥法和高負荷活性污泥法的基礎(chǔ)上開發(fā)的，屬超負荷活性污泥法。 其主要特征是， A 段活性污泥負荷高，為常 規(guī)的 10～ 20 倍，泥齡短， B段污泥負荷低。主要缺點是，基建投資高。適用于處理濃度高，水質(zhì)水量變化大的污水。不適用于小型的污水處理廠。 (2)合建式氧化溝技術(shù)是本世紀中葉發(fā)展起來的一項新型技術(shù)，其構(gòu)造簡單，運行簡便且處理效果穩(wěn)定可靠。其主要類型有： BMS 式、船式、 C 型溝內(nèi)式、 D 型溝內(nèi)式、測溝分離式，主要特點是不設(shè)分建的二沉池，運行維護管理方便，但占地面積較大，適用于大型的污水處理廠。 (3)SBR 法即序批式活性污泥法。 是 一種間歇運行的污水生物處理工藝。他 由 一個或多個 SBR 池組成。運行時，污水分批進入池中，經(jīng)活 性污泥的凈化，到凈化后上清液排出池外，完成一個運行周期。每個運行周期可分成：進水期、反映期、沉降期、排放期、和閑置期，其主要特點是對水質(zhì)水量的變化適應性強，有機質(zhì)去除率高，氮磷的去除率高。主要缺點時運行維護復雜，設(shè)備費用高，由于采用定為管重力式排水，在排水初期有少量混合液排出。進入反應池的浮渣尚缺乏有效的設(shè)備從反應池取出，增加了操作人員的工作量。 6 (4)生物濾池是一種生物和物理化學相結(jié)合的工藝，其主要流程包括滴濾池、曝氣固體接觸、絮凝和澄清分離。來自一級處理的污水，首先通過生物濾池降低溶解性 BOD5 并形成可 以絮凝的顆粒固體。生物濾池出水與回流污泥曝氣混合接觸，并進行絮凝和吸附，如接觸時間充分，可溶性 BOD5 也可去除，二沉池采用了新型絮凝澄清池，混合液在池中心絮凝井中增大絮凝體后，在進行澄清分離，其主要特點是運轉(zhuǎn)穩(wěn)定，動力消耗低，運轉(zhuǎn)費用低，但其耐沖擊性差，出水的 BOD5 和懸浮物要求較低。 (5)傳統(tǒng)活性污泥法是利用懸浮生長的微生物絮凝處理有機廢水一類好氧生物的處理方法。主要包括三個過程：吸附 — 微生物代謝 — 凝聚與沉淀，主要流程包括：初沉池、曝氣池和二沉池。主要特點是處理效果好， BOD5去除率可達 90～ 95%，對 廢水的處理程度比較靈活，可根據(jù)要求進行調(diào)節(jié)，使反應器內(nèi)的有機物 降解 反應控制在最佳狀態(tài)，另外，對沖擊負荷有一定的抵抗能力，適合處理較高濃度的有機工業(yè)廢水。 167。 處理工藝流程圖 [ 12] 此煉油廠采用常減壓和催化裂化工藝加工原油，煉油過程中排出含油廢水、含鹽廢水、機泵冷卻水等。廢水來源主要是電脫鹽排水、油罐切水、機泵 冷 卻 水 等 。 廢 水 總 排 放 量 為 ： 2020m3/d 。 廢 水 中 石 油 類 ：400mg/L。CODcr=1000mg/L 。BOD=600 mg/L。SS=1200mg/L 。預計經(jīng)處理后出水達到行業(yè)二級排放 標準。即石油類： 〈 10mg/L。CODcr〈 120 mg/L 。BOD〈 60 mg/L。SS〈 200mg/L 綜合考慮廢水處理效果、運行管理的方便程度和費用，即基建施工費用、占地面積和國內(nèi)環(huán)境，選取傳統(tǒng)活性污泥法較為合理。考慮本設(shè)計題目的具體情況，工藝流程 如圖 12。 格柵 曝氣調(diào)節(jié)池 平流隔油池浮選池推流曝氣池二沉池進水出水