【正文】 學(xué)校代碼： 10425 學(xué) 號： T2020011 同等學(xué)力人員申請 中國石油大學(xué)碩士學(xué)位論文華A (申請 工學(xué)碩士學(xué)位 ) 煉油廠污水處理技術(shù)應(yīng)用研究 化學(xué)工程 化學(xué)反應(yīng)工程 杜云散 趙朝成 論文完成曰期： 2020 年 4 月 學(xué)科專業(yè) 培養(yǎng)方向 申請人 指導(dǎo)教師 入學(xué)日期： 2020 年 10 月 煉油廠污水處理技術(shù)應(yīng)用研究 杜云散（化學(xué)工程） 指導(dǎo)教師：趙朝成教授 摘要 我國淡水資源短缺，環(huán)境污染問題日益嚴(yán)重。環(huán)保部門對煉油廠污 水排放指標(biāo)的要求日益嚴(yán)格。而國內(nèi)煉油廠含油污水處理技術(shù)與國外 先進(jìn)水平相比還有很大的差距。在此背景下，中國石油大連石化公司 在建設(shè) 2020萬噸 /年現(xiàn) 代化煉廠時，引進(jìn)了國外先進(jìn)的污水處理工藝技 術(shù)及設(shè)備。本文就結(jié)合這個污水處理場的技術(shù)交流、工程設(shè)計和生產(chǎn) 運(yùn)行過程，在調(diào)研中國石油集團(tuán)股份公司下屬多家煉油廠污水處理場 的運(yùn)行情況的基礎(chǔ)上，將國內(nèi)外的污水處理技術(shù)進(jìn)行了對比，從理論 上對現(xiàn)行的污水處理工藝進(jìn)行了分析，對引進(jìn)技術(shù)的先進(jìn)之處進(jìn)行了 針對性的分析研究，并結(jié)合生產(chǎn)實際，分別對預(yù)處理部分的均質(zhì)、除 硫、氣浮除油單元， A/0 生化反應(yīng)部分的確化反硝化及實時控制原理 及方式以及污泥濃縮部分進(jìn)行了專題研究，并提出了優(yōu)化的設(shè)計參數(shù)、 控制方案、和工藝流程。本文將會 對煉油廠的含油污水處理場的設(shè)計 和生產(chǎn)操作起到一定的指導(dǎo)作用。 關(guān)鍵詞：含油污水處理，溶氣氣浮， A/0 生化，污泥處理The Research of Refinery Wastewater Treatment Technology Du Yunsan(Chemical Engineering) Directed by professor Zhao Chaocheng Abstract China is shortage of freshwater, the resource of freshwater is decreasing and the pollution of water is more serious day after day. The discharge standards of wastewater from refinery is more rigorous, and the domestic technology of oiled wastewater treatment is far behind that of developed country. So CNPC Dalian Company decided to introduce the advanced 112 wastewater treatment process and equipments from abroad, when they were constructing the most modem refinery in china, whose capability is 20 million tons crude oil per year. Having pleted the engineering design and started working of the new wastewater treatment plant, a nd having investigated some wastewater treatment plants of CNPC, a parison between the domestic technology and the foreign technologies of oiled wastewater treatment is done in this paper. Some theoretical research and analysis for pretreatment section, A/O biochemical treatment section and sewage sludge thickening section in a wastewater treatment process is pleted, then some design par顧 eters， some control schemes and a new processing are proposed. This paper will helpful to design or operate a wastewater treatment plait. Key words； Oiled wastewater treatment, DAF, A/0 biochemical treatment, Sewage sludge thickening 獨(dú)創(chuàng)性聲明 本人聲明所呈交的論文是我個人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取 得的研究成果。盡我所知，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，論 文中不包含其他人己經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果 ，也不包含為獲得中國 石油大學(xué)或其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。與我一同工作 的同志對本研究所做的任何貢獻(xiàn)均己在論文中作了明確的說明并表示了 謝意。 簽名： 多劣 1 年 6 月 ! R 關(guān)于論文使用授權(quán)的說明 本人完全了解中國石油大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即： 學(xué)校有權(quán)保留送交論文的復(fù)印件及電子版，允許論文被查閱和借閱：學(xué) ?？梢怨颊撐牡娜炕虿糠謨?nèi)容，可以采用影印、縮印或其他復(fù)制手 段保存論文。 學(xué)生簽名：年 6 月 r円 導(dǎo)師簽名 h)c loSj 年 / 月 /~ R 中國油大寧 :（ 華 /jO 碩十論文 ______________________ ^ ___________ 第 1 章前 R 第 1 章前言 首先讓我們來看一組觸目驚心的數(shù)據(jù)：全球有 12 億人口面臨中度到 高度的缺水 163。11 力， SO個國家水源不足， 20 億人的飲用水得不到保證。中 國更是全球 13 個嚴(yán)重缺水的國家，人均淡水資源僅為世界平均水平的四 分之一，居世界第 109 位。全國共有 600 多個城市，就有一半以上城市不 同程度的缺水，其中嚴(yán)重缺水的城市有 111 個。 水即是 21 世紀(jì)的油，牽制著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，每一滴未經(jīng)處理的廢水都 迫使全球人口朝著干旱危險的方 向邁進(jìn)一 。目前全國污水的處理率僅為 45%。由建設(shè)部、發(fā)改委和國家環(huán)?？偩致?lián)合起草的關(guān)于加強(qiáng)城市污水處 理和利用的規(guī)劃文件中，到 2020 年，我國重點(diǎn)城市的污水處理率要達(dá)到 80%,中小城市要達(dá)到 6070%。污水處理行業(yè)有著巨大的市場空間。 我國石化行業(yè)既是能源和化工資源生產(chǎn)大戶，也是能源和資源消耗大 戶，國家發(fā)改委把石化、鋼鐵、印染、造紙、電力列為五大工業(yè)污水排放 重點(diǎn)治理行業(yè)，并規(guī)定了具體的限量用水指標(biāo)，鼓勵企業(yè)通過改進(jìn)生產(chǎn)工 藝，加大水處理設(shè)施的技術(shù)投入，開源節(jié)流，提高水資源重復(fù)利用率。目 前我國石化企業(yè)在水方面主要面臨以下幾個問題： 1. 淡水資源嚴(yán)重慶乏 我國水資源短缺，是世界 13 個貧水國家之一，同時水資源污染嚴(yán)重， 因前有 80%水域， 45%地下水及 90%以上的城市水源受到污染，我們已進(jìn) 入水危機(jī)吋代。據(jù)統(tǒng)計 60%以上的煉化企業(yè)都處 T^m174。缺水地淡水 的供需矛盾嚴(yán)重制約著石化行業(yè)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。 2. 水的重復(fù)利用率低 目前，大部分的石化企業(yè)把大量的煉化污水，經(jīng)過二級處理，達(dá)到國 家污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)中的二級指標(biāo)后排放，這不僅污染了江、河、湖、海， 而且山于水未得到充分 利用，每天還要補(bǔ)充大量的新鮮水用于工藝生產(chǎn)。 中國A 油人 7:(華東）碩士論文 第 1 章前 R 3. 開源工作范圍狹窄 近年來水的幵“源節(jié)流工作逐少受到重視，但多數(shù)僅限于企業(yè)內(nèi)部 IT“：氣 凝結(jié)水的回收循環(huán)使用。由于污水的性質(zhì)復(fù)雜以及污水處理工藝落后，管 理跟不上，造成處理后的水質(zhì)不穩(wěn)定，給重復(fù)利用帶來困難。 4. 工程應(yīng)用后缺乏技術(shù)上的優(yōu)化總結(jié)，沒有形成適應(yīng)性強(qiáng)的煉化企業(yè) 水處理專有技術(shù) 由于世界性水資源短缺，導(dǎo)致水資源可持續(xù)利用與節(jié)水回用在世界范 圍內(nèi)得到普遍重視。尤其在美國、加拿大、曰本、歐洲等發(fā)達(dá)國家，水 的 重復(fù)利用率已高達(dá) 8090%。 美國是世界上最早進(jìn)行污水回用的國家之一， 20 世紀(jì) 70 年代初幵始大規(guī)模地興建污水場，隨后幵始了污水回用。目前 有幾百座污水場的二級處理出水經(jīng)適當(dāng)處理后回用，全國城市污水每年回 用總量約109m3,包括：灌溉用水、景觀用水、工藝用水、工業(yè)冷卻用 水、鍋爐補(bǔ)水以及回灌地下水和娛樂養(yǎng)魚等多種用途，其中，灌概占總回 用量的 60%，工業(yè)用水占 30%，城市生活和其他用水不足 10%。莫斯科 市有 36 家工廠的污水回用的總量達(dá) 5,5105m3/i ；以色列城市污水中有 65%的污水再凈化后用于灌概；德國的整個工業(yè)中 1969年就有 60%以上 的耗水量己經(jīng)循環(huán)使用。 近年來發(fā)展中國家也開始加快了污水資源化的進(jìn)程，尤其是水資源短 缺地 IE,己考慮城市污水、工業(yè)廢水回用問題，制定以節(jié)水與潔水為目標(biāo)、 改善水環(huán)境質(zhì)量、提髙水資源的綜合利用為 H 的水資源可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略， 并尋求合理、有效的水資源可持續(xù)利用與水污染控制的方法，研制 TP 發(fā)新 型、經(jīng)濟(jì)、高效的水回用處理技術(shù)，提高城市污水和工業(yè)污水的重復(fù)利用 率，以確保社會經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。南非和納米比亞等國家甚至建起了飲 用水再生制造廠，南非的約 翰內(nèi)斯堡每天有 104m3 飲用水來自再生水 工廠。此外，約旦、塞普魯斯、埃及、突尼斯等水資源較為短缺的國家， 中國石油人學(xué)（華爾 ） 碩七論文 _________________________________笫 1 章前言 水回用開發(fā)也比較普遍，而且收到了良好效果⑴。 目前對石化污水的處理技術(shù)缺乏系統(tǒng)地研究工作，與國外先進(jìn)水平相 比，我們的水處理技術(shù)還停留在六七十年代的水平。中油內(nèi)部各個煉廠污 水處理技術(shù)繁雜不齊，現(xiàn)有的污水處理場對企業(yè)生產(chǎn)出現(xiàn)的突發(fā)性事故的 應(yīng)變能力及適應(yīng)性差，運(yùn)行不經(jīng)濟(jì)。造成污水處理設(shè)施運(yùn)行不穩(wěn)定，污水 排放達(dá)標(biāo)率 低，更增加了下一 ip 污水回用的難度。 由于上述原因使中國石 油各煉化企業(yè)的噸油水耗與國外先進(jìn)水平相比差距較大，國外煉化企業(yè)加 工噸原油的新鮮水耗量一般小于 噸，而國內(nèi)平均水平為 噸。中石 油新建煉廠水耗指標(biāo)確定為 ,老廠也逐 iP向這個目標(biāo)靠攏。 大連市是淡水資源嚴(yán)重短缺的城市，大連石化公司當(dāng)加工能力擴(kuò)建至 2020萬噸 /年，建設(shè)?國內(nèi)領(lǐng)先，世界一流?煉廠時，為應(yīng)對更加嚴(yán)重的水 資源短缺和環(huán)境污染問題，在海水淡化、中水回用、污水處理方面加大投 入，引進(jìn)國外先進(jìn)的工藝技術(shù)設(shè)備，在水資源開源和環(huán)境保護(hù)方面取得了 業(yè)界公認(rèn)的成就。我們作 為設(shè)計單位參加了全部項目的前期調(diào)研、工程設(shè) 計。本文就是針對中國石油大連石化公司引進(jìn)法國得利滿技術(shù)新建的污水 處理場，結(jié)合中油股份公司科技部對污水處理技術(shù)幵發(fā)研究的科技立項， 對引進(jìn)技術(shù)進(jìn)行消化吸收，掌握其技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)，結(jié)合中油其他煉廠污水處 理場的情況，結(jié)合煉廠污水的實際情況，對其工藝進(jìn)行優(yōu)化和完善，爭取 形成具有中國石油自主知識產(chǎn)權(quán)的煉化企業(yè)污水處理技術(shù)，推動中石油在 污水處理方面的技術(shù)進(jìn) y；。中國 W 油人學(xué)（華 /jO 碩十論文 ___________________ 笫 2 章引進(jìn) I:藝技術(shù)介紹 第 2 章引進(jìn)工藝技術(shù)介紹 項目概況 中國石油大連石化分公司原有污水處理場始建于 20 世紀(jì) 30 年代， 僅有隔油處理設(shè)施， 80 年代后增建了名義處理水量為 700m3/h 的生化塔 和斜管沉淀池 ,對污水進(jìn)行二級生化處理，降解水中污染物質(zhì)，實際處理 水量300mVh， 流程為隔油 _接觸氧化一沉淀一排放。出水中的油、 COD、 硫化物、氨氮等指標(biāo)沒有達(dá)到國家污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)中的二級排放指標(biāo) 的要求，出現(xiàn)過污染海域的事件。隨著大連石化分公司的發(fā)展 ，煉油能 力將由 500 萬噸 /年擴(kuò)建到 2020萬噸 /年，含油污水的性質(zhì)更加復(fù)雜， 現(xiàn)有的污水處理設(shè)施更是難以應(yīng)對，因此亟待進(jìn)行改擴(kuò)建。大連石化分 公司用地緊張，污水處理場位于老廠區(qū)，占地較小，且又無擴(kuò)大面積的 可能。為了能夠在較小的面積上完成污水場的建設(shè)，并達(dá)到國家一級污 水排放標(biāo)準(zhǔn)，從參加投標(biāo)的五六家設(shè)計單位及水務(wù)公司中，經(jīng)多方比選， 專家論證，最終得利滿水務(wù)公司中標(biāo)。 大連石化分公司污水處理場設(shè)計規(guī)模為 1500m3/h,分二期建設(shè)，一 期處理量為 500m3/h (污水場進(jìn)出水水質(zhì)見表 ),引進(jìn)法國得利 滿公 司 A/O污水處理工藝包（以下簡稱引進(jìn)工藝），詳細(xì)設(shè)計全部由中油設(shè) 計公司大連分公司完成。該水場引進(jìn)世界領(lǐng)先的工藝技術(shù)、處理設(shè)施和 運(yùn)行設(shè)備及水處理工藝?yán)砟?，釆用了裝置化布冒格局和自動化操作方 式，占地僅19000m2， 工程總造價約 5000 萬元人民幣，實現(xiàn)了全程工 藝運(yùn)行 PLC 控制，其技術(shù)水平和綜合性能國內(nèi)領(lǐng)先。工程于 2020 年 5 月動工， 2020 年 4月建成， 2020 年 6 月開工試運(yùn)， 2020 年 4 月所有水 質(zhì)指標(biāo)達(dá)到設(shè)計要求。 ， 大連石化分公司污水處理場的設(shè)計，是在總結(jié)國內(nèi)已建成煉化企業(yè) 中國石油大