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详细内容

石化行業煉油廢水回用

中國石化北京燕山石化公司

煉油廢水回用

前言(yan):

   中國石(shi)化為降低(di)噸油(you)(you)耗水,確(que)保石(shi)化企(qi)業可(ke)(ke)持續發展(zhan),2000年將(jiang)燕(yan)化煉(lian)油(you)(you)廠節水減排列為“十條(tiao)龍”攻關(guan)項目之一,經過(guo)科技攻關(guan)及工程實施,把復(fu)雜的煉(lian)油(you)(you)廢水成功回用到(dao)鍋爐補水,即達到(dao)了節水減排,又有效(xiao)(xiao)地節約(yue)了熱能(neng);通過(guo)幾年的運行(xing),效(xiao)(xiao)果良好,帶(dai)來了可(ke)(ke)觀的經濟效(xiao)(xiao)益和社會(hui)效(xiao)(xiao)益,成為煉(lian)化廢水回用的(de)典(dian)范。改(gai)項(xiang)目(mu)為中國(guo)第一(yi)(yi)個(ge)將(jiang)煉油廢水回用于鍋爐補給水的(de)項(xiang)目(mu),該項(xiang)目(mu)2005年榮獲中國(guo)石化集團科技進步一(yi)(yi)等獎,國(guo)家科技進步二等獎。

1、廢(fei)水回用脫鹽的必要性

    為(wei)解(jie)決燕(yan)(yan)化(hua)面(mian)臨(lin)水(shui)的問題,為(wei)其(qi)它兄弟單位提供經驗,總(zong)部(bu)將燕(yan)(yan)化(hua)煉油廠節(jie)水(shui)列(lie)為(wei)“十條龍(long)”攻關項目之一(yi),要(yao)(yao)求(qiu)其(qi)噸(dun)油耗新鮮水(shui)達0.68t/t,噸(dun)油排水(shui)達0.48t/t,并(bing)要(yao)(yao)求(qiu)在2005年出“龍(long)”。

要想有(you)效降低新(xin)鮮水(shui)(shui)(shui)(shui)耗量,廢水(shui)(shui)(shui)(shui)回(hui)用(yong)是(shi)有(you)效途徑之一(yi)。燕(yan)化(hua)是(shi)國(guo)內較早回(hui)用(yong)廢水(shui)(shui)(shui)(shui)企業之一(yi)。1999年開始廢水(shui)(shui)(shui)(shui)回(hui)用(yong)的(de)調(diao)研和(he)研究,2002年煉油和(he)橡(xiang)膠(jiao)廢水(shui)(shui)(shui)(shui)經(jing)深度處(chu)理(li)后回(hui)用(yong)于(yu)煉廠、膠(jiao)廠工(gong)業水(shui)(shui)(shui)(shui)管網做循環水(shui)(shui)(shui)(shui)補充水(shui)(shui)(shui)(shui),工(gong)藝流(liu)程為:曝氣生物濾(lv)池+混凝(ning)澄清(qing)+過濾(lv)+消毒,2002年7月投產,5年來,一(yi)直(zhi)運行正常。

由(you)于北(bei)京環(huan)保(bao)控制較(jiao)嚴,循(xun)(xun)環(huan)水(shui)(shui)(shui)排廢(fei)水(shui)(shui)(shui)全部進(jin)廢(fei)水(shui)(shui)(shui)處理(li)廠(chang)進(jin)行處理(li),這導致再(zai)生(sheng)(sheng)水(shui)(shui)(shui)鹽(yan)含量(liang)(liang)的(de)(de)升(sheng)高。隨著循(xun)(xun)環(huan)水(shui)(shui)(shui)濃縮(suo)倍(bei)數(shu)的(de)(de)提(ti)高,循(xun)(xun)環(huan)水(shui)(shui)(shui)含鹽(yan)量(liang)(liang)的(de)(de)增加(jia),再(zai)生(sheng)(sheng)水(shui)(shui)(shui)含鹽(yan)量(liang)(liang)也大幅度(du)提(ti)高,其(qi)中包括對循(xun)(xun)環(huan)水(shui)(shui)(shui)有(you)害的(de)(de)離子(zi)如氯離子(zi)。在現有(you)配方條件下(xia),循(xun)(xun)環(huan)水(shui)(shui)(shui)場要想有(you)效提(ti)高濃縮(suo)倍(bei)數(shu),必(bi)須對補水(shui)(shui)(shui)鹽(yan)含量(liang)(liang)尤其(qi)是有(you)害離子(zi)進(jin)行限制,否則循(xun)(xun)環(huan)水(shui)(shui)(shui)處理(li)結果必(bi)將(jiang)受影響。

要想解決(jue)再生水鹽含量(liang)(liang)(liang)累計(ji)問(wen)題,脫(tuo)鹽是(shi)唯(wei)一手段(duan)。另外,循環水補水僅占煉廠用(yong)水量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)20~30%,40~60%新(xin)鮮水用(yong)作離(li)子(zi)(zi)交換補水制取化學(xue)水。煉廠要想有(you)(you)(you)效降(jiang)低新(xin)鮮水用(yong)量(liang)(liang)(liang),廢水必須脫(tuo)鹽成(cheng)為化學(xue)水,常見(jian)的(de)(de)脫(tuo)鹽有(you)(you)(you)兩種:離(li)子(zi)(zi)交換和反滲透。經澄(cheng)清過濾的(de)(de)煉油廢水直接進入離(li)子(zi)(zi)交換器有(you)(you)(you)三大問(wen)題需(xu)解決(jue):一是(shi)鹽含量(liang)(liang)(liang)過高,對現有(you)(you)(you)離(li)子(zi)(zi)交換工藝有(you)(you)(you)很(hen)大影(ying)響,二是(shi)有(you)(you)(you)機物CODcr對樹脂污染,三是(shi)鐵離(li)子(zi)(zi)對樹脂的(de)(de)污染,上述三個問(wen)題是(shi)常見(jian)方法無法解決(jue)的(de)(de)。

該項目 “曝氣生物濾池+澄清過濾”系統于2002年7月投產,“超濾+反滲透”系統于2004年8月建成投產,整個系統運行至今,效果良好,穩定可靠,經濟效益和社會效益明顯。

2廢水回用(yong)工藝路線及運行(xing)情況

2.1 廢水(shui)回用進水(shui)水(shui)質(zhi)

         表1 煉(lian)油廢水(shui)回用(yong)進水(shui)水(shui)質(zhi)

序(xu)號

項目

單位

數值

序號

項目(mu)

單位

數值

1

pH


6.5~8.5

8

Ca2+

mg/L

240

2

CODcr

mg/L

50~100

9

濁度

NTU

20~40

3

BOD5

mg/L

5~20

10

總鐵(tie)

mg/L

1~2

4

mg/L

3~10

11

全硅

mg/ L

8~15

5

氨氮

mg/L

5~25

12

水溫(wen)

15~38

6

懸浮物

mg/L

30~70

13

Cl-

mg/L

150~400

7

細菌

個/mL

105~106

14

TDS

mg/L

1000~1500

 

2.2 工藝流程及規模

                 混凝劑

     曝氣生物濾池 → 混凝澄(cheng)清池 → 粗(cu)過濾器(qi) → 水池 → 提升(sheng)泵

       殺菌劑      阻垢劑

        → 超(chao)濾(lv)裝置 → 反滲透裝(zhuang)置 → 原離子交換(huan)系統

 

2.3 主要設備(bei)的運行情況

2.3.1 曝氣生物(wu)濾池

    燕(yan)化煉油廢水氨氮含量高,大部分在(zai)在(zai)10~25mg/L之間(jian),為了降低氨氮的(de)含量采取了曝氣生物濾池,同時(shi)對(dui)CODcr也有(you)一定的去除,2002年7月投入(ru)運行,曝氣生物濾(lv)池對氨(an)氮、CODcr的去除效果見表2

                            表曝氣生(sheng)物濾池對氨(an)氮、CODcr的去除效果

   項目

月(yue)份(fen)

COD

NH3-N

PH

進水

出水

去除率

進水

出水

去除率

進水

出水

057

79.8

42.4

46.87%

18.4

3.03

83.5%

7.76

7.18

058月(yue)

98.5

50.5

48.73%

21.3

5.5

74.2%

7.55

6.38

059

81.8

45.5

44.38%

10.36

2.18

79.1%

7.36

6.77

0510

60.1

35.6

40.7%

3.51

1.24

64.7%

7.54

7.43

0511月(yue)

78.0

49.5

36.5%

2.5

0.43

82.8%

7.63

7.75

 2.3.2 絮凝沉淀過濾(lv)單元

        為了進一步(bu)去除CODcrBOD5、懸浮物、總鐵(tie)、濁度等,采(cai)取了機(ji)械攪拌(ban)澄清池+粗(cu)過濾的設備(bei);2002年7月投入運行,出水(shui)懸浮物在3~10 mg/L,絮凝沉淀(dian)過濾單元CODcrNH3-N處理效果見表3

                       表絮凝沉淀粗過濾單元(yuan)處理效果

   項目

月份(fen)

CODCr

NH3-N

進水

出(chu)水(shui)

去(qu)除率

進水

出水(shui)

去除率

057

42.4

27.1

36.08%

3.03

1.6

47.2%

058

50.5

32.6

35.44%

5.5

2.85

48.2%

05年(nian)9月(yue)

45.5

35.4

22.1%

2.18

1.78

18.5%

0510

35.6

26.6

25.3%

1.24

0.73

41.1%

0511月(yue)

49.5

32.9

33.4%

0.43

0.265

38.4%

2.3.3 超濾運(yun)行情(qing)況(kuang)

    “超(chao)濾+反滲(shen)透”系統于20048月初(chu)通過燕山石化公司驗收(shou)并投(tou)入連續(xu)的工業(ye)應用,裝置運行非常穩定,管(guan)理(li)方(fang)便,經濟效益明顯。該系統超濾產水規模為560 m3/h反滲透產水規模為410 m3/h
1.jpg

2.3.3 超(chao)濾運行情(qing)況

2.3.3.1  超濾系統概述

在該項目中采用了強度強、可氣水擦洗、抗污染性能好、壽命長、過濾精度高的陶氏化學公司的DOWTMSFP-2660超濾作為反滲透的前處理,保證了反滲透的可靠運行。

DOWTMSFP-2660膜(mo)組(zu)(zu)件,采用聚偏氟乙(yi)烯(PVDF)材料,可長(chang)期耐受高濃度(du)的(de)(de)氧化劑(ji),充(chong)分抑制微生物繁殖。在(zai)工業應用的(de)(de)PVDF超濾(lv)膜(mo)組(zu)(zu)件中(zhong),膜(mo)組(zu)(zu)件具有小的(de)(de)公(gong)稱孔徑(jing),能(neng)夠(gou)去除幾(ji)乎所有的(de)(de)微粒、細菌、大多數病菌以及膠體;其極高的(de)(de)孔隙率使得SFP-2660膜(mo)組(zu)(zu)件能(neng)夠(gou)獲得和(he)微濾(lv)相(xiang)當相(xiang)近的(de)(de)通量,因而在(zai)大多數情況下是比微濾(lv)更(geng)好(hao)的(de)(de)選擇。

DOWTMSFP-2660膜組件,采用(yong)不(bu)易堵塞的(de)(de)外壓式結構,具(ju)有更(geng)高(gao)的(de)(de)截污量,更(geng)大的(de)(de)過(guo)濾面積,使(shi)清洗更(geng)簡便(bian)、徹底。采用(yong)的(de)(de)流(liu)態設(she)計以全流(liu)過(guo)濾為(wei)主,但組件也可以很方便(bian)地轉換成(cheng)錯(cuo)流(liu)過(guo)濾的(de)(de)模式,與(yu)錯(cuo)流(liu)相比,全流(liu)過(guo)濾能(neng)耗低(di)、操作壓力低(di),因而(er)運行成(cheng)本更(geng)低(di);而(er)錯(cuo)流(liu)過(guo)濾則能(neng)處理懸浮物(wu)含(han)量更(geng)高(gao)的(de)(de)流(liu)體(ti)(ti)。因此具(ju)體(ti)(ti)的(de)(de)操作形式宜根(gen)據水(shui)中的(de)(de)懸浮物(wu)含(han)量來(lai)確定。

DOWTMSFP-2660膜組件,通常以恒流方式運行,透膜壓差將隨運行時間逐漸增加,

此時通過(guo)定期的(de)反洗、氣擦洗以及(ji)化學(xue)分(fen)散清洗等手段,可以清除膜面(mian)(mian)的(de)濾餅層;而使用(yong)殺菌劑則(ze)能夠有效地(di)控制微生(sheng)物繁殖,更(geng)徹底的(de)除去(qu)膜面(mian)(mian)污染(ran)物。

回(hui)用廢水除鹽(yan)裝置中使用的(de)膜元件(jian)主要技術(shu)參數如下:

膜元件型號     ;          DOWTMSFP2660

型(xing)式   ;                  中空(kong)纖(xian)維(外壓式)

膜材質    ;               PVDF

公稱(cheng)孔徑   ;                              0.03μ

2.3.3.2 超濾運行(xing)情(qing)況(kuang)見表4

                        表(biao)4:超濾裝置運行情況

序號

項目

單(dan)位

產水(shui)設計指標(biao)

實(shi)際(ji)產(chan)水

1

濁度

NTU

≤1.0

≤0.5

2

CODcr

mg/L

≤30

25~30

3

SDI


≤3.0

2.0~2.5

4

油類

mg/L

≤1

≤0.5

5

回收率(lv)

%

≥90

≥92

6

化(hua)學清洗周(zhou)期(qi)

天/次

≥30

≥60

超濾裝置無論實際產水(shui)水(shui)質(zhi)、回收率,還是化學清洗周(zhou)期均優于設計指標。

2.3.4 反(fan)滲透運行情況

2.3.4.1 反滲裝置概(gai)述

系統設計反滲透裝置4套,設計產水量410m3/h,反滲透采用陶氏的BW30-365FR抗污染膜,一級二段排列,抗(kang)污(wu)染反滲透膜且具有親水性,對有機物的吸(xi)附性小膜元件和系統運行壽命長(chang),可延長(chang)膜的清洗周期(qi),降低清洗費用 

2.3.4.2工藝輔助系(xi)統

(1)氧(yang)化劑加(jia)藥裝置(zhi),用于向超濾進水和(he)反洗水中投(tou)加(jia)氧(yang)化劑,防止細菌等(deng)微(wei)生物在超濾膜(mo)繁殖并去除部分有(you)機物。

(2)還(huan)原劑(ji)裝置,用于向反(fan)滲透(tou)進水(shui)投(tou)加(jia)還(huan)原劑(ji),還(huan)原水(shui)中的(de)氧化性(xing)物(wu)質,保護反(fan)滲透(tou)膜。采用在(zai)線ORP表檢測水中的(de)氧化還原電位并(bing)控(kong)制加(jia)藥量。

   (3)阻(zu)垢劑加藥裝置,用于(yu)向反滲透進(jin)水中投(tou)加阻(zu)垢劑,以防止(zhi)膜元(yuan)件結(jie)垢。反滲透濃水端,特別是反滲透壓力容器中最后一根膜元件的濃水側出現諸如CaCO3、CaSO4濃度積大于其平衡溶解度指數而結晶析出,在膜表面結垢造成污堵, 從而損壞膜元件(jian)的應(ying)用(yong)特性,因(yin)此在進入膜元件(jian)之(zhi)前設置了(le)阻垢劑投加(jia)裝置,投加(jia)對此類鹽具有良好(hao)分散作用(yong)的阻垢劑。

   (4)化學清洗裝(zhuang)置(zhi),用(yong)于清洗超濾、反(fan)(fan)滲(shen)(shen)透裝(zhuang)置(zhi)膜元件的(de)化學清洗。超濾、反(fan)(fan)滲(shen)(shen)透膜經過長(chang)期運行后,某些難(nan)以(yi)氣(qi)水(shui)沖洗的(de)污垢,如有機物(wu)、無機鹽(yan)結垢等,會積累在(zai)膜的(de)表面,造(zao)成超濾、反(fan)(fan)滲(shen)(shen)透膜通量下降、反(fan)(fan)滲(shen)(shen)透膜脫(tuo)鹽(yan)率的(de)降低(di),使(shi)用(yong)化學藥品進行清洗才(cai)能去除,以(yi)恢復超濾、反(fan)(fan)滲(shen)(shen)透膜的(de)性能。

2.jpg

2.3.4.3 反滲(shen)透運行情況(kuang)

   反滲透系統(tong)于20048月初(chu)安裝完畢(bi)投(tou)入運行(xing),反(fan)滲透裝置(zhi)運行(xing)情況見表5

                         表(biao)5 反滲透裝置運行情況

序號

項(xiang)目

單位

產水設計指(zhi)標(biao)

實際(ji)產(chan)水

1

脫(tuo)鹽率

%

≥97

98.5~99.1

2

電(dian)導率

μs/cm

40

10~15

3

產水量(liang)

m3/h·

102.5

≥105

4

水回(hui)收率

%

≥70

≥75

5

CODMn

mg/L

<2.0

<1.0

5

化(hua)學清洗周期

天/次(ci)

≥30

60

反(fan)滲透裝置無論(lun)實際產水水質、回收率,還是(shi)化學清洗周期均優于設計指標。

   整(zheng)個(ge)廢(fei)水(shui)回用(yong)系統(tong)運行(xing)非常穩定,超濾膜(mo)的(de)化學清(qing)洗周(zhou)期在2個(ge)月以(yi)上,水(shui)回收率保持在92%以(yi)上;反滲透膜(mo)的(de)化學清(qing)洗周(zhou)期大于2個(ge)月,水(shui)回收率保持在75%以(yi)上,脫(tuo)鹽率大于97%。系統(tong)抗沖擊負荷(he)能(neng)力強,受來水(shui)波動的(de)影響較(jiao)小,系統(tong)維修工作量少,自動化程度高,管理方便;在煉化廢(fei)水(shui)回用(yong)工程處(chu)于高水(shui)平。 

2、 運行成(cheng)本

  電費:0.89元/噸

   藥(yao)劑消耗(酸(suan)、堿、氧化劑、阻垢劑、絮(xu)凝劑等):0.45元/噸

   人(ren)工費:0.14元

   合計:1.48元/噸(dun)

   產(chan)水作為鍋(guo)爐(lu)補(bu)給(gei)水的(de)原水,既(ji)減少原離子交換(huan)器大量(liang)(liang)(liang)酸堿,又(you)節約大量(liang)(liang)(liang)水量(liang)(liang)(liang),大大減少污染物排放量(liang)(liang)(liang),經(jing)濟效(xiao)益(yi)和環境效(xiao)益(yi)明顯。 

4、煉油廢水回用系統體(ti)會(hui)

煉油(you)廢(fei)水回(hui)用(yong)是一個復雜的系統工(gong)程(cheng),處(chu)理工(gong)藝、產(chan)品質量及工(gong)程(cheng)公司技術能力都會(hui)對煉油(you)廢(fei)水回(hui)用(yong)運行(xing)造(zao)成較大的影響。

北(bei)京燕山石化(hua)煉(lian)油污(wu)水(shui)回(hui)(hui)用(yong)是國內(nei)最早的(de)(de)煉(lian)化(hua)污(wu)水(shui)回(hui)(hui)用(yong)項目,從 2004年8月投產(chan)以(yi)來,運行一致穩定,超濾(lv)及(ji)反滲透的(de)(de)產(chan)水(shui)水(shui)量(liang)以(yi)及(ji)水(shui)質(zhi)均優(you)于(yu)設計(ji)指標,在國內(nei)煉(lian)化(hua)污(wu)水(shui)回(hui)(hui)用(yong)系統中運行最好(hao);我們認為燕化(hua)煉(lian)油廢水(shui)回(hui)(hui)用(yong)系統長期運行效(xiao)(xiao)果好(hao)的(de)(de)主要原因是預處理去除油、CODcr效(xiao)(xiao)果好(hao)、陶氏超濾(lv)及(ji)反滲透產(chan)品的(de)(de)性能優(you)越。


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