惠州某公司加工高含酸重质原油产生的加工污水成分复杂,污染物、无机盐和难生物降解有机酸浓度高,处理难度大。多年来,该公司污水处理设施出水需调和部分达标含油污水(COD≤30 mg/L),无法实现直接达标排放。经过改造,在原工艺的基础上增加了生物曝气滤池(RBF)、水解酸化罐和臭氧催化氧化工艺,停用原工艺中的活性炭吸附工艺,实现了达标排放或回用,增加了经济效益和环保效益。
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3 500~4 500 mg/L、氨氮为80 mg/L、总氮为100~120 mg/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,导致污水处理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污水处理设施流程为: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260 mg/L左右,无法达到GB 31570—2015《石油炼制工业污染物排放标准》的排放标准要求(COD≤50 mg/L),需调和部分达标含油污水(COD≤30 mg/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污水处理设施存在的问题,本研究根据污水水质特点对污水处理设施进行了改造,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,改造后的污水处理设施出水COD为40 mg/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。
一
高酸重质原油加工污水水质特点
表1 原油性质分析
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。
表2 污水来水水质分析结果
污水GC-MS谱图解析结果见表3。
表3 污水GC-MS谱图解析结果
原处理工艺流程见图1。
图1 改造前的污水处理工艺流程示意
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。
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:
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,对污水处理的生化系统影响较大;
根据原工艺存在的问题及原因分析,对污水处理工艺进行了如下改造。
在溶气气浮后新建1套RBF(处理水量为200 m3/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。
改造后的污水处理工艺流程见图2。
图2 改造后的污水处理工艺流程示意
调节水罐。2座,碳钢内衬防腐涂层,每座直径20 m,高17.82 m,容积约5 000 m3。
采用新工艺对高酸重质原油加工污水进行处理,出水COD≤50 mg/L,达到了DB 4426—2001《广东省地方污水排放标准》和GB 31570—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4。
表4 改造后污水处理系统出水水质分析结果
工艺改造前,污水处理综合成本为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,污水处理综合成本为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,污水处理成本降低2.242元/t,每年节约运行费用914.88万元。
(1)惠州某公司通过在污水处理工艺中增加内循环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污水处理的处理效率。出水满足GB 31570—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。
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