CN102690017B

CN102690017B - 乙烯厂污水的处理回用***及处理回用方法

Info

Publication number: CN102690017B
Application number: CN201110309325.4A
Authority: CN
Inventors: 李本高; 傅晓萍; 秦冰; 余正齐; 王金华; 李亚红
Original assignee: Sinopec Research Institute of Petroleum Processing; China Petroleum and Chemical Corp
Current assignee: Sinopec Research Institute of Petroleum Processing; China Petroleum and Chemical Corp
Priority date: 2011-03-24
Filing date: 2011-10-13
Publication date: 2014-08-20
Anticipated expiration: 2031-10-13
Also published as: CN102690017A

Abstract

本发明提供了一种乙烯厂污水的处理回用***及处理回用方法，其中的方法包括：(1)碱渣废水经湿式氧化处理后，与循环冷却水排污水混合，混合污水依次经过曝气生物滤池、高级氧化和曝气生物滤池处理后，与酸碱废水混合，排放；(2)将低含盐的废水混合，依次经过隔油、气浮、生化、曝气生物滤池处理后，进行杀菌和过滤处理，然后回用于循环冷却水***。本发明能够大幅度提高乙烯厂污水的回用率，并且投资和运行成本较低、操作管理简便、技术可靠。

Description

乙烯厂污水的处理回用***及处理回用方法

技术领域

本发明涉及乙烯厂污水的处理回用***及处理回用方法。

背景技术

我国是一个水资源短缺的国家，人均水资源占有量约2200立方米，仅有世界平均数的四分之一。与此同时，由于我国人口的增长，需水量已经接近了水资源的可开发利用量。

石油化工是我国的五大高耗水行业之一，其中的乙烯生产水耗尤为突出，一套年产100万吨乙烯的生产装置需取水约1850万吨/年，同时排污水约1200万吨/年。巨大的耗水量不但制约了我国乙烯工业发展，而且是对水资源的严重浪费。将乙烯工业的污水处理后回用，不但可以解决外排污水的环境污染问题，而且可以大幅度减少取水，是节约水资源、实现可持续发展的必然要求。

乙烯厂污水的种类多，成分复杂，现有的处理方法主要是将乙烯厂各类污水混合，然后统一进行处理。目前，多数的乙烯厂仍然采用由隔油、气浮和生化组成的“老三套”工艺处理混合污水，由于高浓度污水对生化***的冲击，使用“老三套”工艺处理的污水尚不能稳定地达到国家一级排放标准，更不能进行回用。个别的企业对污水进行深度处理，能够实现污水的部分回用，但其污水回用率还不理想，并且污水回用投资大、运行成本高，无经济效益。一些炼油企业采取“清污分流、污污分治”的措施，使高低浓度废水分别得到处理，总体处理效果较好，但污水回用率仍较低。炼油企业采取“清污分流、污污分治”的主要目的是避免高浓度污水对生化***的冲击，使处理后的污水能够稳定地达到国家的排放标准，并非针对污水的回用。

综上所述，在保证外排污水能够稳定达标、同时又不增加过多成本的前提下，进一步提高污水的回用率是乙烯企业的迫切要求。

发明内容

本发明提供了一种乙烯厂污水的处理回用***及处理回用方法，采用该***和方法，能够大幅度提高乙烯厂污水的回用率，并且投资和运行成本较低、操作管理简便、技术可靠。

乙烯厂污水的处理回用***，由第一污水处理单元和第二污水处理单元和污水回用单元组成，第一污水处理单元按顺序包括湿式氧化反应器、第一曝气生物滤池、高级氧化反应器和第二曝气生物滤池，第二污水处理单元按顺序包括隔油池、气浮池、生化池和曝气生物滤池；其中，第二污水处理单元的出水管线与污水回用单元的入水管线相联，污水回用单元的出水管线与循环冷却水***相联，循环冷却水排污水管线与第一曝气生物滤池的入水管线相联。

优选的情况下，循环冷却水排污水管线还与第二污水处理单元的入水管线相联。

一种乙烯厂污水的处理回用方法，包括：

(1)碱渣废水经湿式氧化处理后，与循环冷却水排污水混合，混合污水的COD≤2000mg/L，混合污水依次经过曝气生物滤池、高级氧化和曝气生物滤池处理后，与酸碱废水混合，排放；

(2)将盐含量≤500mg/L的废水混合，依次经过隔油、气浮、生化、曝气生物滤池处理后，进行杀菌和过滤处理，然后回用于循环冷却水***。

优选的情况下，碱渣废水经湿式氧化处理后，与部分循环冷却水排污水混合；盐含量≤500mg/L的废水与另一部分循环冷却水排污水混合后，再进行处理。

优选的情况下，步骤(1)中，碱渣废水经湿式氧化处理后，与循环冷却水排污水混合，使混合污水的COD为1500～2000mg/L。

所述的湿式氧化(Wet Oxidation，缩写WO)属于现有技术，其通常的反应条件是：温度120～350℃，压力0.5～22MPa，停留时间15min～120min。

所述的曝气生物滤池(Biological Aerated Filter，缩写BAF)属于现有技术，本发明可以采用常规的曝气生物滤池，滤料优选无机滤料，如粘土、陶粒、火山岩、沸石、粉煤灰颗粒等。

所述的隔油池、气浮池和生化池属于常规技术。对于建有“老三套”工艺的乙烯厂，可使用“老三套”的工艺和设备。

所述的污水回用单元用于对污水进行杀菌和过滤处理。

所述的高级氧化是指氧化过程中，能够产生羟基自由基。根据所用氧化剂的不同，需要调节废水的pH值。采用臭氧做氧化剂时废水的pH值为7～12，优选8～11。采用高锰酸钾、氯气做氧化剂时废水的pH值为1～7，优选2～6。采用双氧水、二氧化氯或次氯酸钠做氧化剂时，废水的pH值为1～7，优选为2～6。所述的高级氧化包括催化氧化，如采用双氧水、二氧化氯或次氯酸钠为氧化剂时，还需要加入催化剂，所述的催化剂可以选自过渡金属离子Fe²⁺、Mn²⁺、Ni²⁺、Co²⁺、Cd²⁺、Cu²⁺、Ag⁺、Cr³⁺和Zn²⁺中的一种或几种，也可以选自金属氧化物MnO₂、TiO₂和Al₂O₃中的一种或几种。

本发明的高级氧化处理过程优选在搅拌下进行，可以采用机械搅拌的方法，也可以采用在曝气搅拌或是打循环回流进行搅拌的方法。氧化反应的时间可以是10～120分钟，优选30～60分钟。

所述的高级氧化反应器是指能够对污水进行高级氧化处理的反应器，其属于现有技术。本发明优选采用反应池，更优选采用带有搅拌设备的反应池。所述的搅拌设备是指能够产生搅拌效果的设备，如机械搅拌、曝气反生器或循环泵等。

在本发明中，还可采用光催化、电催化、超声催化、磁力催化中的一种或几种辅助方法提高氧化反应的效果，如：采用光+双氧水、光+臭氧、电+双氧水等方式来处理废水。

本发明还提供了一种炼油-乙烯联合装置污水的处理回用方法，包括：

(1)炼油碱渣废水依次进行湿式氧化、SBR处理；

(2)乙烯碱渣废水经湿式氧化处理后，与循环冷却水排污水和步骤(1)处理后的废水混合，使混合污水的COD≤2000mg/L，混合污水依次经曝气生物滤池、高级氧化和曝气生物滤池处理后，与酸碱废水混合，排放；

(3)将盐含量≤500mg/L的废水混合，依次经隔油、气浮、生化、曝气生物滤池处理后，进行杀菌和过滤处理，然后回用于循环冷却水***。

优选的情况下，乙烯碱渣废水经湿式氧化处理后，与部分的循环冷却水排污水和步骤(1)处理后的废水混合；盐含量≤500mg/L的废水与另一部分循环冷却水排污水混合后，再进行处理。

优选的情况下，步骤(2)中，乙烯碱渣废水经湿式氧化处理后，与循环冷却水排污水和步骤(1)处理后的废水混合，使混合污水的COD为1500～2000mg/L。

本发明还提供了另一种炼油-乙烯联合装置污水的处理回用方法，包括：

(1)将炼油碱渣废水与乙烯碱渣废水混合，经湿式氧化处理后，再与循环冷却水排污水混合，使混合污水的COD≤2000mg/L，混合污水依次经曝气生物滤池、高级氧化和曝气生物滤池处理后，与酸碱废水混合，排放；

(2)将盐含量≤500mg/L的废水混合，依次经隔油、气浮、生化、曝气生物滤池处理后，进行杀菌和过滤处理，然后回用于循环冷却水***。

优选的情况下，将炼油碱渣废水与乙烯碱渣废水混合，经湿式氧化处理后，与部分的循环冷却水排污水混合；盐含量≤500mg/L的废水与另一部分循环冷却水排污水混合后，再进行处理。

优选的情况下，步骤(1)中，将炼油碱渣废水与乙烯碱渣废水混合，经湿式氧化处理后，再与循环冷却水排污水混合，使混合污水的COD为1500～2000mg/L。

SBR属于现有技术，又叫续批式生物反应器、间歇活性污泥反应器，兼有推流、厌氧-好氧操作、简短进水的特点，是一种简易、低耗且快速的污水处理反应器。

所述炼油-乙烯联合装置是指炼油装置与乙烯装置共用一套公用工程，如共用循环水***和蒸汽***等。

现有技术中，将所有乙烯污水混合后，统一进行处理。由此带来两个主要的问题，一是高浓度污水对生化***的冲击，造成生化***的出水水质不稳定，甚至有可能造成污水不能达标排放；二是混合污水经乙烯厂“老三套”工艺处理后，不能进行回用，虽然通过增加深度处理设施能实现污水的部分回用，但是污水回用率仍不理想并且成本太高。发明人全面地调研和分析了现有乙烯企业的供水、用水、污水和污水处理***，通过大量试验提出了上述的技术解决方案。在乙烯生产的污水中，碱渣废水和酸碱废水约占污水总量的5％，但含盐量占污水总含盐量的50％以上，其中酸碱废水的COD很低，而碱渣废水的COD非常高。本发明将高COD浓度和高含盐的碱渣废水分出，通过氧化法和生化法的有机结合单独进行处理，最终实现稳定达标排放。乙烯生产中，循环冷却水量约占乙烯生产总用水量的96％，取水量约占乙烯生产总取水量的70％，循环冷却水对回用水质的要求较低。乙烯生产的其他污水(不包括循环冷却水排污水)，盐含量较低，个别污水虽然COD浓度较高，但这些污水混合后，平均COD不高，可以通过乙烯厂常规的处理工艺，并增加一道曝气生物滤池处理工序，满足循环冷却水的回用要求。本发明将乙烯生产的其他污水与循环冷却水排污水混合，经乙烯厂常规污水处理工艺(“老三套”工艺)和曝气生物滤池处理后，回用于循环冷却水排污水，从而大幅度的提高了乙烯厂污水的回用率。

与现有的乙烯污水回用技术相比，本发明具有以下优点：

1.现有技术的污水回用率一般不超过70％，本发明的污水回用率可以达到70％以上，最高可以达到95％左右。另外，本发明还可以避免高浓度污水对生化***的冲击，实现污水的稳定达标排放。

2.现有技术需要通过复杂脱盐工艺才能实现污水回用，工艺流程长、技术难度大，可靠性较差。本发明方法不需要对污水进行脱盐处理，从而大大缩短了污水回用工艺流程，使技术更简单、更可靠。

3.现有技术需要对大量的混合污水进行深度处理才能实现污水的回用，技术难度大、工艺流程长、运行费用高，经济上不合理。本发明对污水进行分质处理，大幅度减少了难处理污水量，同时避免了复杂的脱盐处理、缩短了工艺流程，因此运行费用较低，经济上更合理。

4.现有技术的难度大、工艺流程长、操作复杂、占地面积大，因此实施的难度较大。本发明由于采取污水分质处理，大幅度减少了难处理污水量，避免了脱盐处理，仅需新建少量设施(可以利用已有的“老三套”工艺)，因此实施更加容易。

附图说明

图1为对比例1的污水处理***示意图。

图2为实施例1的污水处理***示意图。

图3为对比例2的污水处理***示意图。

图4为实施例2的污水处理***示意图。

图5为对比例3的污水处理***示意图。

图6为实施例3的污水处理***示意图。

图7为实施例4的污水处理***示意图。

具体实施方式

以下结合附图详细说明本发明。

如图2所示，本发明的一种实施方式是：乙烯厂污水中所有含盐量≤500mg/L的低含盐废水与部分循环冷却水排污水混合，依次进入隔油池、气浮池、生化池、曝气生物滤池进行处理，处理后的污水进入污水回用单元进行杀菌、过滤后，进入循环水冷却***；乙烯厂碱渣废水经湿式氧化处理后，与另一部分循环冷却水排污水混合，依次经曝气生物滤池、催化氧化(高级氧化的一种)和曝气生物滤池处理，处理后的污水与酸碱废水混合后排放。

如图6所示，本发明的另二种实施方式是：乙烯厂污水中所有含盐量≤500mg/L的低含盐废水依次进入隔油池、气浮池、生化池、曝气生物滤池进行处理，处理后的污水进入污水回用单元进行杀菌、过滤后，进入循环水冷却***；乙烯厂碱渣废水经湿式氧化处理后，与循环冷却水排污水混合，依次经曝气生物滤池、催化氧化(高级氧化的一种)和曝气生物滤池处理，处理后的污水与酸碱废水混合后排放。

以下通过实施例进一步说明本发明。

对比例1

某生产能力100万t/a的大型乙烯生产装置，使用含盐150mg/L的地表水，取水1850万m³/a，其中循环冷却水***取水1400万m³/a。总排污水1200万m³/a，其中含盐22000mg/L、COD20000-50000mg/L的碱渣废水12万m³/a，含盐48000mg/L的酸碱废水30万m³/a，含盐1250mg/L的循环冷却水***排污水220万m³/a，其他含盐小于500mg/L的废水共计938万m³/a。

如图1所示，将所有的废水混合，进行隔油-气浮-生化处理，出水含盐量为2040mg/L，COD＜100mg/L，含盐量和COD量均超过循环水回用指标要求(含盐量≤1200mg/L，COD≤60mg/L)，不能直接回用。

实施例1

乙烯生产装置及各种污水的情况与对比例1相同。

如图2所示，将碱渣废水、酸碱废水和部分循环冷却水排污水从废水处理***切出；12万m³/a的碱渣废水经过湿式氧化处理后，与80万m³/a的循环冷却水排污水混合，混合后的COD＜1000mg/L，混合污水采用“BAF+催化氧化+BAF”工艺处理，出水再与30万m³/a的酸碱废水混合后排放，排放污水的COD＜60mg/L，水质达到国家环境一级排放标准；其中，经第一次BAF处理后，污水的B/C＜0.3，COD＜200mg/L。

将含盐小于500mg/L的938万m³/a废水与140万m³/a循环冷却水***排污水混合，经过对比例1中的污水处理***处理后，再采用BAF工艺处理，出水含盐量＜1200mg/L，COD＜60mg/L，经杀菌、过滤后，全部回用循环水***，污水回用率为89.8％。

对比例2

某炼油能力1000万t/a、乙烯生产能力80万t/a的大型石油化工联合企业，使用含盐250mg/L的地表水，取水2150万m³/a，其中循环冷却水***取水1450万m³/a。总排污水1250万m³/a，其中含盐300000mg/L、COD150000-200000mg/L的炼油碱渣废水1.4万m³/a，含盐45000mg/L、COD30000-70000mg/L的乙烯碱渣废水8.6万m³/a、含盐46000mg/L的酸碱废水43万m³/a，含盐1800mg/L的循环冷却水***排污水350万m³/a、其他含盐小于500mg/L的废水847万m³/a。

如图3所示，将所有的废水混合，进行隔油-气浮-生化处理，出水含盐为2770mg/L，COD＜100mg/L，含盐量和COD量均超过循环水回用指标要求(含盐量≤1200mg/L，COD≤60mg/L)，不能直接回用。

实施例2

生产装置及各种污水的情况与对比例2相同。

如图4所示，将炼油碱渣废水、乙烯碱渣废水、酸碱废水和部分循环冷却水排污水从废水处理***切出，将经过“湿式氧化+SBR”处理的1.4万m³/a炼油碱渣废水、经过湿式氧化处理的8.6万m³/a乙烯碱渣废水和含盐1800mg/L的150万m³/a循环冷却水***排污水合并，采用“BAF+催化氧化+BAF”工艺进行处理，出水再与43万m³/a酸碱废水合并后排放，排放污水的COD＜60mg/L，水质达到国家环境一级排放标准；其中，经第一次BAF处理后，污水的B/C为0.1-0.3，COD＜200mg/L。

将含盐小于500mg/L的847万m³/a废水和200万m³/a循环冷却水***排污混合，经过对比例2中的污水处理***处理后，再采用BAF工艺处理，出水含盐量＜1200mg/L，COD＜60mg/L，经杀菌、过滤后，全部回用循环水***，污水回用率为83.8％。

对比例3

某生产能力30万t/a的乙烯生产装置，使用含盐450mg/L的地表水，取水680万m³/a，其中循环冷却水***取水480万m³/a。总排污水350万m³/a，其中含盐30000mg/L、COD40000-80000mg/L的碱渣废水4.5万m³/a、含盐50000mg/L的酸碱废水11万m³/a，含盐3200mg/L的循环冷却水***排污水80万m³/a，其他含盐小于500mg/L的废水共计254.5万m³/a。

如图5所示，将所有的废水混合，进行隔油-气浮-生化处理，出水含盐量为3050mg/L，COD＜100mg/L，含盐量和COD量均超过循环水回用指标要求(含盐量≤1200mg/L，COD≤60mg/L)，不能直接回用。

实施例3

乙烯生产装置及各种污水的情况与对比例3相同。

如图6所示，将碱渣废水、酸碱废水和部分循环冷却水排污水从废水处理***切出；4.5万m³/a碱渣废水经过湿式氧化处理后，与80万m³/a循环冷却水***排污水混合，混合后的COD＜2000mg/L，混合污水采用“BAF+催化氧化+BAF”工艺处理，出水再与11万m³/a酸碱废水混合后排放，排放污水的COD＜60mg/L，水质达到国家环境一级排放标准；其中，经第一次BAF处理后，污水的B/C为0.1-0.4，COD＜200mg/L。

含盐小于500mg/L的254.5万m³/a废水经过对比例3的污水处理***处理后，再采用BAF工艺处理，出水含盐量＜1200mg/L，COD＜60mg/L，经杀菌、过滤后，全部回用循环水***，污水回用率为72.7％。

实施例4

生产装置及各种污水的情况与对比例2相同。

如图7所示，将炼油碱渣废水、乙烯碱渣废水、酸碱废水和部分循环冷却水排污水从废水处理***切出，1.4万m³/a炼油碱渣废水与8.6万m³/a乙烯碱渣废水混合，经湿式氧化处理后，与含盐1800mg/L的150万m³/a循环冷却水***排污水合并，采用“BAF+催化氧化+BAF”工艺进行处理，出水再与43万m³/a酸碱废水合并后排放，排放污水的COD＜60mg/L，水质达到国家环境一级排放标准；其中，经第一次BAF处理后，污水的B/C＜0.4，COD＜200mg/L。

Claims

1.乙烯厂污水的处理回用***，由第一污水处理单元和第二污水处理单元和污水回用单元组成，第一污水处理单元按顺序包括湿式氧化反应器、第一曝气生物滤池、高级氧化反应器和第二曝气生物滤池，第二污水处理单元按顺序包括隔油池、气浮池、生化池和第三曝气生物滤池；其中，第二污水处理单元的出水管线与污水回用单元的入水管线相联，污水回用单元的出水管线与循环冷却水***相联，循环冷却水排污水管线与第一曝气生物滤池的入水管线相联。

2.按照权利要求1所述的***，其特征在于，循环冷却水排污水管线还与第二污水处理单元的入水管线相联。

3.一种乙烯厂污水的处理回用方法，使用权利要求1所述的乙烯厂污水的处理回用***，该方法包括：

(1)碱渣废水经湿式氧化处理后，与循环冷却水排污水混合，使混合污水的COD≤2000mg／L，混合污水依次经过第一曝气生物滤池、高级氧化和第二曝气生物滤池处理后，与酸碱废水混合，排放；

(2)将盐含量≤500mg／L的废水混合，依次经过隔油、气浮、生化、第三曝气生物滤池处理后，进行杀菌和过滤处理，然后回用于循环冷却水***。

4.按照权利要求3所述的方法，其特征在于，碱渣废水经湿式氧化处理后，与部分循环冷却水排污水混合；盐含量≤500mg／L的废水与另一部分循环冷却水排污水混合后，再进行处理。

5.按照权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，碱渣废水经湿式氧化处理后，与循环冷却水排污水混合，使混合污水的COD为1500～2000mg／L。

6.按照权利要求3所述的方法，其特征在于，对污水进行高级氧化处理时，采用臭氧做氧化剂并调节废水的pH值为7～12。

7.按照权利要求3所述的方法，其特征在于，对污水进行高级氧化处理时，采用高锰酸钾或氯气做氧化剂并调节废水的pH值为1～7。

8.按照权利要求3所述的方法，其特征在于，对污水进行高级氧化处理时，采用双氧水、二氧化氯或次氯酸钠做氧化剂，调节废水的pH值为1～7并加入催化剂，所述的催化剂选自过渡金属离子Fe2⁺、Mn2⁺、Ni2⁺、Co2⁺、Cd2⁺、Cu2⁺、Ag⁺、Cr3⁺和Zn²⁺中的一种或几种，或者选自金属氧化物MnO₂、TiO₂和Al₂O₃中的一种或几种。