CN102690017B - 乙烯厂污水的处理回用***及处理回用方法 - Google Patents
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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
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。
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%。
Claims (8)
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。
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