石化废水深度处理回用应用研究

石化废水深度处理回用应用研究石化废水深度处理回用应用研究石化企业用水量较大，每提炼1t原油需要消耗水量约为30~50t，产生的废水水质极为复杂，一般含有高有机物和高有毒有害物质〔1〕。往往经过生化处理后，COD仍然高于GB31570—2015《石油炼制工业污染物排放标准》规定的50mg/L的限值，而且废水量较大，若可以通过处理后回用，不仅提高了废水的重复利用率，还起到了节约水资源和保护环境的目的。笔者对山东某石化厂污水车间已生化处理后的污水利用臭氧高级氧化+多介质过滤器+超滤(UF)+反渗透(RO)工艺对其进行深度处理并回用为二级RO进水，经过连续运行，考察了处理效果并分析了系统运行的稳定性。1原水及生化出水水质指标山东省某石化厂污水处理的工艺为：原水→调节池→提升→气浮池→AO氧化池→沉淀池。该公司原水以及生化处理后出水水质指标见表1。由表1可知，生化处理后的出水水质不达标。该厂生化出水必须经过后续处理才能达到排放标准，但生化出水的可生化性极差，B/C仅为0.11，采用生物处理法是较为困难，需要进行高级氧化等方法处理。2处理工艺2.1工艺流程原水为山东某石化厂生化出水，生化处理规模为500t/h，深度处理工艺流程见图1。2.2臭氧氧化通过臭氧产生的羟基自由基来对污水中难降解的大分子污染物进行开环断链，同时臭氧还能直接氧化一些有机物成为CO2、H2O。臭氧接触池接触时间控制为120min，保证臭氧与污水的充分接触反应时间。系统采用微孔曝气盘投加臭氧，曝气盘安装在接触池池底但高于导流墙的最低位置以避免气泡被引流到反应池中，在接触池中被处理水由上向下流，而臭氧气体由下向上反向流以达到最好的接触效果。反应后臭氧尾气通过加热破坏处理。臭氧氧化后出水COD<50mg/L。臭氧单元选用青岛国林公司生产的设备。2.3多介质过滤器系统设置5台直径3200mm的立式多介质过滤器，正常运行时每台产水量为72.5m3/h。多介质过滤器主要去除水中的悬浮物、胶体等杂质。经过臭氧氧化处理的水通过供水泵加压后进入多介质过滤器，多介质过滤器内为滤板结构，滤板上部装填1~2mm粒径的石英砂滤料和1~2mm粒径的无烟煤滤料，过滤精度在20μm以下，过滤器出水直接进入UF系统，另一部分出水通过自动阀门进入反洗水箱进行反洗。2.4UF装置UF采用膜天膜科技股份公司所产外压式聚丙烯中空纤维UF膜，单只膜过滤面积为56m2，截留分子质量(MWCO)为100000u，处理后产水SDI<3，满足反渗透进水要求。系统设置2套UF装置，每套净产水量为125m3/h，运行膜通量≤40L/(m2·h)，反洗膜通量为100L/(m2·h)。UF运行方式为错流运行。运行时，控制进水压力恒定为0.1MPa左右，设定每30min进行反洗，以减少膜表面污染物沉积。2.5RO装置系统设置2套产水量为87.5m3/h的RO装置，并联运行，由于进水有机物含量高，选用陶氏品牌宽流道的抗污染聚酰胺复合膜，设计回收率为70%，平均膜通量≤17.8L/(m2·h)。每套RO装置配置138根膜组件，放置在23根6芯压力容器内，按15∶8排列。高压泵前设置5μm保安过滤器，RO进水中添加阻垢剂、还原剂和非氧化杀菌剂，分别用来抑制无机盐结垢、防止RO膜氧化和微生物污染。具体联系污水宝或参见http://www.dowater.com更多相关技术文档。3处理效果生化出水经过臭氧氧化+多介质过滤+UF+RO处理后，水质情况见表2。由表2可知，UF之前工艺对离子基本无去除效果;臭氧氧化对有机物去除效果明显，COD去除率为67.0%;UF对悬浮物去除效果显著，悬浮物去除率为83.3%;而RO出水对离子和有机物去除效果均极为显著，电导率降低至86μS/cm，硬度去除率为98.1%，氯离子去除率为95.1%，COD去除率为98.3%，总磷、氨氮、悬浮物基本完全去除，RO产水指标完全满足二级RO进水要求。4运行稳定性分析4.1UF稳定性分析UF作为RO的预处理，考察了其产水量变化情况，结果表明，UF在运行初期，UF膜产水量基本维持不变，这是因为UF系统每运行30min后进行反冲洗，此时附着在膜表面的污染物可基本消除。但随着时间累积，一部分污染物不能通过反洗清除彻底导致产水量缓慢下降，当产水量下降到不足以满足RO系统运行时，需要进行化学清洗。4.2RO稳定性分析RO系统连续运行，为了维持一定的产水量，RO进水压力和浓水压力都有所增长，进水压力从0.80MPa上升到1.00MPa，浓水压力从0.62MPa上升到0.80MPa，但进水压力和浓水压力的压差基本稳定在0.2MPa左右，说明未出现结垢现象，造成压力上升的原因可能是水中有机物含量稍高所造成的，但尚在允许范围内，不影响设备连续运行，当进水压力持续上升至1.5MPa后，考虑