石油化工廢水歷來都是廢水中的“問題生”,大量有毒有害物質的處置不僅考驗技術水平,更是影響能耗的重要因素。而石化行業又面臨著低碳、降耗的迫切需求,因此發展高效低能耗石化廢水處置和資源化工藝成為業界正在攻克的命題。
“【隔油-浮選-生化】俗稱‘老三套’,這是最早期污水處理廠的處理流程,但是現在隨著原油的劣質化,就會產生高濃度污水,所以前面就需要預處理來保障污水處理廠的穩定運行”,在2022視環會秋季展同期高峰論壇上,中石化大連石油化工研究院環保所副所長,教授級高工郭宏山為我們回溯了一下煉化污水處理的發展歷程。
能看出,變化還是挺大的,比如一定要加的預處理包括清污分流和分質處理,含硫污水汽提,堿渣及特殊污水處理,裝置區除油等等,隔油也從原來的用“池”變成為現在的普遍用“罐”,以及為了達標排放或者污水回用還需要添加后處理工藝,比如高級氧化、膜生物反應器等。
從上圖也能看出,我國標準總體嚴于歐美日,其中COD、BOD、氨氮最嚴,總氮標準也接近最嚴的比利時,總氰化物標準則接近最嚴的德國。中國石化作為石油行業的第一梯隊,也是石油行業低碳轉型的排頭兵,目前污水回用率達到了40.4%,石化污水排放達標率近乎100%。
郭宏山表示,雖然標準嚴,提升快,但是污水處理水平與“雙碳”目標和新發展還是有一定距離,主要表現在回收率低、排放總量仍較大,流程長、成本高、運行負荷低,節水減排缺乏系統設計,排放指標尚有提升空間4個方面。
那么,新發展的思路也就有了。就技術路徑來看,郭宏山提出了三個階段目標——深度提標→資源化→零排放。
深度提標涵蓋了COD、TN、TP、TDS四個因素,COD指向“高濃度污水預處理+催化臭氧/膜生物”,TN指向“生化反硝化過程優化+后置反硝化脫氮”,TP指向“源頭替代及生化過程除磷+前置或后置化學法除磷”,TDS指向“軟化除硬除濁除硅預處理+超級濃縮+分質結晶”。
針對這些,郭宏山也列出了一些應用技術,包括分質處理、高濃污水預處理、催化臭氧氧化、高效微生物脫氮以及低成本脫鹽集成,具體的技術詳解可以回顧這次高峰論壇哦。
資源化及高比例回用要解決的關鍵問題是處理成本、尾水穩定達標、占地及現有設施改造限制,“節水是最大減排,目標是單耗最低”,郭宏山進一步稱,節水重點是化學水和循環水系統用水,占比85%以上,而污水回用60%到80%之間的這段差距主要就是節水。
第三個階段零排放,郭宏山表示,對石化行業來說壓力不小,業界所關注的以前是穩定性,現在一是成本,二是廢鹽(怎么能賣得出去),三是減少危廢產生量。郭宏山強調,低成本和穩定運行的核心不是“脫鹽”,而是各段預處理,因此郭宏山對關鍵的預處理技術進行了具體解析,包括軟化協同除濁預處理技術、高鹽廢水有機物催化氧化預處理技術等。
中石化在污水凈零排放實踐上已有多項案例,并且基于電驅動膜(ED)技術和冷凍結晶技術開發了成套工藝,前者運行成本較低,后者無需深脫COD即可產出高品質硫酸鈉結晶鹽。
沒錯,聽聽就覺得很復雜,實際上石油化工廢水作為水務行業數一數二的“老大難”問題,技術門檻本來就高,其中的“門道”彎彎繞,也是很多企業在實際操作中難免“掉坑”的主要原因。在嚴格的標準和管控倒逼整個石化行業加速轉型的大勢下,過硬的技術,完善的服務,高效的運維,“一廠一策”解決方案,一個都不能少,這對市場和環保企業都提出了更高的要求。
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