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杭州煉油廠廢水處理

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杭州煉油廠廢水處理原水首先進(jìn)入接觸氧化池,加入氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH,去除部分COD、NH3-N和SS;經(jīng)過沉淀池沉淀后,再進(jìn)入曝氣生物濾池,進(jìn)一步生化降解水中的污染物,達(dá)到去除NH3-N和大部分COD的目的;上述工藝簡稱為預(yù)處理。出水經(jīng)精密過濾器后再經(jīng)次氯酸鈉殺菌,進(jìn)入超濾裝置去除大分子有機(jī)物、膠體、細(xì)菌等;超濾出水經(jīng)保安過濾器,加入還原劑亞硫酸氫鈉和阻垢劑MAS208后

杭州煉油廠廢水處理為了滿足日益嚴(yán)格的煉油取水和排水指標(biāo)的要求,許多企業(yè)采用膜技術(shù)對(duì)達(dá)標(biāo)污水進(jìn)行深度處理后回用[1]。膜技術(shù)具有不發(fā)生化學(xué)相變、高效、環(huán)保、占地少、能耗低、自動(dòng)化程度高、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。但在應(yīng)用過程中,膜會(huì)被無機(jī)鹽垢、膠體、微生物、金屬氧化物等污染,污染物沉積在膜表面,會(huì)引起膜裝置產(chǎn)水量下降、運(yùn)行壓力升高或脫鹽率降低,需要對(duì)膜進(jìn)行清洗,以保證膜裝置的長期運(yùn)行[2-3]。

本工作以某煉油廠污水場的二沉池出水為原水,采用預(yù)處理—超濾—反滲透工藝進(jìn)行深度處理,產(chǎn)水回用于二級(jí)脫鹽裝置脫鹽水補(bǔ)水,其中預(yù)處理工藝包括接觸氧化[4-5] 工藝和曝氣生物濾池[6-7]工藝。

1 水質(zhì)和試驗(yàn)流程及裝置

1.1 原水水質(zhì)

原水中C O D 為6 0 ~ 1 6 5M g/L,平均COD為110Mg/L;ρ(NH3-N)為2.40~33.89Mg/L,平均ρ(NH3-N)為15.48Mg/L;ρ(石油類)為0.51~38.83m g/L,平均ρ(石油類)為4.89M g/L ;p H 為4.6~8.9,平均pH為6.5;TOC為11~32Mg/L,平均TOC為21Mg/L;SS為50~160Mg/L,平均SS為80mg/L。

1.2 試驗(yàn)工藝流程與裝置

預(yù)處理—超濾—反滲透廢水深度處理工藝流程見圖1。原水首先進(jìn)入接觸氧化池,加入氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH,去除部分COD、NH3-N和SS;經(jīng)過沉淀池沉淀后,再進(jìn)入曝氣生物濾池,進(jìn)一步生化降解水中的污染物,達(dá)到去除NH3-N和大部分COD的目的;上述工藝簡稱為預(yù)處理。出水經(jīng)精密過濾器后再經(jīng)次氯酸鈉殺菌,進(jìn)入超濾裝置去除大分子有機(jī)物、膠體、細(xì)菌等;超濾出水經(jīng)保安過濾器,加入還原劑亞硫酸氫鈉和阻垢劑MAS208后進(jìn)入反滲透裝置,去除水中的大部分離子,產(chǎn)水直接回用。試驗(yàn)采用連續(xù)運(yùn)行方式。

接觸氧化池容積42M3,長4M,寬2M,氣水比(體積比)3∶1,停留時(shí)間6 h;沉淀池直徑3m,高5M,停留時(shí)間3 h;曝氣生物濾池處理水量7M3/h,陶粒填裝高度2M,卵石填裝高度0.6M,氣水比(3~5)∶1,廢水流速為1M/h。精密過濾器為多介質(zhì)過濾,過濾精度為150 μm;超濾裝置采用的膜組件為MicrozaRUNA-620A型外壓式中空纖維膜,單支膜面積23M2,膜孔徑20~25 nm,單支膜設(shè)計(jì)產(chǎn)水量1.5~2.5M3/h。

1.3 分析方法

采用重量法測定廢水SS[8];采用紅外光譜法測定廢水中ρ(石油類)[9];采用玻璃電極法測定廢水pH[10];采用重鉻酸鉀法測定廢水COD[11];按照文獻(xiàn)[12]測定廢水總硬度;按照文獻(xiàn)[13]測定廢水電導(dǎo)率;采用蒸餾中和滴定法測定ρ(NH3-N)[14];采用TOC儀器法測定廢水TOC。

2 運(yùn)行情況

2.1 預(yù)處理的效果

接觸氧化池對(duì)廢水中SS和NH3-N的去除效果較好,進(jìn)水SS為 80Mg/L,出水SS為 41Mg/L,SS去除率為49%;進(jìn)水ρ(NH3-N)為17.4Mg/L,出水ρ(NH3-N)為8Mg/L,NH3-N去除率為54%。接觸氧化池對(duì)TOC和COD的去除率不高,進(jìn)水TOC為21mg/L,出水TOC為 17Mg/L,TOC去除率為19%;進(jìn)水COD為110Mg/L,出水COD為80Mg/L,COD去除率為27%。

曝氣生物濾池對(duì)廢水中各種污染物的去除率均較高,進(jìn)水COD為80Mg/L,出水COD為40Mg/L,COD去除率為50%;進(jìn)水TOC為17Mg/L,出水TOC為11Mg/L,TOC去除率為35%;進(jìn)水ρ(石油類)為5Mg/L,出水ρ(石油類)為2.5Mg/L,石油類去除率為50%;進(jìn)水ρ(NH3-N)為8Mg/L,出水ρ(NH3-N)為1Mg/L,NH3-N去除率為88%。進(jìn)水SS為41.0Mg/L,出水SS為6.3Mg/L,SS去除率為84%。

預(yù)處理工藝對(duì)廢水中的主要污染物具有較好的去除效果,COD去除率為64%,TOC去除率為48%,石油類去除率為50%,SS去除率高達(dá)93%,出水水質(zhì)達(dá)到膜系統(tǒng)進(jìn)水水質(zhì)要求。

2.2 膜系統(tǒng)的運(yùn)行情況

2.2.1超濾單元的運(yùn)行情況

超濾單元在產(chǎn)水流量恒定的條件下運(yùn)行,通過觀察超濾單元進(jìn)水壓力的變化來表征超濾膜的污堵情況,以及判斷是否需要對(duì)膜進(jìn)行化學(xué)清洗。通過條件試驗(yàn)確定了超濾單元穩(wěn)定運(yùn)行的工藝條件為水溫25 ℃、膜通量 60 L/(m2·h)、反沖洗30min。在上述穩(wěn)定運(yùn)行的工藝條件下,超濾單元的運(yùn)行情況見圖2。由圖2可見,在超濾恒定產(chǎn)水流量2.40 t/h的條件下,超濾單元進(jìn)水壓力在0.04~0.08MPa波動(dòng),運(yùn)行近一個(gè)月仍無需對(duì)膜進(jìn)行化學(xué)清洗,可以認(rèn)為超濾單元在該試驗(yàn)條件下運(yùn)行穩(wěn)定,且化學(xué)清洗周期可超過一個(gè)月。

杭州煉油廠廢水處理 2.2.2反滲透單元的運(yùn)行情況

通過條件試驗(yàn)確定了反滲透單元穩(wěn)定運(yùn)行的工藝條件為水溫25 ℃、反滲透膜通量19 L/(m2·h)、水回收率70%。在上述穩(wěn)定運(yùn)行的工藝條件下,反滲透單元進(jìn)水壓力變化情況見圖3。由圖3可見,在反滲透產(chǎn)水流量為0.75 t/h的條件下,反滲透單元運(yùn)行較穩(wěn)定,進(jìn)水壓力在0.92~1.12MPa波動(dòng),運(yùn)行近一個(gè)月無需對(duì)膜進(jìn)行化學(xué)清洗,可以認(rèn)為反滲透單元在該試驗(yàn)條件下運(yùn)行穩(wěn)定,且化學(xué)清洗周期可超過一個(gè)月。

 2.3 經(jīng)濟(jì)效益分析

預(yù)處理單元運(yùn)行成本包括接觸氧化池調(diào)節(jié)廢水pH所消耗氫氧化鈉的費(fèi)用,以及接觸氧化池和曝氣生物濾池運(yùn)行消耗的電費(fèi),合計(jì)預(yù)處理單元每噸產(chǎn)水需要0.43元。超濾—反滲透系統(tǒng)運(yùn)行成本包括超濾單元?dú)⒕鷦┐温人徕c的費(fèi)用、反滲透單元阻垢劑MAS208和還原劑亞硫酸氫鈉的費(fèi)用以及系統(tǒng)運(yùn)行消耗的電費(fèi),超濾—反滲透系統(tǒng)每噸產(chǎn)水需要1.61元。整個(gè)預(yù)處理—超濾—反滲透工藝處理煉油廠廢水回用于二級(jí)脫鹽裝置脫鹽水補(bǔ)水的成本為每噸產(chǎn)水2.04元,低于企業(yè)現(xiàn)有的新鮮水每噸3.45元的費(fèi)用。

將反滲透系統(tǒng)產(chǎn)水代替新鮮水用作二級(jí)脫鹽裝置脫鹽水補(bǔ)水,二級(jí)脫鹽裝置的化學(xué)清洗周期可從30 d延長至120 d,每年可減少化學(xué)清洗藥劑費(fèi)約2.7萬元。二級(jí)脫鹽裝置的使用壽命由2 a增加到8a,每年減少設(shè)備更新費(fèi)約100萬元。反滲透系統(tǒng)產(chǎn)水回用后,每年可為企業(yè)節(jié)約100多萬元,具有一定的經(jīng)濟(jì)效益。

3 結(jié)論

a)采用預(yù)處理—超濾—反滲透工藝深度處理某煉油廠污水場的二沉池出水,預(yù)處理單元產(chǎn)水COD 為40Mg/L,ρ(NH3-N)為1Mg/L,SS為6.3mg/L,能夠滿足超濾—反滲透系統(tǒng)的進(jìn)水要求。

b)在超濾單元恒定產(chǎn)水流量為2.40 t/h的條件下,超濾單元運(yùn)行壓力在0.04~0.08MPa波動(dòng),運(yùn)行穩(wěn)定,化學(xué)清洗周期可超過一個(gè)月;在反滲透單元產(chǎn)水流量為0.75 t/h的條件下,反滲透單元運(yùn)行壓力在0.92~1.12MPa波動(dòng),運(yùn)行較穩(wěn)定,化學(xué)清洗周期可超過一個(gè)月。

c)預(yù)處理—超濾—反滲透工藝深度處理煉油廠污水場的二沉池出水,回用于二級(jí)脫鹽裝置脫鹽水補(bǔ)水的成本為每噸產(chǎn)水2.04元,低于企業(yè)現(xiàn)有的新鮮水每噸3.45元的費(fèi)用。該優(yōu)質(zhì)產(chǎn)水取代新鮮水回用至二級(jí)脫鹽裝置系統(tǒng)每年可為企業(yè)節(jié)約100多萬元。

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