污水深度处理系统在炼油企业的运行

郭振宇

(中海石油宁波大榭石化有限公司，浙江 宁波 315812)

0 引言

某石化公司600 万t/a 常减压装置配套建有污水处理场一套，处理能力按100t/h 高含盐污水进行设计，采用SBR(Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process)[1,2]污水处理工艺。污水处理场开工至目前运行一直良好，排水稳定在一级排放标准。为认真贯彻落实国家的节能、节水、保护环境的基本国策，发展循环经济，新增污水深度处理项目，对合格外排污水进行深度处理，达到中水回用、减排COD 的目的，以实现企业的经济效益和社会效益。

由于污水深度处理缺乏国内类似应用经验，为降低项目技术风险，开展了大量的中试实验，通过实验数据及长周期运行的比对论证，最终选定了中海油天津化工研究设计院国家工业水处理工程技术研究中心(以下简称“天化院”)开发的“预处理+双膜(超滤+反渗透[3])+臭氧催化氧化”污水深度处理组合工艺。组合工艺的核心技术是由天化院自主研发的臭氧催化氧化处理工艺和催化剂，将难降解的有机物直接矿化或通过氧化提高污染物的可生化性，使有机污染物有效地分解或转化，不产生二次污染。目前，已达到稳定运行，取得了较好的应用效果。

1 主要技术设计

1.1 设计规模和进水水质

处理能力按50t/h 设计，开工时间8400h/a。进水水质见表1。

表1 进水水质指标

1.2 工艺流程设计

本系统设预处理装置1 套、超滤装置1 套、反渗透装置1 套、化学清洗系统1 套、浓水处理系统1 套。预处理单元包括核桃壳过滤器、高效纤维过滤器和活性碳过滤器等三部分。先去除污水中的较大颗粒物，产水送入超滤系统，再去除废水中的胶体物质及大分子有机物，经保安过滤器处理后送入反渗透系统。经反渗透系统处理后的出水可以达到回用水水质指标，而浓水需再经臭氧催化氧化处理后达标排放。

1.3 设计出水水质

(1)反渗透产水水质

设计反渗透出水水质执行GB/T 1576—2007 直流锅炉给水标准，指标见表2。用于1.0MPa 和 0.3MPa 蒸汽发生器补水。

(2)出水回用循环水水质

设计出水水质回用循环水指标见表3。

(3)浓水水质

设计浓水排放达到GB 8978—1996《污水综合排放标准》中的一级排放标准(COD 不大于60mg/L)。

1.4 主要设备选型

(1)过滤单元过滤单元

由核桃壳过滤器、高效纤维过滤器和活性碳过滤器等三部分组成，每组过滤器按一开一备设计，主要参数见表4。

(2)超滤单元

超滤单元膜组件采用PES 材料，选用MWCO65000 内压式中空纤维超滤膜，膜面积40m2，膜通量40～75L/(m2·h)。

(3)反渗透单元

反渗透单元膜组件选用美国海德能公司生产的PROC10耐污染膜，具有产水量大、能耗低，脱盐率高及耐污染的特点。一级反渗透装置配置膜组件60 只，安装在12 个FRP 压力容器内，一级三段，成7:3:2 排列。

(4)浓水处理单元

该单元主要由臭氧发生器、预混罐、催化氧化塔组成。臭氧发生系统由2 套空气源500g/h 臭氧发生器组成。其中预混罐容积5.8m3、催化氧化塔容积7.3m3。

2 运行效果

为考核污水深度处理项目的运行效果，系统稳定运行一段时间后，组织了72h 的标定。

2.1 处理能力

本项目设计处理能力50m3/h，实际标定时污水处理量为48m3/h，基本达到设计要求。

表3 设计出水水质回用循环水指标

表2 反渗透产水水质指标

表4 过滤单元主要设备参数

2.2 进水、产水质量情况

污水深度处理系统进水、产水水质见表5。达到GB8978《污水综合排放标准》中的一级排放标准。

2.3 污水回用情况

标定结果显示，72h 共处理原水3482t，超滤产水回用消防水量维持在7t/h，累计527t；反渗透产水回用至循环水流量控制在29t/h 左右，累计2139t；处理后浓水回用至烟气脱硫系统流量控制在3t/h，累计238t，超滤反渗透污水回用率76.6%，总体污水回用率83.4%。

2.4 运行成本

污水深度处理药剂成本为0.72 元/t，电力成本1.54 元/t，膜折旧费、催化剂更换费用、仪表风成本0.88 元/t，合计运行费用为3.14 元/t，比目前新鲜水价格4.1 元/t(不含污水处理费)低0.96 元/t。

3 社会效益及经济效益评价

3.1 社会效益评价

经核算，在目前工况下，污水深度处理项目投用后，每年可减排污水34.86 万t、减排COD 17.08t、减排氨氮0.08t，见表6。

3.2 经济效益评价

污水深度处理项目经济效益评价按项目有无法进行对比，每年可节省新鲜水费用73.8 万元，见表7。

表5 污水深度项目进水、产水水质

表6 污水深度处理减排量测算表

表7 污水深度处理项目经济效益评价表

4 结语

某石化公司50m3/h 污水深度处理系统，总体污水回用率约83%、浓水出水COD 达到一级排放标准并稳定在55mg/L 以下，优于设计指标，满足工艺要求，为企业创造了良好的经济效益和社会效益。“预处理+双膜(超滤+反渗透)+臭氧催化氧化”污水深度处理组合工艺技术为炼油企业污水深度处理提供了一条可靠的新途径，该工艺占地面积小[4]，运行费用低，自动化程度高，处理效率高[5]，在同类企业中具有很高的推广价值。