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随着石化工业生产的持续发展,用水量不断增加,节水减排成为石化工业生产企业的一项重要任务,污水达标处理和深度处理使水质达到回用是各个石化工业生产企业的一项重要的节水减排措施。将排放污水采用不同的深度净化技术工艺,生产出的再生污水用于替代或补充生产用水,既能节约宝贵的新鲜水资源,缓解工业生产用水紧张矛盾,又减少污废水排放。有较好的经济效益和社会效益。对企业的可持续发展也具有十分重要的意义。
现以石化工业塑料生产装置的污水聚氯乙烯装置聚合废水为处理对象,来说明选择不同的深度净化技术组合工艺对排放污水进行处理,使其达到不同回用水质的要求,满足不同的工艺用水的工艺技术可行性。
一、PP、PE生产装置的污水
塑料生产装置的污水主要有HDPE造粒水、LLDPE造粒水、PP造粒水、PP Z501污水和SM 污水,其水质分析如表1;
表1
1、處理工艺技术思路
从各污水的水质分析可以看出,该污水具有以下特点:
(1)HDPE造粒水、LLDPE造粒水、PP造粒水、PP Z501污水,这四部分污水的共有特性是PH接近于中性,含盐量较低,悬浮物及浊度较高,更突出的特点是COD较高,并含有较高的油。
(2)SM 污水的特点是含盐量较高,但悬浮物及浊度较低,COD和油也较低。
针对个部分废水的特点,采用分质处理,更具有经济性和可行性。
HDPE造粒水、LLDPE造粒水、PP造粒水、PP Z501污水这四部分污水采用汇集综合处理;
SM 污水进行单独生化处理。
2、汇集综合处理的工艺流程及说明
HDPE造粒水、LLDPE造粒水、PP造粒水、PP Z501这四部分污水采用汇集综合处理流程。
(1)汇集综合处理流程图:
(2)汇集综合处理的工艺说明
HDPE造粒水、LLDPE造粒水、PP造粒水、PP Z501这四部分排放污水,当温度高于40℃时,应采取降温措施,使其水温降至40℃以下,为后续工艺创造适宜的温度条件;若水温低于40℃以下时,可不必增设降温设施。当水温降至40℃以下后,过滤其水中含有的悬浮物,降低水的浊度,同时可回收相应的粉料。过滤后的四部分污水进入均质池内进行均质后,加入絮凝剂进行混凝和溶气气浮,气浮出水进行生化处理,生化后出水加入ClO2等氧化剂进行氧化,再经过滤、吸附和精滤处理,经过上述处理工艺后的水,再经过超滤+RO处理等深度处理工艺,使处理后的水质达到如下指标:PH6.5-8.5;电导率 ≤5.0us/cm
该水可用于HDPE造粒水、LLDPE造粒水、PP造粒水的补充水或作为循环水的补水。
3、单独生化处理的工艺流程及说明
SM 污水进行单独生化处理流程。
(1)生化处理流程图
(2)单独生化处理的工艺说明
SM 排放污水,当温度高于40℃时,应采取降温措施,使其水温降至40℃以下,为生化工艺创造适宜的温度条件;当水温降至40℃以下后,过滤其水中含有的悬浮物,降低水的浊度,径过滤的水进入好养生化单元进行好养生化处理,降低水的COD含量,生化出水再投加氧化性杀菌剂后,进一步过滤,在进入吸附塔进行吸附过滤,进一步降低水的COD含量,并降低水中的油含量,经上述工艺流程处理后的水,只要COD和油含量降低至满足循环水补水的COD和油含量要求,其含盐量等水质指标优于现用的循环水补水水质,可直接作为循环水补水。
也可在该处理工艺后续接超滤+RO处理等深度处理工艺,使处理后的水质达到一级除盐水水质。处理后的水质达到如下指标:PH6.5-8.5 ;电导率≤8.0us/cm
二、PVC装置聚合废水
聚氯乙烯离心母液废水是脱盐水进入聚合釜聚合反应后在汽提浆料离心机的排出的。其水质分析如表2;
表2
1、处理工艺技术思路
从上面的污水水质分析可以看出,该污水具有以下特点:
(1)虽然其废水的硬度、氯离子、硫酸根等离子含量均较低。
(2)但该废水中由于含有一定数量的PVC微粒及PVC聚合反应残留的助剂,又具有大量的悬浮物、COD含量较高,BOD较低,且COD为难于生物降解,因此对这部分水进行生化处理有一定难度。
目前针对该污水,国内外对悬浮物及部分难生物降解的COD都是采用物理化学方法,它具有占地少、投资低等特点。
另外针对于聚氯乙烯离心母液废水现在已有采用生物细菌生化处理工艺技术。
2、物化处理的工艺流程及说明
(1)聚氯乙烯装置聚合废水回用处理流程图
(2)聚氯乙烯装置聚合废水回用物化处理的工艺说明
聚氯乙烯离心母液废水首先进入调节水池,主要目的是调节水量和均质,且在此过程中,可向水中通入压缩空气,对废水进行预曝气,水中一些胶体物质在压缩空气的作用下部分氧化,挥发性物质部分挥发。然后用泵将废水加压提升并在管道混合气入口处加入聚氯乙烯离心母液废水处理的专用除悬药剂和氧化剂,经旋流管道混合器充分混合后,进入高效除悬器,去除原水中大部分悬浮物及部分有机物,高效除悬器上清液进入提浆装置进行提浆,主要去除大部分胶体物质和有机物。提浆装置出水再经泵提升加压进过滤器进行过滤+吸附罐,进一步降低了COD含量。经上述工艺处理后的聚氯乙烯离心母液废水,可用作各种用水,如:电石溶解、冲釜水、机泵密封水、空冷器喷淋水、循环水补水及各种其他冲洗用水等等,替代原用的新鲜工业水或冲釜用脱盐水,以减少工业水的用量。当该水用于电石溶解时的泡沫产生量,将比直接用聚氯乙烯离心母液废水过滤后的水去溶解电石时泡沫产生量大为减少。经过前级处理后的聚氯乙烯离心母液废水水质已经比较好,已满足膜处理装置(超滤+RO)进水要求,经过UF+RO和进一步深度除盐处理后,可最终使出水水质达到指标(数据来源于装置运行和中试的分析报告):
PH 6.5-8
电导率≤0.5us/cm
CODMn≤1.0mg/L。
Cl-≤1mg/L。
该水谁能够满足聚合釜聚合用水。
3、生化处理的工艺流程及说明
(1)聚氯乙烯装置聚合废水回用生化处理流程图
(2)聚氯乙烯装置聚合废水回用生化处理的工艺说明
聚氯乙烯离心母液废水首先进行降温至30℃左右在经过滤,进入已引入并驯化好生化细菌的生化过滤池,生化过滤池中生化细菌会吸收水中的有机物将其部分分解为简单分子的CO2、H2O等物质,另一部分合成碳化菌的原生质,以利于自身的繁殖,同时不断通入的空气以维持生化菌的生长,这样生化菌不断吸收水中的有机物,并将其分解或转化除去了水中的有机物。经过生化工艺处理的聚氯乙烯离心母液废水COD可降至30mg/l左右,含盐量基本不变化,再在经过杀菌过程处理后,可直接用于循环水补水。也可再经过吸附过滤和深度除盐工艺处理制成脱盐水,用作更高工艺的水质要求的工艺水。
结论:
以上几种废水为大型石化厂的几种常见的处理排放废水,具有排量大,企业排污负担重的特点。采用物理法、化学法、生物法等水处理组合处理技术,是可以将排放污水采用各种不同组合的深度净化技术工艺,生产不同水质的再生污水用于替代或补充不同生产工艺同质用水,既能节约宝贵的新鲜水资源,缓解工业生产用水紧张矛盾,又减少污废水排放。但是要实现这些污水处理回用工艺技术与应用的科学合理以及生产装置的安全平稳运行,应注意一些几方面工作:
1、 排放污水的处理回用应遵循的原则是分质处理,分质应用。这样才能既节约投资,又可选择合理的工艺流程,实现污水处理的经济回用。
2、 应确切掌握污水水质指标,才能保证处理工艺选择的科学性、以及污水处理回用工业装置运行过程中工艺操作与调整的依据。
3、 关键设备的运行监控、操作也是保证建成的污水处理回用工业装置达到设计指标的最基本要求。
4、 选择好合适的处理药剂。石化厂各生产装置所产生的废水的质量千差万别所含的成分也各不相同,不可能用一种药剂就可以实现药剂的化学处理,应根据不同的水质选择不同的处理药剂。
总之,石化装置污水处理回用是企业可持续发展的要求,应进一步加强技术研究与攻关,实现其回用。
注:文章中所涉及的公式和图表请用PDF格式打开
现以石化工业塑料生产装置的污水聚氯乙烯装置聚合废水为处理对象,来说明选择不同的深度净化技术组合工艺对排放污水进行处理,使其达到不同回用水质的要求,满足不同的工艺用水的工艺技术可行性。
一、PP、PE生产装置的污水
塑料生产装置的污水主要有HDPE造粒水、LLDPE造粒水、PP造粒水、PP Z501污水和SM 污水,其水质分析如表1;
表1
1、處理工艺技术思路
从各污水的水质分析可以看出,该污水具有以下特点:
(1)HDPE造粒水、LLDPE造粒水、PP造粒水、PP Z501污水,这四部分污水的共有特性是PH接近于中性,含盐量较低,悬浮物及浊度较高,更突出的特点是COD较高,并含有较高的油。
(2)SM 污水的特点是含盐量较高,但悬浮物及浊度较低,COD和油也较低。
针对个部分废水的特点,采用分质处理,更具有经济性和可行性。
HDPE造粒水、LLDPE造粒水、PP造粒水、PP Z501污水这四部分污水采用汇集综合处理;
SM 污水进行单独生化处理。
2、汇集综合处理的工艺流程及说明
HDPE造粒水、LLDPE造粒水、PP造粒水、PP Z501这四部分污水采用汇集综合处理流程。
(1)汇集综合处理流程图:
(2)汇集综合处理的工艺说明
HDPE造粒水、LLDPE造粒水、PP造粒水、PP Z501这四部分排放污水,当温度高于40℃时,应采取降温措施,使其水温降至40℃以下,为后续工艺创造适宜的温度条件;若水温低于40℃以下时,可不必增设降温设施。当水温降至40℃以下后,过滤其水中含有的悬浮物,降低水的浊度,同时可回收相应的粉料。过滤后的四部分污水进入均质池内进行均质后,加入絮凝剂进行混凝和溶气气浮,气浮出水进行生化处理,生化后出水加入ClO2等氧化剂进行氧化,再经过滤、吸附和精滤处理,经过上述处理工艺后的水,再经过超滤+RO处理等深度处理工艺,使处理后的水质达到如下指标:PH6.5-8.5;电导率 ≤5.0us/cm
该水可用于HDPE造粒水、LLDPE造粒水、PP造粒水的补充水或作为循环水的补水。
3、单独生化处理的工艺流程及说明
SM 污水进行单独生化处理流程。
(1)生化处理流程图
(2)单独生化处理的工艺说明
SM 排放污水,当温度高于40℃时,应采取降温措施,使其水温降至40℃以下,为生化工艺创造适宜的温度条件;当水温降至40℃以下后,过滤其水中含有的悬浮物,降低水的浊度,径过滤的水进入好养生化单元进行好养生化处理,降低水的COD含量,生化出水再投加氧化性杀菌剂后,进一步过滤,在进入吸附塔进行吸附过滤,进一步降低水的COD含量,并降低水中的油含量,经上述工艺流程处理后的水,只要COD和油含量降低至满足循环水补水的COD和油含量要求,其含盐量等水质指标优于现用的循环水补水水质,可直接作为循环水补水。
也可在该处理工艺后续接超滤+RO处理等深度处理工艺,使处理后的水质达到一级除盐水水质。处理后的水质达到如下指标:PH6.5-8.5 ;电导率≤8.0us/cm
二、PVC装置聚合废水
聚氯乙烯离心母液废水是脱盐水进入聚合釜聚合反应后在汽提浆料离心机的排出的。其水质分析如表2;
表2
1、处理工艺技术思路
从上面的污水水质分析可以看出,该污水具有以下特点:
(1)虽然其废水的硬度、氯离子、硫酸根等离子含量均较低。
(2)但该废水中由于含有一定数量的PVC微粒及PVC聚合反应残留的助剂,又具有大量的悬浮物、COD含量较高,BOD较低,且COD为难于生物降解,因此对这部分水进行生化处理有一定难度。
目前针对该污水,国内外对悬浮物及部分难生物降解的COD都是采用物理化学方法,它具有占地少、投资低等特点。
另外针对于聚氯乙烯离心母液废水现在已有采用生物细菌生化处理工艺技术。
2、物化处理的工艺流程及说明
(1)聚氯乙烯装置聚合废水回用处理流程图
(2)聚氯乙烯装置聚合废水回用物化处理的工艺说明
聚氯乙烯离心母液废水首先进入调节水池,主要目的是调节水量和均质,且在此过程中,可向水中通入压缩空气,对废水进行预曝气,水中一些胶体物质在压缩空气的作用下部分氧化,挥发性物质部分挥发。然后用泵将废水加压提升并在管道混合气入口处加入聚氯乙烯离心母液废水处理的专用除悬药剂和氧化剂,经旋流管道混合器充分混合后,进入高效除悬器,去除原水中大部分悬浮物及部分有机物,高效除悬器上清液进入提浆装置进行提浆,主要去除大部分胶体物质和有机物。提浆装置出水再经泵提升加压进过滤器进行过滤+吸附罐,进一步降低了COD含量。经上述工艺处理后的聚氯乙烯离心母液废水,可用作各种用水,如:电石溶解、冲釜水、机泵密封水、空冷器喷淋水、循环水补水及各种其他冲洗用水等等,替代原用的新鲜工业水或冲釜用脱盐水,以减少工业水的用量。当该水用于电石溶解时的泡沫产生量,将比直接用聚氯乙烯离心母液废水过滤后的水去溶解电石时泡沫产生量大为减少。经过前级处理后的聚氯乙烯离心母液废水水质已经比较好,已满足膜处理装置(超滤+RO)进水要求,经过UF+RO和进一步深度除盐处理后,可最终使出水水质达到指标(数据来源于装置运行和中试的分析报告):
PH 6.5-8
电导率≤0.5us/cm
CODMn≤1.0mg/L。
Cl-≤1mg/L。
该水谁能够满足聚合釜聚合用水。
3、生化处理的工艺流程及说明
(1)聚氯乙烯装置聚合废水回用生化处理流程图
(2)聚氯乙烯装置聚合废水回用生化处理的工艺说明
聚氯乙烯离心母液废水首先进行降温至30℃左右在经过滤,进入已引入并驯化好生化细菌的生化过滤池,生化过滤池中生化细菌会吸收水中的有机物将其部分分解为简单分子的CO2、H2O等物质,另一部分合成碳化菌的原生质,以利于自身的繁殖,同时不断通入的空气以维持生化菌的生长,这样生化菌不断吸收水中的有机物,并将其分解或转化除去了水中的有机物。经过生化工艺处理的聚氯乙烯离心母液废水COD可降至30mg/l左右,含盐量基本不变化,再在经过杀菌过程处理后,可直接用于循环水补水。也可再经过吸附过滤和深度除盐工艺处理制成脱盐水,用作更高工艺的水质要求的工艺水。
结论:
以上几种废水为大型石化厂的几种常见的处理排放废水,具有排量大,企业排污负担重的特点。采用物理法、化学法、生物法等水处理组合处理技术,是可以将排放污水采用各种不同组合的深度净化技术工艺,生产不同水质的再生污水用于替代或补充不同生产工艺同质用水,既能节约宝贵的新鲜水资源,缓解工业生产用水紧张矛盾,又减少污废水排放。但是要实现这些污水处理回用工艺技术与应用的科学合理以及生产装置的安全平稳运行,应注意一些几方面工作:
1、 排放污水的处理回用应遵循的原则是分质处理,分质应用。这样才能既节约投资,又可选择合理的工艺流程,实现污水处理的经济回用。
2、 应确切掌握污水水质指标,才能保证处理工艺选择的科学性、以及污水处理回用工业装置运行过程中工艺操作与调整的依据。
3、 关键设备的运行监控、操作也是保证建成的污水处理回用工业装置达到设计指标的最基本要求。
4、 选择好合适的处理药剂。石化厂各生产装置所产生的废水的质量千差万别所含的成分也各不相同,不可能用一种药剂就可以实现药剂的化学处理,应根据不同的水质选择不同的处理药剂。
总之,石化装置污水处理回用是企业可持续发展的要求,应进一步加强技术研究与攻关,实现其回用。
注:文章中所涉及的公式和图表请用PDF格式打开