石化儲罐區污水預處理技術及改進探究

陳小林

摘要：國內石化企業污水處理典型的工藝為：隔油 - 浮選 - 生化處理。治理程度達到二級處理，污水就可達標排放。但裝置或單元的排污水中，含有特殊的物質，如酸、堿、硫化物、有機物、懸浮物以及石油類等物質，濃度超標且變化頻繁，直接排入系統管網，不利于污染物的去除，并會造成治理不經濟。對于儲運罐區而言，儲罐的切水等工作在時間上、排放量上等都具有不確定性。因此，在罐區單元內進行污水的預處理，可為污水處理場穩定生產、企業排放達標創造有力的條件。

關鍵詞：石化企業;儲罐區;污水;預處理;改進措施

石化企業生產過程中產生的污水有一部分來自儲運系統的罐區，大多為儲罐切水與機泵冷卻水等。這部分污水部分污染物控制指標超標，未經處理排入污水處理場會造成沖擊，生物處理裝置運行不正常，為此有必要對儲運罐區污水進行預處理。儲運系統的污水預處理各企業不盡相同，這就有必要從排污水的性質、排放環境、處理方法等方面進行全面分析，確定出有效的方式，使污水排放達標。

1儲運罐區的污水排放情況及要求

1.1儲運罐區污水構成與排污水量

石化企業儲運罐區排污水主要是儲罐的切水、儲罐清洗用水、機泵區冷卻水。此外還有罐區圍堰內初期雨水、機泵檢維修時管路、泵體內置換排放水、罐區臨時檢修處理管路排放等。罐區排污現狀是：輕質油品如汽柴、航煤、苯類及其中間原料儲罐都已實現了自動二次脫水技術，解決了儲罐切水大量帶油的問題。重質油品如原油、渣油、油漿及其中間原料儲罐、掃線罐等由于其密度與水接近，凝點較高，自動脫水設施使用上不盡人意，而效果好的脫水設施因價格過高無法廣泛使用。因此此類儲罐的切水工作很多情況下仍為人工操作，隨之而來的是油品濃度較高的排污水進入污水系統中。罐區排污水由生產污水、初期雨水、未可預見污水組成。儲罐切水為生產污水主要組成，它的排量大小源于上游來量，陸上油田來的原油含水量較大，經由海運進口原油含水量較低。罐區初期雨水（即污染雨水）按照降水 5～10min（即 15～30mm 降水深度）水深與污染面積（一般為罐區圍堰內地表面積）的乘積計算。機泵冷卻水（儲運系統很少有）與儲罐清洗水及臨時檢修處置管線產生的排放物及污水按未預見污水量計算，即系統總排水量的 15%～20%。

1.2儲運罐區排污要求與采用的預處理設施

《石油化工環保設計規范》中規定：含污染物濃度較高的污水或影響集中處理效果的污水，應進行預處理，經過處理后的污水水質應滿足污水集中處理設施進水要求。這就明確了儲運罐區排放的濃度較高的污水必須進行預處理，達標后方可排入水處理系統管網中。《石油化工給水排水水質標準》 中規定：裝置或單元的生產污水排入生產污水管網（下游有除油設施時），其主要污染物濃度應符合：pH 值 6～9，石油類≤500mg·L-1，水溫≤40℃。同時全廠性污水處理場總進水水質要求為pH 值 6～9，石油類≤500mg·L-1，COD≤ 800mg·L-1，硫化物≤10mg·L-1，水溫≤40℃。作為儲罐區的污水預處理設施，目前儲運系統有油水收集使用旋流分離器分離方式和采取設置隔油池方式。旋流分離器國內產品使用效果不理想。為保證罐區污水處理滿足規范中規定的指標，從經濟性、資金投入、技術成熟可靠性角度考慮，裝置或單元通用的設置隔油池作為儲運罐區污水預處理設施是最合適的。從污水處理場總進水水質控制指標看，pH值可以由上游裝置直接控制，無需額外增設處理設施。硫化物在生化處理的構筑物中大部分可除去，少部分在浮選過程除去。石油類里可浮油、分散油通過隔油池可以至少隔出 60% 以上，COD 通過隔油、浮選可去除 25%～30%。少量的乳化油和溶解油由生化處理完成。生化處理（曝氣）COD 去除率達 30%～85%，目前經生化后COD 去除率達 95% 以上。浮選設施、生化處理設施在石化企業污水處理場中設置即可，無需多重設置，增加額外消耗。由此看出儲運罐區只要控制外排污水的石油類、水溫兩項指標就可以了，石油類的控制可以降低COD 值。使用隔油池作為儲運罐區污水預處理的設施是完全適合的。

2儲運污水預處理

2.1儲運罐區污水處置設施確定

《石油化工污水處理設計規范》要求：油罐切水和清洗水在油品密度小于 0.95g·mL-1 時，采用二次自動脫水設施，油罐清洗水選用油水分離器除油。儲運罐區輕質油儲罐排出污水采用二次自動脫水即可完成。而原油、重質油品油罐脫水仍用人工脫水。要達到排放指標就需采用隔油池這種較為簡單的設施進行油水的分離。石化企業儲運罐區從地理位置看布置于企業邊緣地帶，集中統一。罐區的切水作業可以根據生產情況隨時機動調整切水時間，正常生產狀態下可以均衡或間斷排放污水。隔油池設置基本是多個罐區共用。石化企業儲運罐區都設置預處理池設施，有的采用了旋流分離器設備，但國產設備使用效果不佳，故多數采用隔油池作為含油污水預處理設施。

2.2儲運罐區排污系統設置

儲罐的切出水由罐區設置好的排污水管道靠重力流入隔油池。未可預見污水在排放前都可由臨時設施引入罐區、泵區的排污水管道中。初期雨水由明溝匯集流入罐區外雨水管道，經管道上切換閥將初期雨水切入預處理站（隔油池）。這是罐區常規做法，但前期雨水靠人工控制，為保證雨水不帶油等因素，切入污水預處理站的初期雨水經常是規定量的幾倍之多。同時罐區內地面多數為覆土，排放雨水時大量泥沙被帶入排水管道及預處理站內，給雨水、污水、預處理站運行增添麻煩。基于此，國內新建石化企業已經采取將罐區內易產生污染的部位，如采樣口、排污口（中央排水口）、易泄露的閥門法蘭集中部位附近的投影區地面硬化并制成小圍堰，圍堰高度為 15～30mm（一般 5min 降雨深度大都在15～30mm 之間）。將此處的初期雨水收集直接引入污水管道中，不再進入雨水系統。這對于多雨的南方石化企業非常有效。

2.3儲罐區污水預處理站

從儲罐脫水檢測數據發現，原油罐區、重質油儲罐區及一些輕質油品罐區的排水含油值> 2000 mg·L-1，遠超單元排放標準指標，儲罐區污水預處理站設置是必不可少的。從作為預處理的隔油池結構分析，石化企業中平流式隔油池（API）的運用已是日臻成熟。平板式（PPI）隔油池、波紋斜板式（CPI）隔油池除油效果相比較更好，最高除油率可達 80% 以上，但設備維護等方面較為復雜，費效比不佳。

從分離油品分析，罐區排出污水中大部分為可浮油、分散油，乳化油和溶解油含量極少。對于粒徑較小的乳化油（10μm 以內）和溶解油，作為罐區污水預處理裝置無需增加大量的設施，由企業總污水處理場進行浮選、生化處理即可。儲運罐區污水預處理隔油池作用是對排出污水形成的油膜或油層進行初步處理。從經濟性、效果滿足程度、操作性、維護等方面考慮，儲運罐區污水預處理設施采用自然上浮油原理的平流式隔油池是最佳選擇。儲運罐區預處理站隔油池結構功能的要求如下：1）平流式隔油池要求污水停留時間 1.5～2h，暴雨停留時間不小于 40min，罐區隔油池要嚴格保證有效容積。同時可對儲罐內易泄漏部位設置小圍堰并接入污水管道。對于外浮頂儲罐中央排水管出口設置兩道并聯閥，實現浮頂表面在出現雨水集聚時可將水切入雨水系統，一旦發生浮頂見油時可切入排污水系統的相互切換功能。這樣可滿足規范要求，并能做到暴雨停留時間優于規范要求。2）隔油池的進水水平流速、單格池長寬比、有效水深嚴格執行規范要求。3）儲罐的沉降、切水操作有效避免了大量油泥排入隔油池;罐區、泵區易泄漏部位設置硬化地面的小圍堰，有效防止罐區圍堰內泥沙進入隔油池。另外儲運罐區隔油池可以通過合理調度實現間斷運行，為清理隔油池提供有效的時間保證。必要時還可采取跨接方法暫時將隔油池切出運行。這樣就無需設置刮泥機，池底不必設排泥口，減少了隔油池底部滲漏的可能。

4）隔油池集油收集方式的選用。隔油池集油管設置要求：管徑 φ200～300mm，中心線在水位下60mm，距池頂超500mm。這一裝置是為了收集污油。但對于儲運罐區排放污油的回收，在運行時容易因油品粘度增加溫度降低而凝固堵塞收集管。解決方法是在集油管所在油層內設加熱管。這不利于安全生產，因儲運罐區污水處理隔油池運行為間斷運行，容易引起超溫情況。

采用在隔油池分離段增加污油收集池的方案適合儲運系統隔油池污油回收。污油收集池與隔油池分離段接觸處原設置集油管處開設溢油口，并通過堰門來調節溢油口開度大小，這就解決了集油管因管內污油凝結失效，避免安裝刮油機。對于油面的油膜厚度要時時監測，油層厚度控制在30mm 以內。隔油池可分為進水段、分離段、出水段。進水段入口要浸沒入池，保持有效水深（2m）之下 1m，降低水流對液面油層的攪動。另外罐區排水間斷，隔油池進出管設置水封井。在分離段設置污油收集池，收集分離池水面浮油。溢油口開口高度不能高于隔板B 的高度，這與采用集油管收集浮油的設置有不同。

鑒于浮油密度是不斷變化的，雖然變化不大但計算上無法明確給出溢油口高度定值，因此可將隔板 B 高度確定為（按照油層厚度不超 30mm 計）高于溢油口 50～300mm。溢油口可設置幾個，并安裝調節堰門，根據實際情況進行高度調節或隔絕。油層厚度監測。隔油池分離段內油層要保持較薄的狀態，可減少油品凝結掛壁等情況，減少加熱設施使用，利于安全運行。油層厚度測量目前有多種技術，其中 GE 公司采用的微波原理測量油膜厚度的監測設施極為精確，且具有防油品凝結功能。

參考文獻：

[1]蒲君，秦軍委，李麗 .“老三套”污水處理工藝內部分流處理方法探析 [J]. 山東化工，2014，43（6）：176-179.