污水深度處理系統在煉油企業的運行

郭振宇

(中海石油寧波大榭石化有限公司，浙江 寧波 315812)

0 引言

某石化公司600 萬t/a 常減壓裝置配套建有污水處理場一套，處理能力按100t/h 高含鹽污水進行設計，采用SBR(Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process)[1,2]污水處理工藝。污水處理場開工至目前運行一直良好，排水穩定在一級排放標準。為認真貫徹落實國家的節能、節水、保護環境的基本國策，發展循環經濟，新增污水深度處理項目，對合格外排污水進行深度處理，達到中水回用、減排COD 的目的，以實現企業的經濟效益和社會效益。

由于污水深度處理缺乏國內類似應用經驗，為降低項目技術風險，開展了大量的中試實驗，通過實驗數據及長周期運行的比對論證，最終選定了中海油天津化工研究設計院國家工業水處理工程技術研究中心(以下簡稱“天化院”)開發的“預處理+雙膜(超濾+反滲透[3])+臭氧催化氧化”污水深度處理組合工藝。組合工藝的核心技術是由天化院自主研發的臭氧催化氧化處理工藝和催化劑，將難降解的有機物直接礦化或通過氧化提高污染物的可生化性，使有機污染物有效地分解或轉化，不產生二次污染。目前，已達到穩定運行，取得了較好的應用效果。

1 主要技術設計

1.1 設計規模和進水水質

處理能力按50t/h 設計，開工時間8400h/a。進水水質見表1。

表1 進水水質指標

1.2 工藝流程設計

本系統設預處理裝置1 套、超濾裝置1 套、反滲透裝置1 套、化學清洗系統1 套、濃水處理系統1 套。預處理單元包括核桃殼過濾器、高效纖維過濾器和活性碳過濾器等三部分。先去除污水中的較大顆粒物，產水送入超濾系統，再去除廢水中的膠體物質及大分子有機物，經保安過濾器處理后送入反滲透系統。經反滲透系統處理后的出水可以達到回用水水質指標，而濃水需再經臭氧催化氧化處理后達標排放。

1.3 設計出水水質

(1)反滲透產水水質

設計反滲透出水水質執行GB/T 1576—2007 直流鍋爐給水標準，指標見表2。用于1.0MPa 和 0.3MPa 蒸汽發生器補水。

(2)出水回用循環水水質

設計出水水質回用循環水指標見表3。

(3)濃水水質

設計濃水排放達到GB 8978—1996《污水綜合排放標準》中的一級排放標準(COD 不大于60mg/L)。

1.4 主要設備選型

(1)過濾單元過濾單元

由核桃殼過濾器、高效纖維過濾器和活性碳過濾器等三部分組成，每組過濾器按一開一備設計，主要參數見表4。

(2)超濾單元

超濾單元膜組件采用PES 材料，選用MWCO65000 內壓式中空纖維超濾膜，膜面積40m2，膜通量40～75L/(m2·h)。

(3)反滲透單元

反滲透單元膜組件選用美國海德能公司生產的PROC10耐污染膜，具有產水量大、能耗低，脫鹽率高及耐污染的特點。一級反滲透裝置配置膜組件60 只，安裝在12 個FRP 壓力容器內，一級三段，成7:3:2 排列。

(4)濃水處理單元

該單元主要由臭氧發生器、預混罐、催化氧化塔組成。臭氧發生系統由2 套空氣源500g/h 臭氧發生器組成。其中預混罐容積5.8m3、催化氧化塔容積7.3m3。

2 運行效果

為考核污水深度處理項目的運行效果，系統穩定運行一段時間后，組織了72h 的標定。

2.1 處理能力

本項目設計處理能力50m3/h，實際標定時污水處理量為48m3/h，基本達到設計要求。

表3 設計出水水質回用循環水指標

表2 反滲透產水水質指標

表4 過濾單元主要設備參數

2.2 進水、產水質量情況

污水深度處理系統進水、產水水質見表5。達到GB8978《污水綜合排放標準》中的一級排放標準。

2.3 污水回用情況

標定結果顯示，72h 共處理原水3482t，超濾產水回用消防水量維持在7t/h，累計527t；反滲透產水回用至循環水流量控制在29t/h 左右，累計2139t；處理后濃水回用至煙氣脫硫系統流量控制在3t/h，累計238t，超濾反滲透污水回用率76.6%，總體污水回用率83.4%。

2.4 運行成本

污水深度處理藥劑成本為0.72 元/t，電力成本1.54 元/t，膜折舊費、催化劑更換費用、儀表風成本0.88 元/t，合計運行費用為3.14 元/t，比目前新鮮水價格4.1 元/t(不含污水處理費)低0.96 元/t。

3 社會效益及經濟效益評價

3.1 社會效益評價

經核算，在目前工況下，污水深度處理項目投用后，每年可減排污水34.86 萬t、減排COD 17.08t、減排氨氮0.08t，見表6。

3.2 經濟效益評價

污水深度處理項目經濟效益評價按項目有無法進行對比，每年可節省新鮮水費用73.8 萬元，見表7。

表5 污水深度項目進水、產水水質

表6 污水深度處理減排量測算表

表7 污水深度處理項目經濟效益評價表

4 結語

某石化公司50m3/h 污水深度處理系統，總體污水回用率約83%、濃水出水COD 達到一級排放標準并穩定在55mg/L 以下，優于設計指標，滿足工藝要求，為企業創造了良好的經濟效益和社會效益。“預處理+雙膜(超濾+反滲透)+臭氧催化氧化”污水深度處理組合工藝技術為煉油企業污水深度處理提供了一條可靠的新途徑，該工藝占地面積小[4]，運行費用低，自動化程度高，處理效率高[5]，在同類企業中具有很高的推廣價值。