陳焱
（中油撫順石化分公司石油二廠 供排水車間 ，遼寧 撫順 113004） 摘要：撫順石油二廠各裝置排放的生產(chǎn)及生活廢水經(jīng)過(guò)二級(jí)處理，達(dá)到遼寧省污水排放標(biāo)準(zhǔn)后，經(jīng)深度處理，作為循環(huán)冷卻水的補(bǔ)水，當(dāng)回用污水量的2/3，循環(huán)水采取有機(jī)膦與鋅鹽復(fù)配的水質(zhì)穩(wěn)定處理方案時(shí)，循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的腐蝕速率、污垢沉積速率及異氧菌總數(shù)等指標(biāo)均在控制范圍，年節(jié)約費(fèi)用約65萬(wàn)元。
關(guān)鍵詞：化工污水：污水回用；循環(huán)冷卻水；混凝；過(guò)濾；殺菌
中圖分類號(hào)：X703 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章標(biāo)號(hào)：1009-2455（2003）05-0019-03 Reutilization of Refinery Wastewater for Circulating Cooling Water CHEN Yan
（The Water Supply and Drainage Workshop of No.2 Petroleum Plant,Petro China Fushun Petrochemical Branch,Fushun 113004,China） Abstract: The production and domestic wastewater discharged from the various units of Fushun No.2 Petroleum Plant is used for the make-up water of circulating cooling water after reaching the standard of Liaoning Province for the discharging of wastewater through a secondary treatment and a following deep treatment,When the quantity of the reutilized wastewater accounts for about 2/3 of the total quantity of the make-up water and the circulating water is treated by the method of using a built agent of organophosphorus and zinc salt ,the corrosion rate and fouling rate of the circulating cooling water system as well as the total number of heterotrophic bacteria,etc.,are all within controlled ranges,with about 650,000 yuan saved annually.
Key words: chemical wastewater ; reutilization of wastewater ; circulating cooling water ; coagulation ; filtration ; sterilization 1999年，撫順石油二廠提出將外排污水深度處理，回用于循環(huán)水系統(tǒng)。該項(xiàng)目2001年11月份完成，進(jìn)入生產(chǎn)階段。在運(yùn)行的8個(gè)月期間，|現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)結(jié)果良好，腐蝕速率、沉積速率、異養(yǎng)菌總數(shù)等各項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)均達(dá)到中國(guó)石化循環(huán)水水質(zhì)的考核指標(biāo)，節(jié)水效果明顯，節(jié)約新鮮水51.2×104 t，減少污水外排量51.2×104t。 1 回用污水來(lái)源及水質(zhì) 撫順石油二廠是一座以生產(chǎn)燃料為主的綜合性石油化工企業(yè)。原油年加工能力500×104t。煉油系統(tǒng)以生產(chǎn)汽、煤、柴油、石蠟和燃料油為主。各裝置排放的生產(chǎn)及生活廢水經(jīng)過(guò)污水處理場(chǎng)隔油-浮選-氧化溝二級(jí)處理后，出水水質(zhì)達(dá)到了遼寧省污水排放標(biāo)準(zhǔn)，水質(zhì)見(jiàn)表1，表中的分析數(shù)據(jù)為2001年11月-2002年7月污水進(jìn)一步深度處理，回用于循環(huán)水場(chǎng)。 表1 污水處理場(chǎng)出水水質(zhì)分析結(jié)果 | ρ(氨氮)/(mg·L-1) | ρ(CODCr)/(mg·L-1) | ρ(揮發(fā)酚)/(mg·L-1) | pH | ρ(油)/(mg·L-1) | ρ(硫化物)/(mg·L-1) | ρ(懸浮物)/(mg·L-1) | | 9.82 | 76.6 | 0.0991 | 7.18 | 4.37 | 0.061 | 52.4 | | ρ(Cl-)/(mg·L-1) | 電導(dǎo)率/(μS·cm-1) | ρ(鈣離子)/(mg·L-1) | ρ(鎂離子)/(mg·L-1) | ρ(總鐵)/(mg·L-1) | ρ(氨氮)/(mg·L-1) | | | 44.32 | 640 | 102.1 | 44.05 | 0.62 | 3.9×105 | |
2 回用處理工藝 2.1 回用水質(zhì)及循環(huán)水控制指標(biāo)：
回用水質(zhì)及循環(huán)水控制指標(biāo)見(jiàn)表2。 表2 回用水質(zhì)及循環(huán)水控制指標(biāo) | 項(xiàng)目 | pH值 | ρ(濁度)/(mg·L-1) | ρ(CODMn)/(mg·L-1) | ρ(鐵)/(mg·L-1) | 異養(yǎng)菌/(個(gè)·mL-1) | ρ(Cl-)/(mg·L-1) | | 回用水 | 6.5-8.5 | ＜5 | ＜10 | ＜0.3 | ＜1.0×105 | ＜100 | | 循環(huán)水 | 7-9 | ＜20 | ＜10 | ＜2 | ＜1.0×105 | ＜1000 | | 項(xiàng)目 | ρ(氨氮)/(mg·L-1) | ρ(油)/(mg·L-1) | ρ(懸浮物)/(mg·L-1) | 腐蝕速率/(mm·a-1) | 沉積速率/mcm | | | 回用水 | ＜5 | ＜1 | | | | | | 循環(huán)水 | | ＜10 | ＜30 | ＜0.100 | ＜20 | |
2.2 處理工藝
從表1、表2的對(duì)比知，污水場(chǎng)出水的CODcr，NH3-N，異養(yǎng)菌，油不能滿足回用水的要求，為此采用了以混凝、過(guò)濾、殺菌為主的工藝對(duì)污水場(chǎng)出水進(jìn)行深度處理，工藝流程如圖1所示。
該裝置設(shè)計(jì)處理量為450t／h，但由于污水回用水作為循環(huán)水系統(tǒng)的補(bǔ)水目前仍處于探索階段，因此在這一階段，因此在這一階段污水回用裝置實(shí)際處理量偏低，避免回用水量過(guò)大，對(duì)循環(huán)水系統(tǒng)產(chǎn)生不良影響。
2.3 處理結(jié)果
污水回用水水質(zhì)見(jiàn)表3。從表3可以看出，污水回用水的pH值、濁度、CODMn、總硬度、總堿度、異養(yǎng)菌、Cl- 等指標(biāo)基本在控制范圍內(nèi)，其中氨氮和油含量指標(biāo)略微超出控制范圍，總硬度和總堿度的波動(dòng)范圍較大，總硬度最低值為56.44mg／L，最高值達(dá)142.6 mg/L，總堿度最低值38.08mg／L，最高值達(dá)到120.2mg／L，這兩項(xiàng)指標(biāo)波動(dòng)較大主要是由于除氨器具有去除氨氮的作用，而氨氮是水中總堿度組成的一部分，同時(shí)除氨器對(duì)鈣鎂離子也有一定的吸附作用，因此在除氨器運(yùn)行初期，對(duì)氨氮、鈣鎂離子的去除效率較高，總硬度和總堿度較低，運(yùn)行末期，去處效率降低，總硬度和總堿度上升，具有一定的周期性。 表3 回用污水水質(zhì)月平均分析結(jié)果 | 運(yùn)行日期 | pH值 | ρ(濁度)/(mg·L-1) | ρ(CODMn)/(mg·L-1) | ρ(鐵)/(mg·L-1) | ρ(總硬度)/(mg·L-1) | ρ(總堿度)/(mg·L-1) | 異養(yǎng)菌/（個(gè)·mL-1) | ρ(cl-)/(mg·L-1) | ρ(氨氮)/(mg·L-1) | ρ(油)/(mg·L-1) | 電導(dǎo)率/（μS·cm-1) | | 2001.11 | 7.04 | 3.42 | | 0.246 | 56.46 | 51.29 | | 45.51 | | | 410 | | 2001.12 | 6.98 | 2.42 | | 0.315 | 105.77 | 41.7 | | 57.03 | | | 380 | | 2002.1 | 7.09 | 1.41 | 1.46 | 0.21 | 102.99 | 38.08 | 2.75×103 | 33.96 | 5.4 | 1.4 | 357 | | 2002.3 | 6.8 | 3.16 | 2.87 | 0.18 | 98.3 | 52.77 | 4.15×104 | 30.49 | 5.47 | 1.00 | 451 | | 2002.5 | 7.06 | 2.49 | 3.4 | 0.55 | 97.28 | 93.71 | 2.95×104 | 44.77 | 7.17 | 1.5 | 428 | | 2002.7 | 7.12 | 0.68 | 4.32 | 0.15 | 98.1 | 105 | 2.8×104 | 42.55 | 3.88 | 0.997 | 638 | | 備注 | 7.30 | 3.03 | | 0.158 | 97.4 | 50.04 | | 12.1 | | | 169 |
備注為新鮮水水質(zhì)年平均分析結(jié)果。 3 回用應(yīng)用 3.1 回用方法
2001年11月份污水回用裝置正式運(yùn)行，全部回用于供排水車間重油催化裂解裝置循環(huán)水場(chǎng)、酮苯脫蠟裝置循環(huán)水場(chǎng)、南蒸餾及南焦化裝置循環(huán)水場(chǎng)、南催化裝置循環(huán)水場(chǎng)、重油催化裝置循環(huán)水場(chǎng)，其中南催化裝置循環(huán)水場(chǎng)、重油催化裝置循環(huán)rk場(chǎng)距離污水回用裝置較近，其補(bǔ)水以回用污水為主，當(dāng)循環(huán)水水質(zhì)發(fā)生波動(dòng)，排污量增大時(shí)，回用水水量無(wú)法滿足生產(chǎn)需求，及時(shí)補(bǔ)充新鮮水。
3.2 循環(huán)水水質(zhì)
現(xiàn)以重油催化裝置循環(huán)水場(chǎng)為例，說(shuō)明污水回用水在循環(huán)水系統(tǒng)的應(yīng)用情況。
重油催化裝置循環(huán)水場(chǎng)，循環(huán)水量為4500t／h，系統(tǒng)保有水量4000m3，冷熱水溫差7℃。正常情況下每日補(bǔ)水量在1500t，其中回用污水量占2／3左右。系統(tǒng)冷換設(shè)備材質(zhì)為碳鋼。此系統(tǒng)采用的水處理方案中，緩蝕阻垢劑為有機(jī)膦與鋅鹽復(fù)配的水質(zhì)穩(wěn)定配方，殺菌方案中氧化性殺菌劑以氯氣為主，控制系統(tǒng)余氯在0.15-0.5mg/L，非氯化性殺菌劑1227為主，沖擊式投加，根據(jù)水質(zhì)情況每周或隔周投加。
污水回用后，該循環(huán)水場(chǎng)水質(zhì)如表4。 表4 重油催化循環(huán)水場(chǎng)水質(zhì)主要標(biāo)準(zhǔn) | 日期 | pH值 | ρ(濁度)/(mg·L-1) | ρ(CODMn)/(mg·L-1) | ρ(鐵)/(mg·L-1) | 腐蝕速率/(mm·a-1) | 異養(yǎng)菌/（個(gè)·mL-1) | 沉積速率/mcm | 濃縮倍數(shù) | ρ(懸浮物)/(mg·L-1) | | 2001.11 | 7.9 | 11.04 | 6.13 | 0.355 | 0.0129 | 0.58×105 | 5.5458 | 2.42 | 17 | | 2002.1 | 7.63 | 20.19 | 8.14 | 0.65 | 0.0258 | 1.68×105 | 3.5837 | 2.61 | 27 | | 2002.3 | 7.85 | 11.6 | 7.44 | 0.59 | 0.0327 | 0.44×105 | 3.5476 | 2.17 | 18 | | 2002.5 | 7.86 | 12.1 | 8.67 | 1.01 | 0.0320 | 0.4×105 | 3.6037 | 2.69 | 19 | | 2002.7 | 7.54 | 10 | 14.63 | 2.58 | 0.0969 | 0.72×105 | 8.0013 | 4.37 | 15 | | 備注 | 8.06 | 18.3 | 7.87 | 0.44 | 0.04082 | 0.75×105 | 5.2664 | 2.78 | 20 |
備注為新鮮水做重油催化循環(huán)水場(chǎng)補(bǔ)水時(shí)的水質(zhì)數(shù)據(jù)。
由表4可以看出，污水回用水做補(bǔ)充水后，在2001年11月-2002年7月運(yùn)行期間，水質(zhì)各項(xiàng)指標(biāo)相對(duì)較穩(wěn)定，其中濁度、腐蝕速率、懸浮物等主要指標(biāo)均與新鮮水作補(bǔ)充水情況持平。
3.2.1 回用水對(duì)腐蝕速率的影響
由表4可見(jiàn)，腐蝕速率雖然在控制范圍內(nèi)，但在6和7月份，回用的水量增多，腐蝕速率呈明顯的上升趨勢(shì)。一方面是由于回用水的氯離子、電導(dǎo)率都較新鮮水高，pH值較新鮮水低，因而水的腐蝕性增強(qiáng)；另一方面回用水的鈣離子的質(zhì)量濃度波動(dòng)較大，最高達(dá)123mg/L，最低可達(dá)十幾毫克每升，重油催化循環(huán)水場(chǎng)所采用的緩蝕阻垢劑的緩蝕機(jī)理是在金屬表面形成一層沉淀膜，如果補(bǔ)水的鈣離子濃度過(guò)低，就會(huì)影響沉淀膜的生成，引起腐蝕。從掛片的狀態(tài)來(lái)看，腐蝕不是由于微生物問(wèn)題引發(fā)的微生物腐蝕及垢下腐蝕，判斷為目前使用的緩蝕阻垢劑不太適合水質(zhì)指標(biāo)波動(dòng)較大回用水，應(yīng)對(duì)緩蝕阻垢劑進(jìn)行重新篩選，選擇適合回用水水質(zhì)的緩蝕阻垢劑，以降低系統(tǒng)的腐蝕速率。
3.2.2 回用水對(duì)異養(yǎng)菌的影響
異養(yǎng)菌一度出現(xiàn)超標(biāo)的現(xiàn)象，主要由于回用水的氨氮、COD值較新鮮水高，為微生物的生長(zhǎng)繁殖提供了養(yǎng)分，針對(duì)這一現(xiàn)象，一方面將回用水出水指標(biāo)的余氯值提高到0.5mg／L，使回用水的微生物量控制在低水平；另一方面調(diào)整循環(huán)水場(chǎng)微生物控制方案，將氧化性殺菌劑液氯的投加由間斷投加改為連續(xù)投加，每月多消耗液氯1t左右。
3.3 裝置檢修情況
2002年6月份重油催化裝置小修，打開(kāi)一組水冷器，觀察其狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)水冷器的腐蝕、結(jié)垢情況基本良好，與使用新鮮水做補(bǔ)充時(shí)狀態(tài)基本相似，在水冷器的封頭處有生物粘泥，比用新鮮水做補(bǔ)充水時(shí)略微多一點(diǎn)。 4 經(jīng)濟(jì)分析 4.1 社會(huì)效益
采用污水回用水作循環(huán)水補(bǔ)充水后，在運(yùn)行的8個(gè)月期間，共回用污水51．2X 104t，即減少外排污水量51.2×104t，節(jié)約新鮮水消耗51.2×104t，對(duì)保護(hù)水資源和水環(huán)境有明顯的社會(huì)效益。
4.2 經(jīng)濟(jì)效益
回用水處理費(fèi)用：污水回用水噸水處理總成本為1.20元/t，51.2×104t，的回用污水成本為：61.68萬(wàn)元。節(jié)約新鮮水費(fèi)用：新鮮水的單價(jià)1.45元／t，節(jié)約新鮮水51.2×104t的費(fèi)用74.24萬(wàn)元。
減少外排污水費(fèi)用：外排污水費(fèi)用為0.64元／t，減少外排污水量51.2×104t，減少外排污水費(fèi)用32.77萬(wàn)元。
殺菌劑增加費(fèi)用：回用污水后，平均每月增加殺菌劑費(fèi)用2139元，8個(gè)月間，增加殺菌劑費(fèi)用1.7112萬(wàn)元。
總計(jì)：運(yùn)行8個(gè)月期間，節(jié)約資金為74.24+32.77-61.68-1.7112=43.6188萬(wàn)元。 5 結(jié)語(yǔ) 從運(yùn)行結(jié)果看，采用混凝、過(guò)濾、殺菌聯(lián)合處理后的外排污水可以作為循環(huán)水的補(bǔ)充水，既節(jié)約了新鮮水，又降低了外排污水量。
回用水的氨氮、COD值較高，在一定程度上增加了微生物控制的難度，使系統(tǒng)的生物粘泥量略有增多，殺菌劑的消耗量增加。
污水回用水回用于循環(huán)水系統(tǒng)造成水處理費(fèi)用略有增加，但綜合費(fèi)用下降。
作者簡(jiǎn)介：陳焱(1971-）女，山東單縣人，工程師，電話(0413)4630451—-222368。 | 
