炼油厂污水处理文献综述

炼油厂污水处理文献综述内容摘要：

元，可能对隔油池造成 冲击。 从大连石化几年来的运行经验上看，污水场受到水量冲击只发生在射 季，所以这个问题在中油系统下属各单位安 环整改项目实施完成后将得到解 决。 安环整改中的一项工作就是将事故消防水和污染雨水单独收集进事故缓 中 av 油大亨：（华东）硕十论文 _____________________________ 第 4 章 1:艺研究 冲池，再由菜提升进入污水场，从而解决了隔油池遭受冲击的问题。 但是在安环整改项目没有最后实施之前，可以釆用如下简图所示的方式 解决。 原水一 JT一隔油池 一 ^调节 _ ~►后续单元 15 事故池 关于污水均质措施 在调研中我们发现，国内炼厂污水处理工艺大多缺少水质均质措施，因 此后续单元进水水质波动比较大，以致影响污水场出水的稳定性。 引进工艺设计了水质均衡的 措施，增设了二个调节罐，并在调节罐底部 增加曙气管，曙气气源取自工厂的动力风或污水厂单独设置的鼓风机，通过 曙气管的曙气作用，实现均衡水质。 可以看出，调节罐具有水量调节和水质均衡的双重作用。 炼化企业污水的特点是水质水量波动大，如果缺少均衡措施，将难以保 证污水场出水效果。 污水进行预 _气可以起到以下几种作用： 氧化还原性物质（如氧化除硫）； 吹脱污水中溶解性的挥发物（如吹脱氣）； 增加污水的 DO 值，减轻污水的腐化，提高污水的稳定性。 当然还有其它均质字段，比如：机械搅拌、鼓风揽枠、提升回流揽拌 等， 或是设置审独的水力均质池。 形式较多，各厂可根据自己的具体情况合理选 择，但是水质均衡的措施是必不可免的。 建议流程： 中国 w油大学（华东 ） 硕十论文 设计参数：曜气量： 6Nni3/m3h。 关于除硫工艺 除硫工艺的理论基础 炼化企业硫化物主要来自原油，在加工过程中进入到含油污水中，但大 部分含硫污水，如常减压、催化裂化、焦化、加氢裂化、加氣精制等装置产 生的含硫污水，都必须经过污水汽提装置处理 ,脱出绝大部分的硫化氢 和氨， 汽提后的污水含有少量残余硫化物，除装置回用外，进入到污水处理场进行 处理，这部分污水的硫化物的含量一般在 20mg/L 以下。 还有一部分罐区切 水、装置冲洗水等未经汽提处理的含硫污水，也一并进入污水场。 一般进入 污水场的污水硫含量不大于50mg/L。 当然，硫化物含量的大小与炼化企业 加工的原油种类有关 室外排水设计规范规定，生化处理单元的进水中有害物质允许浓度为 20mg/L【 3】， 而根据污水处理场的运行经验，生化处理构筑物进水中的硫化物 应控制在5ing/L以下。 否则将对生化池中的细菌的生长产生抑制作 用。 硫化物的去除方法包括生物法和物化法。 当原水中硫化物含量较低时， 常釆用物化法处理水中的硫化物。 物化法除硫包括：沉淀法、氧化法、曙气 法等。 引进工艺束用的是曙气法，其反应机理是 2HS+202 ~► SzOj^+HzO 2S^202+H20 ~►S203^+20H 章 I:艺研究 17 中国彳 (油人宁（华尔）硕十论文 第 4 章： 1:艺研究 S2O32+2O2+2OH ► 2S04^39。 +2H20 由上述反应式可知，废水中有毒的硫化物或硫氢化物被氧化为硫代硫酸 盐和硫酸盐，其中硫代硫酸盐毒性超过硫化物，在 通常情况下硫代硫酸盐转 变为硫酸盐的反应较为缓慢，大约只有的硫代硫酸盐氧化为硫酸盐。 所以，需向水中投加催化剂，如硫酸猛、氣化铜和氣化铁等，提高其转化率。 氣化铁本身具有氧化性，但氯化铁只有在酸性环境下，才具有强的氧化 性，在偏碱的环境中，氣化铁的氧化性较弱，不能完成与硫化物 (IfcS,:HS“， S2》 的氧化反应。 氣化铁在上述除硫过程中所扮演的角色是催化剂，其作用是加 速空气和硫化物的反应过程，最终硫化物转变为硫酸盐。 不过，可以作为硫氧化的催化剂并不限于氯化铁，前面也提到过其它几 种物质可以选用，各单位 可以根据实际情况酌情选用。 在 A/0 池中的缺氧 g 中，是否会因为缺氧条件，使硫酸盐还原为 32_在 调研中，我们发现有的污水场工作人员有这样的担心。 诚然，在缺氧的条件 下，高价态的硫化物可以通过反硫化细菌 （ SRB)的还原作用被还原为低价 态的硫，这也是自然界中硫循环的必由之路。 但是，由于 SRB 是严格厌氧 菌，在以 A/0 活性污泥工艺为主的污水处理厂中，混合液交咎进入缺氣、 好载反应池，不可能达到 SRB细菌所要求的严格厌氧环境，因此也就不可 能发生上述的反硫化物作用 【 5〗。 引进的除硫工艺流程 为了保证生化处理单元的处理效果，同时满足排放要求，需在预处理部 分去除硫化物 （ H2S， HS， S2f),工艺流程如下图所示 中国石油大学（华东）硕七论文 笫 4 章 I:艺研究 中和地 174。 H 169。 来自工厂动力凤 图 4一 1 除硫 :1:艺流程图 DCI出水进入到中和池中，在此通过向水中投加氢氧化钠或硫酸调节 pH 值，随后投加氣化铁。 投加氯化铁的作用是催化后续的空气氧化除硫反 应。 加药后的中和池出水由粟提升至调节罐，通过调节罐底部的曙气装置， 在催化剂的帮助 下，将水中的硫化物转化为硫酸盐的形式。 通过上述的工艺工程，硫化物的去除率可达 90%以上。 1.工艺参数的选取： 曙气时间：他 调节后的 pH 值： 8〜 氯化铁的投药量：10~20mg/L 中和池的水力停留时间： 3min 搅拌器的 G 值： 40S1 关于气浮除油单元 气浮工艺原理分析 中国石油人学（华东）硕十论文 _______________________________ 第 4 章 首先我们从胶体颗粒特性和气泡与絮粒的作用机理方面分析阐述气浮 工艺原理，为进一研究引进工艺的气浮工艺奠定理论基础；然后介绍引进 工艺的流程及关键技术参数；最后结合气浮工 艺原理，分析引进工艺选择的 关键技术参数与技术路线。 1) 胶体颗粒特性分析 水体中的颗粒物是广泛存在的，它实际上涵盖了除溶解态小分子以外的 所有水体杂质或污染物，粒径可以从几个纳米到数十个微米以上。 水中的胶体颗粒可分成亲水胶体和憎水胶体两类，还有一壁胶体具有介 乎这两个极端间的性质，属于两性胶体。 水中粘土以及投加的无机混凝剂所 形成的胶体厲于憎水胶体，而有机物质，如蛋白质、淀粉及胶质等则属于亲 水胶体。 胶体颗粒在水中保持分散状态的性质称为胶体的稳定性《对于憎水胶 体，稳定性可以通过它的双电层结构来说明。 水处理中的憎水胶体，它们的 表面电荷是由于优先吸附水中某些离子而产生的，这些离子称之为‚电位离 子‛，常带负电荷。 电位离子与其吸附的反电荷离子构成胶体的双电层，憎 水胶体就是依靠它的电位离子的电荷而在水中维持稳定状态的。 因此只要消 除憎水胶体电位离子的电荷，水中的憎水胶体就会失去其稳定性。 对于亲水胶体，这些胶体的电荷是出于经基、硫酸根、憐酸根和胺基等 基团，因受到水的 pH 的影响，而发生部分电离作用。 其电荷的大小，取决 于电离的程度。 亲水胶体由于存在可溶牲的极性基团 161，如一 OH、 C00 和一 NH2 等 ，因此对极性水分子具有强亲和力，在胶体颗粒的周 II吸附了厚 层的富有弹性的水膜。 亲水胶体依靠电离的极性基团的电荷及其水化层的双 重作用，而在水中保持十分稳定的状态。 2) 水中气泡的形成及其特性 水中通入空气或减正释放水中溶解的过饱和空气，都会产生气泡。 所形 中国 w油大学（华东 ） 硕士论文 成的气泡大小和强度取决于释放空气时的各种条件和水的表面张力的大小。 气泡的形成过程分为两步：成核和成长。 在过饱和的溶气水从压力溶气線流 出释放器的瞬间，气泡核的临界直径 deb遵循公式 dcb=4o/AP[7〗 ， 其中： (7 为 表面张力，AP为溶气水经由释放器时的压力差。 可见压差越高，气泡越 小，压力大于 ，气泡尺寸受其影响甚微；如果处于非均质系统，气 泡核将更容易地产生于一些颗粒物核或另外一些有缺陷的表面上 【 8】。 此后， 气泡核进入成长阶段力溶气水通过溶气释放器释出的微气泡，在其气泡外包 着一层透明的水膜，且富有弹性。 在范德华引力和氣键作用下，它们作定向 有序排列，见图 42，从而使气泡膜具有一定的强度。 除排列疏 ^^、的外层 (称 流动层 )泡膜在上浮过程中受浮力和阻力的影响而流动外，其内层 (称附着层） 泡膜与空气一起构成 稳定的微气泡而上浮。 由定向有序排列的水分子构成的 内膜，因极性的减弱而可能带有憎水性。 气泡受水流斎动撞击时，会使泡膜局部流失，可能四周受力不均，引起 外压强失去平衡，气泡变形破裂和并大。 若在水中投加长链的高分子物质， 则可提高泡膜的勧性和强度。 第 4 章 .丨 :艺研究 极体 m 42 絮粒 Lj气泡的碰撞粘附 22 中 au油人 39。 尹（华尔 ） 硕十论文 _______________________________ 第 4 章 i:艺研究 3)气泡与絮粒相互作用机理 a)絮凝作用。 研究气浮过程机理实质上就是要研究气泡与絮凝体的相互作用 t9。 根据 近代絮凝理论，这种作用的本质依然是一种絮凝作用，仅在两相颗粒之间进 行的，因而称其为异相絮凝作用丨它遵循絮凝作用机理。 对凝聚絮凝 作用机理的探讨始终是混凝技术研究领域的核心问题 〖 12〗 ，许多研究者对凝聚 絮凝的作用机理从不同方面进行了论述 [i3〗〖 i4〗 ， 主要包括 ■双电层压缩作用。 当水中加入带有与胶体表 面相反电荷的电解质后，胶体颗粒表面双电层 中的扩散层因反离子的作用而被压缩，使扩散层厚度减小， I 电位相应降低， 颗粒间的静电斥力也就相应减小》 “吸附电中和作用机理 [15〗 [161 吸附电中和理论着重强调了胶体颗粒与混凝剂水解产物之间存在某种 专属化学作用，即混凝剂可水解形成某种离子化合态吸附在胶体颗粒表面并 中和其负电荷，使胶体颗粒脱稳并进而发生絮凝作用。 絮凝剂的化学结构， 特别是某些官能团的存在会极大地影响吸附作用，进而影响脱稳胶体的能 力。 “吸附架桥作用 在溶 液中的长链状聚合物分子上分布着的众多活性基团，它们可以占据 胶体颗粒表面一个或多个吸附位，因而一个聚合物分子可以结合多个颗粒 物 ,通过这种颗粒间架桥方式 ,将水中分散的颗粒物联成了粗大的絮状物 “卷扫絮凝作用 当混凝剂投加量较大，水的 pH 值又较高的情况下，很容易生成氢氧化 物沉淀。 由于在水中形成的絮状氧氧化物具有很大的比表面，粘附颗粒物的 能力很强，这样水中的胶体颗粒就会被这些沉淀形成时所网捕进而被沉淀除 中国石油大字（华 /』 ◦硕十论文 ________________________________ 第 4 章 .1:艺研究 去【丨 8】。 b)碰撞粘附作用 23 气泡与絮粒接近粘附时 ，两者之间还存在着一层残留水化层，这层水化 层是很难去除的。 用气浮工艺去除水中颗粒的机理可分为两絮粒转移到 气泡表面和絮粒粘附到气泡上。 在一定的水力条件下，具有足够动能的微气泡和絮粒相互碰撞时，彼此 挤开对方结合力较弱的外层水膜而靠近，当排列有序的气泡内层水膜碰到絮 粒的剩余憎水基团（包括活性较大的脱稳胶粒）时，相互通过分子间的范德 华引力而粘附。 由于絮粒与微气泡带有一定的憎水性能，它们的比表面又很大，并且有 剩余的自由界面能，因此，它们都有相互吸附而降低各自表面能的倾向。 颗 粒和气泡的附着过程，是向该 体系减少界面能的方向自发进行。 颗粒与气泡 粘附时，当二者的外表面的液层相互作用，在剩余厚度小于 10埃时，这一 液层将发生瞬时破坏，形成三相接触角，如图 43 所示 【 7〗。 fttia m 43 絮粒 Lj气泡的碰撞粘附 在平衡时，界面张力处于平衡，图中 crsg， fflg,(js 丨分别为 s/g,s/l， l/g 的界 面张力， 0 为接触角，接触角的大小依赖于气泡和絮粒的粒径范围。 接触角 越大，疏水性越强，粘附性越好。 气泡絮粒的粘附实际是固、液、气三相作 用的结果 〖 19】，其形成机理主要是 中国 h油人学（华东 ） 硕十论文 笫 4 章丨：艺研究 “气泡与絮粒的碰撞粘附 由于絮粒柔软而易变形，微 气泡膜又有一定的弹性，因此，两者之间的 碰撞是软碰撞。 视碰撞动能的大小，气泡可以粘附在絮粒外围，也可挤幵絮 粒中的自由水而粘附在内部。 絮粒与气泡的粘附点越多，粘附的越牢。 见图 44[20】 24 图 44 絮粒 ■Lj气泡的碰撞粘附 _絮体对气泡的包卷、网捕和架桥作用 动能较大的微气泡撞进大絮粒网络结构的四槽内，被游动的絮粒所包 卷，见图 45(a)。 两絮粒互撞变大时，将游离在中间的自由气泡网捕进去，见图 45(b)。 己粘附有气泡的絮粒之间互撞时，通过絮粒、气泡或两者的吸附架桥而 结大，成为夹泡性带气絮粒，见图 45(c)。 25 中国 :fi_油人学（华东 ） 硕 +论文 第 4 章 I:艺研究 ⑷ (b) (C) 图 4 一 5 微气泡夹在絮粒中的三种形成情况 _表面活性剂参与作用 水中存在表面活性剂时，往往会影响絮粒的憎水性能以及微。