朱露宝 陈洁 郑继强
杭州育鸣环境科技有限公司 浙江省 杭州市 310000
摘要：石油炼制和石油化工过程繁琐，是用水密集型过程，炼化企业污水复杂多样，化学需氧量高，烃类及其衍生物等难降解物质多，为了满足日益严格的污水排放要求，许多现有炼化企业的污水处理过程的能耗、药剂和人力等成本大大增加，因此节能降耗成为诸多企业内竞争的有效途径。本文对炼化污水处理厂节能降耗措施及效果进行探讨。
关键词：降本增效；节能降耗；炼化污水
1装置概况
某石化公司原油加工量为1300×104t/a，污水处理厂设计规模为1000m3/h，包括污水处理系统、回用水处理系统、浓水处理系统等几部分。工艺流程示意如图1所示。
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图1 污水处理厂工艺流程示意图
污水处理系统采用了“罐中罐+DCI隔油池+中和池+均质池+混凝絮凝池+气浮池+A/0生化池+二沉池+高密度沉淀池+后混凝池+V型滤池”的工艺技术路线，污水处理系统出水进入到回用水处理系统进行深度处理。回用水处理系统采用“臭氧接触池+生物滤池+V型滤池+超滤+反渗透”的工艺技术路线，系统出水进到除盐水站，经除盐水站处理后达到二级除盐水水质标准。浓水处理系统采用“前接触氧化池+反硝化滤池+生物滤池+GreenDAF气浮+砂滤罐+后接触氧化池+活性炭滤池”的工艺技术路线，对回用水处理系统反渗透浓水进行处理，处理后的浓水进行排放，排放标准按GB31570—2015《石油炼制工业污染物排放标准》一般限值执行。
2主要措施
2.1优化碱渣运行，降低酸碱消耗
按照污水处理厂设计，上游装置排放的碱渣需排放至碱渣处理系统进行预处理，碱渣处理系统设计处理量为1.0m3/h，采用内循环生物氧化技术。通过预处理降低碱渣中COD等污染物，然后进入污水总入口与其他污水混合后由污水处理厂作进一步处理。碱渣进行预处理前为了保证微生物生长需投加硫酸将pH值降至8～10，而污水处理系统为了确保生化池氨氮去除，需投加氢氧化钠将气浮池出水pH值控制在8.5左右，酸和碱的投加增加了污水含盐量，同时酸碱用量也较大，不利于装置经济运行。通过化验监测，装置排放碱渣COD约为20000～30000mg/L，碱渣实际排放量约0.8～1.0m3/h，经计算若将碱渣直接加入污水中，污水COD仅增加40～60mg/L，对污水运行影响不大。为了减少酸碱消耗，增加管线将碱渣送至中和池作为液碱调节pH值使用，避免碱渣加酸、污水加碱的情况。该措施的实施，每月可减少30t硫酸和70t液碱。碱渣处理系统优化运行酸碱用量对比如图2所示。
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图2 污水处理厂酸碱用量对比图
2.2积极采取措施，降低污水电耗
①利用罐中罐、事故水罐和均质池对装置排放污水进行缓存。根据上游装置污水排放量，及时调整污水运行负荷，当污水量小于300t/h时，污水处理系统按照单系列运行，减少运行设备，每月约有40%的时间处于单系列运行状态，每月节约电量15×104kW·h。
②根据生化池溶解氧情况，及时调整生化鼓风机运行，在确保生化池溶解氧不低于2mg/L的情况下，将生化鼓风机由两用一备调整为一用两备，每月减少生化鼓风机电量52×104kW·h。
③根据污水V型滤池出水COD情况，及时调整回用臭氧投加量，在污水V型滤池出水COD小于15mg/L时，降低回用单元臭氧接触池臭氧投加量，将臭氧投加量由设计的80kg/h调整至20kg/h，每月减少臭氧发生器用电量35×104kW·h。
④通过对回用生物滤池曝气方式进行调整，
在确保回用生物滤池溶解氧不低于8mg/L的情况下，将回用生物滤池由连续曝气改为间断曝气，每月减少回用生物滤池风机用电量1.1×104kW·h。
2.3根据水质调整加药量，降低药剂消耗
①对污水总入口硫化物进行监控，当总入口硫化物小于50mg/L时，停止中和池三氯化铁投加，减少三氯化铁用量。
②根据污水总入口COD情况，及时调整气浮池运行，在污水总入口COD小于300mg/L时，停止气浮池PAM和三氯化铁投加。
③监控气浮池出水和二沉池出水水质，及时调整碳酸钠投加，当二沉池出水碱度大于100mg/L时，停止碳酸钠投加，减少碳酸钠用量。
④对超滤出水余氯进行监控，确保超滤出水余氯在0.1～0.5mg/L的范围，根据监控化验结果，及时调整次氯酸钠投加量。
⑤加强中间水池ORP的监控，确保中间水池ORP在-300～300mV的范围，根据ORP监控数据及时调整亚硫酸氢钠投加量。
⑥对反渗透进行监控，确保反渗透进水pH值在6.0～6.5，及时调整盐酸投加量。
⑦优化反渗透杀菌方式，将反渗透连续投加杀菌剂的运行方式改为间断投加杀菌剂，减少杀菌剂用量。
⑧对反渗透进水硬度、碱度、含盐量等进行化验，对反渗透膜运行压差进行监控，在确保反渗透运行的情况下，将阻垢剂投加浓度由设计值5mg/L降至3mg/L，减少阻垢剂用量。
⑨监控反硝化进水总氮情况，根据总氮化验数据及时调整乙酸投加量，在确保污水外排总氮合格的情况下，将乙酸投加浓度由设计值320mg/L降至250mg/L，减少乙酸用量。通过以上措施，污水处理厂三氯化铁、PAM、次氯酸钠、盐酸、亚硫酸氢钠、杀菌剂、阻垢剂、乙酸等药剂用量大幅度下降，具体见表1。
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表1 污水处理厂药剂用量对比表
2.4优化反硝化运行，延长运行周期
①优化反硝化内循环泵控制，由流量控制模式调整为恒滤速控制，避免反硝化低运行滤速导致滤床底部堵塞。
②增加滤池氮气排放措施，反硝化长时间会导致内部聚集大量氮气，从而造成运行过程跑填料，通过增加氮气排放措施，定期对反硝化产生的氮气进行释放，有效确保了反硝化运行。
③增加气水混和冲洗步骤，通过原有的冲洗步骤增加气水混洗，使反硝化填料反洗更加彻底，有效保证反硝化反洗效果。
④优化反硝化运行流量控制，避免反硝化运行负荷波动，有效保证了反硝化稳定运行。
通过采取以上措施，实现了反硝化稳定运行，使反硝化滤池运行时间由初期8h提高至14h，有效确保了污水外排水质。
3运行效益
3.1节约费用
①通过对碱渣处理系统进行优化，每年减少硫酸用量360t、液碱用量840t，节约生产费用117万元/a。
②通过开展节能措施，大幅度降低污水处理厂电耗，每年可减少用电量1248×104kW·h，节约运行费用450万元/a。
③通过药剂投加量优化调整，三氯化铁、PAM、次氯酸钠、乙酸等用量大幅度下降，与设计相比较每年节约费用335万元/a。
④通过V型滤池、生物滤池、反硝化滤池反洗优化，每年减少滤池反洗废水14.64×104t，节约运行费用14.64万元/a。
⑤通过对反渗透化学清洗进行优化，反渗透运行周期由2个月延长至4个月，每年可增加反渗透产水约8×104t，节约新鲜水费用28万元/a。
3.2运行成本
污水处理厂设计运行成本为6.22元/t污水，通过采取节能降耗措施，污水处理厂实际运行成本为2.94元/t污水，与设计相比较减少了3.28元/t污水，污水处理厂运行成本对比见表2。
结束语
节约能源是我国发展经济的一项长远战略方针，也是我国的一项基本国策。污水处理厂是炼化企业的重要环保设施，在污水处理过程中消耗大量药剂和电能。
参考文献
[1]聂凡，吴百春，何东明，等.炼化污水处理厂降耗及资源能量回收模式探讨[J].工业水处理，2020，40(9)：23-29.
[2]王明旭.炼化企业节能降耗减污增效措施[J].中国设备工程，2015(7)：74-75.