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学科评估:突破石化行业水污染全过程控制技术

污染控制中心、总工办 | 2019-11-20 15:01:00

 

石化行业产品种类多、生产工艺各异、废水产生量大、水质特征差异显著,常含有高浓度有毒、难降解有机物,其达标排放对于我国水体水质改善和水环境风险防控具有重要意义。特别是随着近年来石化行业园区化发展,石化废水治理难度进一步加大。污染控制中心依托“十一五”“十二五”“十三五”水专项课题,按照水污染全过程控制思路开展了石化行业水污染源解析、高浓度有毒有机废水脱毒、石化综合污水臭氧催化氧化深度处理、石化园区水污染综合优化等关键技术,并集成应用于代表性大型炼化一体化园区,为我国石化行业水污染控制提供了新模式和新技术。

(1)源解析技术

针对石化废水组分复杂、部分特征污染物缺乏分析方法的问题,填补分析方法空白,探明装置废水特征污染物组成;建立废水生物抑制性测试体系,明确废水对生物处理系统的冲击影响;结合特征污染物分析和生物抑制性测试手段,鉴定废水中关键污染因子;建立园区物质流和毒性流,分析装置污染贡献率,排序并识别关键控制装置;突破基于特征污染物和生物抑制性组合的源解析技术研发生物抑制性测试方法体系研制生物抑制性快速预警设备。所得成果建立石化装置等废水排放特征解析技术助力指导企业精准治污

图1 基于特征污染物种类和毒性的源解析分析仪器

图2 关键控制装置识别系统

图3 微生物燃料电池(MFC)预警系统

(2)高浓度有毒有机废水脱毒预处理技术

针对重点石化装置产生的高浓度有毒有机废水,开展了致毒污染物识别研究,并针对不同的致毒污染物类型和降解转化特性分别研发了以水解酸化、双极膜电渗析回收有毒有机酸、碱解脱氯等技术为核心的石化废水脱毒预处理工艺技术,已成功实现了巴豆醛、三羟甲基丙烷、丙烯酸酯、丁辛醇、乙醛等装置高浓度有毒废水的脱毒预处理。

图4 厌氧水解酸化工艺处理巴豆醛生产废水装置图

(3)臭氧催化氧化深度处理技术

针对石化等行业二级出水中悬浮物及胶体有机物与难降解小分子有机物共存、单纯臭氧催化氧化处理负荷高、催化剂易污染、出水不稳定的问题,突破了微絮凝砂滤-臭氧催化氧化集成技术和不同行业废水专性臭氧催化氧化催化剂制备技术。实现了石化二级生化出水中TP、悬浮物及胶体有机物和溶解性难降解小分子有机物的耦合有序去除。减缓了催化剂活性下降,减少了臭氧无效消耗,提高了处理效率,保障了出水水质稳定达标,并降低了运行成本。

图5 试验过程中制取的部分催化剂

图6 臭氧催化氧化机理示意图

图7 臭氧催化氧化池改造施工

4)园区污水综合优化技术

研发了基于重点点源抑制性识别、对综合污水厂影响诊断、数值模拟的工业园区污水处理优化技术,从生产工艺改进源头减排、废水污染物分离回收与强化降解预处理减排等方面开展装置层面废水有毒有机物全过程控制,降低末端污水处理难度与负荷;从化工废水与炼油废水和生活污水分质处理等方面开展企业层面废水有毒有机物全过程控制,显著降低依托园区综合污水处理厂提标改造工程的投资和运行成本。

成果应用案例

研究成果在中石油吉林石化分公司开展的集成应用示范:1.从示范园区排水提标的技术需求出发,按照水污染全过程控制的技术思路,对园区水污染控制进行整体优化,编制了大型石化企业废水有毒有机物全过程控制技术方案,提出生活污水+炼油废水与化工废水分质处理方案,使示范园区节约废水深度处理单元建设投资8492万元。2.实施石化装置废水有机物源头控制措施,减少向综合污水厂排放COD 5624吨、特征有机物 1070吨,增收产品1800多吨,增创收益1239万元,显著降低后续综合污水处理厂处理负荷和冲击影响,降低了提标改造工程的投资、运行成本和管理难度。3.石化污水“微氧水解酸化-缺氧/好氧-微絮凝砂滤-臭氧催化氧化”集成工艺应用于园区综合污水厂提标改造工程,保证污水处理厂出水稳定达到新标准关于常规指标和特征污染物指标的要求,支撑了松花江流域水污染减排和水环境质量改善。

该成果技术方案和核心关键技术成果契合石化行业水污染治理技术需求,取得了良好的经济、环境和社会效益,对石化行业水污染治理起到了引领和示范作用,推广应用前景广阔。

污染控制中心、总工办联合供稿

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