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2.1、美国炼油污水源头和水质分析
炼油污水来自于炼油过程的各个环节,根据来源不同,污染程度和污染物种类有所差异。在美国炼厂中,污水主要来自于生产工艺、循环冷却和化学水制备,全厂污水分为工艺污水、冷却水排污、原水处理过程排污、蒸汽凝结水、实验室污水和生活办公、检修等其他用途产生的污水。美国典型炼厂主要生产工艺排水中的污染物种类和排放量如表3所示。
由表3可见,工艺污水中蒸馏和催化裂化过程产生的污水分别占炼厂总污水量的44%和26%,是最主要的污染源。
2.2、美国炼油污水处理技术应用现状
目前美国80%以上的炼厂具备炼油污水达标处理能力,其余炼厂将污水简单处理或者直接送至市政等污水处理厂处理。典型的污水达标处理工艺如图1所示。
由图1可见,基本流程采用“油水分离(一级处理)+生化(二级处理)”工艺,如出水水质不达标或受纳水体环境脆弱,还需要使用三级处理。
2.2.1、一级处理
隔油池处理是美国炼厂一段油水分离中最常用的技术,利用油水之间的比重差异,油上浮到水面,由集油管或刮油机收集。重油和其他杂质沉降,集聚到池底污泥斗中,通过排泥管排出。运行方式分为平流式(API)、倾斜板式(CPI)和平行板式(PPI),其中平流式最为常见。依据运行经验,无论来水水质如何,经过平流式隔油池处理后出水的油和悬浮物应为50~200mg/L。该技术在美国已经形成了成熟的技术文件为设计和运行提供指导。
二段油水深度分离采用的主要技术是气浮法,利用在水中形成高度分散的微小气泡来黏附废水中含疏水基的悬浮物或液体,形成相对密度小于水的絮体而上浮到水面,从而实现固液或者液液分离。美国炼厂目前主要使用的气浮形式为溶气气浮(DAF)和引气气浮(IAF,国内也称之为涡凹气浮)。根据运行经验,运行良好的溶气气浮可以去除水中95%以上的油和悬浮物;引气气浮主要用于除油(除油率90%~95%),对悬浮物的去除效果较差(一般要求进水低于100mg/L),所以很多作为第二级气浮与溶气气浮联用。该工艺设备紧凑、运行费用较低,在美国推广使用较好,在我国推广较晚。
2.2.2、二级处理
二级处理技术主要指生化处理,利用微生物生存、生长和繁殖需要以有机物为食的特性,用以去除溶解性有机物,是美国炼油污水处理的核心。根据微生物在污水处理过程中的状态,分为活性污泥法和生物膜法两种。
(1)活性污泥法。活性污泥法是一种在污水中将微生物和有机污染物全混合的方法,微生物形成絮体在水中始终呈悬浮状态,以有机物为生长和繁殖所需,将其转化成细胞组织、水和二氧化碳,可有效去除悬浮胶体、溶解性有机物和无机物,是目前应用最广、最有效且技术最成熟的生化处理方法,适合于污水处理规模较大的炼厂,美国目前千万t级炼厂几乎均采用该方法处理污水。
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