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學科評估:突破石化行業水汙染全過程控制技術

汙染控制中心、總工辦 | 2019-11-20 15:01:00

 

石化行業産品種類多、生産工藝各異、廢水産生量大、水質特征差異顯著,常含有高濃度有毒、難降解有機物,其達標排放對于我國水體水質改善和水環境風險防控具有重要意義。特別是隨著近年來石化行業園區化發展,石化廢水治理難度進一步加大。汙染控制中心依托“十一五”“十二五”“十三五”水專項課題,按照水汙染全過程控制思路開展了石化行業水汙染源解析、高濃度有毒有機廢水脫毒、石化綜合汙水臭氧催化氧化深度處理、石化園區水汙染綜合優化等關鍵技術,並集成應用于代表性大型煉化一體化園區,爲我國石化行業水汙染控制提供了新模式和新技術。

(1)源解析技術

針對石化廢水組分複雜、部分特征汙染物缺乏分析方法的問題,填補分析方法空白,探明裝置廢水特征汙染物組成;建立廢水生物抑制性測試體系,明確廢水對生物處理系統的沖擊影響;結合特征汙染物分析和生物抑制性測試手段,鑒定廢水中關鍵汙染因子;建立園區物質流和毒性流,分析裝置汙染貢獻率,排序並識別關鍵控制裝置;突破基于特征汙染物和生物抑制性組合的源解析技術研發生物抑制性測試方法體系研制生物抑制性快速預警設備。所得成果建立石化裝置等廢水排放特征解析技術助力指導企業精准治汙

图1 基于特征汙染物種類和毒性的源解析分析儀器

圖2 關鍵控制裝置識別系統

圖3 微生物燃料電池(MFC)預警系統

(2)高濃度有毒有機廢水脫毒預處理技術

針對重點石化裝置産生的高濃度有毒有機廢水,開展了致毒汙染物識別研究,並針對不同的致毒汙染物類型和降解轉化特性分別研發了以水解酸化、雙極膜電滲析回收有毒有機酸、堿解脫氯等技術爲核心的石化廢水脫毒預處理工藝技術,已成功實現了巴豆醛、三羟甲基丙烷、丙烯酸酯、丁辛醇、乙醛等裝置高濃度有毒廢水的脫毒預處理。

圖4 厭氧水解酸化工藝處理巴豆醛生産廢水裝置圖

(3)臭氧催化氧化深度處理技術

針對石化等行業二級出水中懸浮物及膠體有機物與難降解小分子有機物共存、單純臭氧催化氧化處理負荷高、催化劑易汙染、出水不穩定的問題,突破了微絮凝砂濾-臭氧催化氧化集成技術和不同行業廢水專性臭氧催化氧化催化劑制備技術。實現了石化二級生化出水中TP、懸浮物及膠體有機物和溶解性難降解小分子有機物的耦合有序去除。減緩了催化劑活性下降,減少了臭氧無效消耗,提高了處理效率,保障了出水水質穩定達標,並降低了運行成本。

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

圖7 臭氧催化氧化池改造施工

4)園區汙水綜合優化技術

研发了基于重点点源抑制性识别、对綜合汙水厂影响诊断、数值模拟的工业园区污水处理优化技術,從生産工藝改進源頭減排、廢水汙染物分離回收與強化降解預處理減排等方面開展裝置層面廢水有毒有機物全過程控制,降低末端汙水處理難度與負荷;從化工廢水與煉油廢水和生活汙水分質處理等方面開展企業層面廢水有毒有機物全過程控制,顯著降低依托園區綜合汙水處理廠提標改造工程的投資和運行成本。

成果應用案例

研究成果在中石油吉林石化分公司開展的集成應用示範:1.从示范园区排水提标的技術需求出发,按照水污染全过程控制的技術思路,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術方案,提出生活污水+煉油廢水與化工廢水分質處理方案,使示範園區節約廢水深度處理單元建設投資8492萬元。2.实施石化装置废水有机物源头控制措施,减少向綜合汙水厂排放COD 5624吨、特征有机物 1070吨,增收产品1800多吨,增创收益1239万元,显著降低後續綜合汙水處理廠處理負荷和沖擊影響,降低了提標改造工程的投資、運行成本和管理難度。3.石化汙水“微氧水解酸化-缺氧/好氧-微絮凝砂濾-臭氧催化氧化”集成工藝應用于園區綜合汙水廠提標改造工程,保證汙水處理廠出水穩定達到新標准關于常規指標和特征汙染物指標的要求,支撐了松花江流域水汙染減排和水環境質量改善。

该成果技術方案和核心关键技術成果契合石化行业水污染治理技術需求,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。

汙染控制中心、總工辦联合供稿