石化储罐区污水预处理技术及改进探究

陈小林

摘要：国内石化企业污水处理典型的工艺为：隔油 - 浮选 - 生化处理。治理程度达到二级处理，污水就可达标排放。但装置或单元的排污水中，含有特殊的物质，如酸、碱、硫化物、有机物、悬浮物以及石油类等物质，浓度超标且变化频繁，直接排入系统管网，不利于污染物的去除，并会造成治理不经济。对于储运罐区而言，储罐的切水等工作在时间上、排放量上等都具有不确定性。因此，在罐区单元内进行污水的预处理，可为污水处理场稳定生产、企业排放达标创造有力的条件。

关键词：石化企业;储罐区;污水;预处理;改进措施

石化企业生产过程中产生的污水有一部分来自储运系统的罐区，大多为储罐切水与机泵冷却水等。这部分污水部分污染物控制指标超标，未经处理排入污水处理场会造成冲击，生物处理装置运行不正常，为此有必要对储运罐区污水进行预处理。储运系统的污水预处理各企业不尽相同，这就有必要从排污水的性质、排放环境、处理方法等方面进行全面分析，确定出有效的方式，使污水排放达标。

1储运罐区的污水排放情况及要求

1.1储运罐区污水构成与排污水量

石化企业储运罐区排污水主要是储罐的切水、储罐清洗用水、机泵区冷却水。此外还有罐区围堰内初期雨水、机泵检维修时管路、泵体内置换排放水、罐区临时检修处理管路排放等。罐区排污现状是：轻质油品如汽柴、航煤、苯类及其中间原料储罐都已实现了自动二次脱水技术，解决了储罐切水大量带油的问题。重质油品如原油、渣油、油浆及其中间原料储罐、扫线罐等由于其密度与水接近，凝点较高，自动脱水设施使用上不尽人意，而效果好的脱水设施因价格过高无法广泛使用。因此此类储罐的切水工作很多情况下仍为人工操作，随之而来的是油品浓度较高的排污水进入污水系统中。罐区排污水由生产污水、初期雨水、未可预见污水组成。储罐切水为生产污水主要组成，它的排量大小源于上游来量，陆上油田来的原油含水量较大，经由海运进口原油含水量较低。罐区初期雨水（即污染雨水）按照降水 5～10min（即 15～30mm 降水深度）水深与污染面积（一般为罐区围堰内地表面积）的乘积计算。机泵冷却水（储运系统很少有）与储罐清洗水及临时检修处置管线产生的排放物及污水按未預见污水量计算，即系统总排水量的 15%～20%。

1.2储运罐区排污要求与采用的预处理设施

《石油化工环保设计规范》中规定：含污染物浓度较高的污水或影响集中处理效果的污水，应进行预处理，经过处理后的污水水质应满足污水集中处理设施进水要求。这就明确了储运罐区排放的浓度较高的污水必须进行预处理，达标后方可排入水处理系统管网中。《石油化工给水排水水质标准》 中规定：装置或单元的生产污水排入生产污水管网（下游有除油设施时），其主要污染物浓度应符合：pH 值 6～9，石油类≤500mg·L-1，水温≤40℃。同时全厂性污水处理场总进水水质要求为pH 值 6～9，石油类≤500mg·L-1，COD≤ 800mg·L-1，硫化物≤10mg·L-1，水温≤40℃。作为储罐区的污水预处理设施，目前储运系统有油水收集使用旋流分离器分离方式和采取设置隔油池方式。旋流分离器国内产品使用效果不理想。为保证罐区污水处理满足规范中规定的指标，从经济性、资金投入、技术成熟可靠性角度考虑，装置或单元通用的设置隔油池作为储运罐区污水预处理设施是最合适的。从污水处理场总进水水质控制指标看，pH值可以由上游装置直接控制，无需额外增设处理设施。硫化物在生化处理的构筑物中大部分可除去，少部分在浮选过程除去。石油类里可浮油、分散油通过隔油池可以至少隔出 60% 以上，COD 通过隔油、浮选可去除 25%～30%。少量的乳化油和溶解油由生化处理完成。生化处理（曝气）COD 去除率达 30%～85%，目前经生化后COD 去除率达 95% 以上。浮选设施、生化处理设施在石化企业污水处理场中设置即可，无需多重设置，增加额外消耗。由此看出储运罐区只要控制外排污水的石油类、水温两项指标就可以了，石油类的控制可以降低COD 值。使用隔油池作为储运罐区污水预处理的设施是完全适合的。

2储运污水预处理

2.1储运罐区污水处置设施确定

《石油化工污水处理设计规范》要求：油罐切水和清洗水在油品密度小于 0.95g·mL-1 时，采用二次自动脱水设施，油罐清洗水选用油水分离器除油。储运罐区轻质油储罐排出污水采用二次自动脱水即可完成。而原油、重质油品油罐脱水仍用人工脱水。要达到排放指标就需采用隔油池这种较为简单的设施进行油水的分离。石化企业储运罐区从地理位置看布置于企业边缘地带，集中统一。罐区的切水作业可以根据生产情况随时机动调整切水时间，正常生产状态下可以均衡或间断排放污水。隔油池设置基本是多个罐区共用。石化企业储运罐区都设置预处理池设施，有的采用了旋流分离器设备，但国产设备使用效果不佳，故多数采用隔油池作为含油污水预处理设施。

2.2储运罐区排污系统设置

储罐的切出水由罐区设置好的排污水管道靠重力流入隔油池。未可预见污水在排放前都可由临时设施引入罐区、泵区的排污水管道中。初期雨水由明沟汇集流入罐区外雨水管道，经管道上切换阀将初期雨水切入预处理站（隔油池）。这是罐区常规做法，但前期雨水靠人工控制，为保证雨水不带油等因素，切入污水预处理站的初期雨水经常是规定量的几倍之多。同时罐区内地面多数为覆土，排放雨水时大量泥沙被带入排水管道及预处理站内，给雨水、污水、预处理站运行增添麻烦。基于此，国内新建石化企业已经采取将罐区内易产生污染的部位，如采样口、排污口（中央排水口）、易泄露的阀门法兰集中部位附近的投影区地面硬化并制成小围堰，围堰高度为 15～30mm（一般 5min 降雨深度大都在15～30mm 之间）。将此处的初期雨水收集直接引入污水管道中，不再进入雨水系统。这对于多雨的南方石化企业非常有效。

2.3储罐区污水预处理站

从储罐脱水检测数据发现，原油罐区、重质油储罐区及一些轻质油品罐区的排水含油值> 2000 mg·L-1，远超单元排放标准指标，储罐区污水预处理站设置是必不可少的。从作为预处理的隔油池结构分析，石化企业中平流式隔油池（API）的运用已是日臻成熟。平板式（PPI）隔油池、波纹斜板式（CPI）隔油池除油效果相比较更好，最高除油率可达 80% 以上，但设备维护等方面较为复杂，费效比不佳。

从分离油品分析，罐区排出污水中大部分为可浮油、分散油，乳化油和溶解油含量极少。对于粒径较小的乳化油（10μm 以内）和溶解油，作为罐区污水预处理装置无需增加大量的设施，由企业总污水处理场进行浮选、生化处理即可。储运罐区污水预处理隔油池作用是对排出污水形成的油膜或油层进行初步处理。从经济性、效果满足程度、操作性、维护等方面考虑，储运罐区污水预处理设施采用自然上浮油原理的平流式隔油池是最佳选择。储运罐区预处理站隔油池结构功能的要求如下：1）平流式隔油池要求污水停留时间 1.5～2h，暴雨停留时间不小于 40min，罐区隔油池要严格保证有效容积。同时可对储罐内易泄漏部位设置小围堰并接入污水管道。对于外浮顶储罐中央排水管出口设置两道并联阀，实现浮顶表面在出现雨水集聚时可将水切入雨水系统，一旦发生浮顶见油时可切入排污水系统的相互切换功能。这样可满足规范要求，并能做到暴雨停留時间优于规范要求。2）隔油池的进水水平流速、单格池长宽比、有效水深严格执行规范要求。3）储罐的沉降、切水操作有效避免了大量油泥排入隔油池;罐区、泵区易泄漏部位设置硬化地面的小围堰，有效防止罐区围堰内泥沙进入隔油池。另外储运罐区隔油池可以通过合理调度实现间断运行，为清理隔油池提供有效的时间保证。必要时还可采取跨接方法暂时将隔油池切出运行。这样就无需设置刮泥机，池底不必设排泥口，减少了隔油池底部渗漏的可能。

4）隔油池集油收集方式的选用。隔油池集油管设置要求：管径 φ200～300mm，中心线在水位下60mm，距池顶超500mm。这一装置是为了收集污油。但对于储运罐区排放污油的回收，在运行时容易因油品粘度增加温度降低而凝固堵塞收集管。解决方法是在集油管所在油层内设加热管。这不利于安全生产，因储运罐区污水处理隔油池运行为间断运行，容易引起超温情况。

采用在隔油池分离段增加污油收集池的方案适合储运系统隔油池污油回收。污油收集池与隔油池分离段接触处原设置集油管处开设溢油口，并通过堰门来调节溢油口开度大小，这就解决了集油管因管内污油凝结失效，避免安装刮油机。对于油面的油膜厚度要时时监测，油层厚度控制在30mm 以内。隔油池可分为进水段、分离段、出水段。进水段入口要浸没入池，保持有效水深（2m）之下 1m，降低水流对液面油层的搅动。另外罐区排水间断，隔油池进出管设置水封井。在分离段设置污油收集池，收集分离池水面浮油。溢油口开口高度不能高于隔板B 的高度，这与采用集油管收集浮油的设置有不同。

鉴于浮油密度是不断变化的，虽然变化不大但计算上无法明确给出溢油口高度定值，因此可将隔板 B 高度确定为（按照油层厚度不超 30mm 计）高于溢油口 50～300mm。溢油口可设置几个，并安装调节堰门，根据实际情况进行高度调节或隔绝。油层厚度监测。隔油池分离段内油层要保持较薄的状态，可减少油品凝结挂壁等情况，减少加热设施使用，利于安全运行。油层厚度测量目前有多种技术，其中 GE 公司采用的微波原理测量油膜厚度的监测设施极为精确，且具有防油品凝结功能。

参考文献：

[1]蒲君，秦军委，李丽 .“老三套”污水处理工艺内部分流处理方法探析 [J]. 山东化工，2014，43（6）：176-179.