专利名称：乙烯厂污水的处理回用系统及处理回用方法
技术领域：
本发明涉及こ烯厂污水的处理回用系统及处理回用方法。
背景技术：
我国是一个水资源短缺的国家，人均水资源占有量约2200立方米，仅有世界平均数的四分之一。与此同时，由于我国人口的增长，需水量已经接近了水资源的可开发利用量。石油化工是我国的五大高耗水行业之一，其中的こ烯生产水耗尤为突出，ー套年产100万吨こ烯的生产装置需取水约1850万吨/年，同时排污水约1200万吨/年。巨大 的耗水量不但制约了我国こ烯エ业发展，而且是对水资源的严重浪费。将こ烯エ业的污水处理后回用，不但可以解决外排污水的环境污染问题，而且可以大幅度減少取水，是节约水资源、实现可持续发展的必然要求。こ烯厂污水的种类多，成分复杂，现有的处理方法主要是将こ烯厂各类污水混合，然后统ー进行处理。目前，多数的こ烯厂仍然采用由隔油、气浮和生化组成的“老三套”エ艺处理混合污水，由于高浓度污水对生化系统的冲击，使用“老三套”エ艺处理的污水尚不能稳定地达到国家ー级排放标准，更不能进行回用。个别的企业对污水进行深度处理，能够实现污水的部分回用，但其污水回用率还不理想，并且污水回用投资大、运行成本高，无经济效益。一些炼油企业采取“清污分流、污污分治”的措施，使高低浓度废水分别得到处理，总体处理效果较好，但污水回用率仍较低。炼油企业采取“清污分流、污污分治”的主要目的是避免高浓度污水对生化系统的冲击，使处理后的污水能够稳定地达到国家的排放标准，并非针对污水的回用。综上所述，在保证外排污水能够稳定达标、同时又不增加过多成本的前提下，进ー步提高污水的回用率是こ烯企业的迫切要求。
发明内容
本发明提供了一种こ烯厂污水的处理回用系统及处理回用方法，采用该系统和方法，能够大幅度提高こ烯厂污水的回用率，并且投资和运行成本较低、操作管理简便、技术可靠。こ烯厂污水的处理回用系统，由第一污水处理单元和第二污水处理单元和污水回用单元组成，第一污水处理单元按顺序包括湿式氧化反应器、第一曝气生物滤池、高级氧化反应器和第二曝气生物滤池，第二污水处理单元按顺序包括隔油池、气浮池、生化池和曝气生物滤池；其中，第二污水处理单元的出水管线与污水回用単元的入水管线相联，污水回用単元的出水管线与循环冷却水系统相联，循环冷却水排污水管线与第一曝气生物滤池的入水管线相联。优选的情况下，循环冷却水排污水管线还与第二污水处理单元的入水管线相联。一种こ烯厂污水的处理回用方法，包括
(I)碱渣废水经湿式氧化处理后，与循环冷却水排污水混合，混合污水的COD ^ 2000mg/L,混合污水依次经过曝气生物滤池、高级氧化和曝气生物滤池处理后，与酸碱废水混合，排放；(2)将盐含量彡500mg/L的废水混合，依次经过隔油、气浮、生化、曝气生物滤池处理后，进行杀菌和过滤处理，然后回用于循环冷却水系统。优选的情况下，碱渣废水经湿式氧化处理后，与部分循环冷却水排污水混合；盐含量< 500mg/L的废水与另一部分循环冷却水排污水混合后，再进行处理。优选的情况下，步骤(I)中，碱渣废水经湿式氧化处理后，与循环冷却水排污水混合，使混合污水的COD为1500 2000mg/L。所述的湿式氧化(Wet Oxidation,缩写W0)属于现有技术,其通常的反应条件是温度120 350°C，压カO. 5 22MPa，停留时间15min 120min。
所述的曝气生物滤池(Biological Aerated Filter,缩写BAF)属于现有技术,本发明可以采用常规的曝气生物滤池，滤料优选无机滤料，如粘土、陶粒、火山岩、沸石、粉煤灰颗粒等。所述的隔油池、气浮池和生化池属于常规技术。对于建有“老三套”エ艺的こ烯厂，可使用“老三套”的エ艺和设备。所述的污水回用単元用于对污水进行杀菌和过滤处理。所述的高级氧化是指氧化过程中，能够产生羟基自由基。根据所用氧化剂的不同，需要调节废水的PH值。采用臭氧做氧化剂时废水的pH值为7 12，优选8 11。采用高锰酸钾、氯气做氧化剂时废水的pH值为I 7，优选2 6。采用双氧水、ニ氧化氯或次氯酸钠做氧化剂时，废水的PH值为I 7，优选为2 6。所述的高级氧化包括催化氧化，如采用双氧水、ニ氧化氯或次氯酸钠为氧化剂时，还需要加入催化剂，所述的催化剂可以选自过渡金属离子Fe2+、Mn2+、Ni2+、Co2+、Cd2+、Cu2+、Ag+、Cr3+和Zn2+中的一种或几种，也可以选自金属氧化物MnO2、TiO2和Al2O3中的ー种或几种。本发明的高级氧化处理过程优选在搅拌下进行，可以采用机械搅拌的方法，也可以采用在曝气搅拌或是打循环回流进行搅拌的方法。氧化反应的时间可以是10 120分钟，优选30 60分钟。所述的高级氧化反应器是指能够对污水进行高级氧化处理的反应器，其属于现有技木。本发明优选采用反应池，更优选采用带有搅拌设备的反应池。所述的搅拌设备是指能够产生搅拌效果的设备，如机械搅拌、曝气反生器或循环泵等。在本发明中，还可采用光催化、电催化、超声催化、磁力催化中的一种或几种辅助方法提高氧化反应的效果，如采用光+双氧水、光+臭氧、电+双氧水等方式来处理废水。本发明还提供了一种炼油-こ烯联合装置污水的处理回用方法，包括(I)炼油碱渣废水依次进行湿式氧化、SBR处理；(2)こ烯碱渣废水经湿式氧化处理后，与循环冷却水排污水和步骤(I)处理后的废水混合，使混合污水的COD ^ 2000mg/L，混合污水依次经曝气生物滤池、高级氧化和曝气生物滤池处理后，与酸碱废水混合，排放；(3)将盐含量彡500mg/L的废水混合，依次经隔油、气浮、生化、曝气生物滤池处理后，进行杀菌和过滤处理，然后回用于循环冷却水系统。
优选的情况下，こ烯碱渣废水经湿式氧化处理后，与部分的循环冷却水排污水和步骤(I)处理后的废水混合；盐含量< 500mg/L的废水与另一部分循环冷却水排污水混合后，再进行处理。优选的情况下，步骤(2)中，こ烯碱渣废水经湿式氧化处理后，与循环冷却水排污水和步骤(I)处理后的废水混合，使混合污水的COD为1500 2000mg/L。本发明还提供了另ー种炼油-こ烯联合装置污水的处理回用方法，包括(I)将炼油碱渣废水与こ烯碱渣废水混合，经湿式氧化处理后，再与循环冷却水排污水混合，使混合污水的COD ^ 2000mg/L，混合污水依次经曝气生物滤池、高级氧化和曝气生物滤池处理后，与酸碱废水混合，排放；(2)将盐含量彡500mg/L的废水混合，依次经隔油、气浮、生化、曝气生物滤池处理后，进行杀菌和过滤处理，然后回用于循环冷却水系统。 优选的情况下，将炼油碱渣废水与こ烯碱渣废水混合，经湿式氧化处理后，与部分的循环冷却水排污水混合；盐含量< 500mg/L的废水与另一部分循环冷却水排污水混合后，再进行处理。优选的情况下，步骤(I)中，将炼油碱渣废水与こ烯碱渣废水混合，经湿式氧化处理后，再与循环冷却水排污水混合，使混合污水的COD为1500 2000mg/L。SBR属于现有技木，又叫续批式生物反应器、间歇活性污泥反应器，兼有推流、厌氧-好氧操作、简短进水的特点，是ー种简易、低耗且快速的污水处理反应器。所述炼油-こ烯联合装置是指炼油装置与こ烯装置共用ー套公用工程，如共用循环水系统和蒸汽系统等。现有技术中，将所有こ烯污水混合后，统ー进行处理。由此带来两个主要的问题，一是高浓度污水对生化系统的冲击，造成生化系统的出水水质不稳定，甚至有可能造成污水不能达标排放；ニ是混合污水经こ烯厂“老三套”エ艺处理后，不能进行回用，虽然通过增加深度处理设施能实现污水的部分回用，但是污水回用率仍不理想并且成本太高。发明人全面地调研和分析了现有こ烯企业的供水、用水、污水和污水处理系统，通过大量试验提出了上述的技术解决方案。在こ烯生产的污水中，碱渣废水和酸碱废水约占污水总量的5%，但含盐量占污水总含盐量的50%以上，其中酸碱废水的COD很低，而碱渣废水的COD非常高。本发明将高COD浓度和高含盐的碱渣废水分出，通过氧化法和生化法的有机结合单独进行处理，最終实现稳定达标排放。こ烯生产中，循环冷却水量约占こ烯生产总用水量的96%,取水量约占こ烯生产总取水量的70%，循环冷却水对回用水质的要求较低。こ烯生产的其他污水(不包括循环冷却水排污水)，盐含量较低，个别污水虽然COD浓度较高，但这些污水混合后，平均COD不高，可以通过こ烯厂常规的处理工艺，并增加一道曝气生物滤池处理工序，满足循环冷却水的回用要求。本发明将こ烯生产的其他污水与循环冷却水排污水混合，经こ烯厂常规污水处理工艺(“老三套”エ艺)和曝气生物滤池处理后，回用于循环冷却水排污水，从而大幅度的提高了こ烯厂污水的回用率。与现有的こ烯污水回用技术相比，本发明具有以下优点I.现有技术的污水回用率一般不超过70%，本发明的污水回用率可以达到70%以上，最闻可以达到95%左右。另外，本发明还可以避免闻浓度污水对生化系统的冲击，实现污水的稳定达标排放。
2.现有技术需要通过复杂脱盐エ艺才能实现污水回用，エ艺流程长、技术难度大，可靠性较差。本发明方法不需要对污水进行脱盐处理，从而大大缩短了污水回用エ艺流程，使技术更简单、更可靠。3.现有技术需要对大量的混合污水进行深度处理才能实现污水的回用，技术难度大、エ艺流程长、运行费用高，经济上不合理。本发明对污水进行分质处理，大幅度減少了难处理污水量，同时避免了复杂的脱盐处理、缩短了エ艺流程，因此运行费用较低，经济上更合理。4.现有技术的难度大、エ艺流程长、操作复杂、占地面积大，因此实施的难度较大。本发明由于采取污水分质处理，大幅度減少了难处理污水量，避免了脱盐处理，仅需新建少量设施(可以利用已有的“老三套”エ艺)，因此实施更加容易。
图I为对比例I的污水处理系统示意图。图2为实施例I的污水处理系统示意图。图3为对比例2的污水处理系统示意图。图4为实施例2的污水处理系统示意图。图5为对比例3的污水处理系统示意图。图6为实施例3的污水处理系统示意图。图7为实施例4的污水处理系统示意图。
具体实施例方式以下结合附图详细说明本发明。如图2所示，本发明的一种实施方式是こ烯厂污水中所有含盐量彡500mg/L的低含盐废水与部分循环冷却水排污水混合，依次进入隔油池、气浮池、生化池、曝气生物滤池进行处理，处理后的污水进入污水回用单元进行杀菌、过滤后，进入循环水冷却系统；こ烯厂碱渣废水经湿式氧化处理后，与另一部分循环冷却水排污水混合，依次经曝气生物滤池、催化氧化(高级氧化的ー种)和曝气生物滤池处理，处理后的污水与酸碱废水混合后排放。如图6所示，本发明的另ニ种实施方式是こ烯厂污水中所有含盐量彡500mg/L的低含盐废水依次进入隔油池、气浮池、生化池、曝气生物滤池进行处理，处理后的污水进入污水回用单元进行杀菌、过滤后，进入循环水冷却系统；こ烯厂碱渣废水经湿式氧化处理后，与循环冷却水排污水混合，依次经曝气生物滤池、催化氧化(高级氧化的ー种)和曝气生物滤池处理，处理后的污水与酸碱废水混合后排放。以下通过实施例进ー步说明本发明。对比例I某生产能力100万t/a的大型こ烯生产装置，使用含盐150mg/L的地表水，取水1850万m3/a，其中循环冷却水系统取水1400万m3/a。总排污水1200万m3/a，其中含盐22000mg/LX0D20000-50000mg/L 的碱渣废水 12 万 m3/a，含盐 48000mg/L 的酸碱废水 30 万m3/a,含盐1250mg/L的循环冷却水系统排污水220万m3/a,其他含盐小于500mg/L的废水共计938万m3/a。
如图I所示，将所有的废水混合，进行隔油-气浮-生化处理，出水含盐量为2040mg/L，C0D< 100mg/L，含盐量和COD量均超过循环水回用指标要求(含盐量彡1200mg/L，COD彡60mg/L)，不能直接回用。实施例Iこ烯生产装置及各种污水的情况与对比例I相同。如图2所示，将碱渣废水、酸碱废水和部分循环冷却水排污水从废水处理系统切出；12万m3/a的碱渣废水经过湿式氧化处理后，与80万m3/a的循环冷却水排污水混合，混合后的COD < 1000mg/L,混合污水采用“BAF+催化氧化+BAF”エ艺处理，出水再与30万m3/a的酸碱废水混合后排放，排放污水的COD < 60mg/L，水质达到国家环境ー级排放标准；其中，经第一次BAF处理后，污水的B/C < 0. 3，COD < 200mg/L。 将含盐小于500mg/L的938万m3/a废水与140万m3/a循环冷却水系统排污水混合，经过对比例I中的污水处理系统处理后，再采用BAFエ艺处理，出水含盐量< 1200mg/L，COD < 60mg/L，经杀菌、过滤后，全部回用循环水系统，污水回用率为89. 8%。对比例2某炼油能力1000万t/a、こ烯生产能力80万t/a的大型石油化工联合企业，使用含盐250mg/L的地表水，取水2150万m3/a，其中循环冷却水系统取水1450万m3/a。总排污水 1250 万 m3/a，其中含盐 300000mg/L、C0D150000-200000mg/L 的炼油碱渣废水 I. 4 万 m3/a,含盐 45000mg/L、C0D30000-70000mg/L 的こ烯碱渣废水 8. 6 万 m3/a、含盐 46000mg/L 的酸碱废水43万m3/a,含盐1800mg/L的循环冷却水系统排污水350万m3/a、其他含盐小于500mg/L 的废水 847 万 m3/a。如图3所示，将所有的废水混合，进行隔油-气浮-生化处理，出水含盐为2770mg/L，COD < 100mg/L，含盐量和COD量均超过循环水回用指标要求(含盐量彡1200mg/L,COD ( 60mg/L)，不能直接回用。实施例2生产装置及各种污水的情况与对比例2相同。如图4所示，将炼油碱渣废水、こ烯碱渣废水、酸碱废水和部分循环冷却水排污水从废水处理系统切出，将经过“湿式氧化+SBR”处理的I. 4万m3/a炼油碱渣废水、经过湿式氧化处理的8. 6万m3/aこ烯碱渣废水和含盐1800mg/L的150万m3/a循环冷却水系统排污水合并，采用“BAF+催化氧化+BAF”エ艺进行处理，出水再与43万m3/a酸碱废水合并后排放,排放污水的COD < 60mg/L，水质达到国家环境ー级排放标准；其中，经第一次BAF处理后，污水的 B/C 为 0. 1-0. 3，COD < 200mg/L。将含盐小于500mg/L的847万m3/a废水和200万m3/a循环冷却水系统排污混合，经过对比例2中的污水处理系统处理后，再采用BAFエ艺处理，出水含盐量< 1200mg/L，C0D
<60mg/L，经杀菌、过滤后，全部回用循环水系统，污水回用率为83. 8%。对比例3某生产能力30万t/a的こ烯生产装置，使用含盐450mg/L的地表水，取水680万m3/a，其中循环冷却水系统取水480万m3/a。总排污水350万m3/a，其中含盐30000mg/L、C0D40000-80000mg/L的碱渣废水4. 5万m3/a、含盐50000mg/L的酸碱废水11万m3/a，含盐3200mg/L的循环冷却水系统排污水80万m3/a，其他含盐小于500mg/L的废水共计254. 5万3 /
m /a。如图5所示，将所有的废水混合，进行隔油-气浮-生化处理，出水含盐量为3050mg/L，C0D< 100mg/L，含盐量和COD量均超过循环水回用指标要求(含盐量彡1200mg/L，COD彡60mg/L)，不能直接回用。实施例3こ烯生产装置及各种污水的情况与对比例3相同。如图6所示，将碱渣废水、酸碱废水和部分循环冷却水排污水从废水处理系统切出；4. 5万m3/a碱渣废水经过湿式氧化处理后，与80万m3/a循环冷却水系统排污水混合，混合后的COD < 2000mg/L,混合污水采用“BAF+催化氧化+BAF”エ艺处理，出水再与11万 m3/a酸碱废水混合后排放，排放污水的COD < 60mg/L,水质达到国家环境ー级排放标准；其中，经第一次BAF处理后，污水的B/C为O. 1-0. 4，COD < 200mg/L。含盐小于500mg/L的254. 5万m3/a废水经过对比例3的污水处理系统处理后,再采用BAFエ艺处理，出水含盐量< 1200mg/L，C0D < 60mg/L，经杀菌、过滤后，全部回用循环水系统，污水回用率为72. 7%。实施例4生产装置及各种污水的情况与对比例2相同。如图7所示，将炼油碱渣废水、こ烯碱渣废水、酸碱废水和部分循环冷却水排污水从废水处理系统切出，I. 4万m3/a炼油碱渣废水与8. 6万m3/aこ烯碱渣废水混合，经湿式氧化处理后，与含盐1800mg/L的150万m3/a循环冷却水系统排污水合并，采用“BAF+催化氧化+BAF”エ艺进行处理，出水再与43万m3/a酸碱废水合并后排放，排放污水的COD < 60mg/L，水质达到国家环境ー级排放标准；其中，经第一次BAF处理后，污水的B/C < 0.4，COD
<200mg/Lo将含盐小于500mg/L的847万m3/a废水和200万m3/a循环冷却水系统排污混合，经过对比例2中的污水处理系统处理后，再采用BAFエ艺处理，出水含盐量< 1200mg/L，C0D
<60mg/L，经杀菌、过滤后，全部回用循环水系统，污水回用率为83. 8%。
权利要求
1.こ烯厂污水的处理回用系统，由第一污水处理单元和第二污水处理单元和污水回用单元组成，第一污水处理单元按顺序包括湿式氧化反应器、第一曝气生物滤池、高级氧化反应器和第二曝气生物滤池，第二污水处理单元按顺序包括隔油池、气浮池、生化池和曝气生物滤池；其中，第二污水处理单元的出水管线与污水回用単元的入水管线相联，污水回用单元的出水管线与循环冷却水系统相联，循环冷却水排污水管线与第一曝气生物滤池的入水管线相联。
2.按照权利要求I所述的系统，其特征在于，循环冷却水排污水管线还与第二污水处理单元的入水管线相联。
3.—种こ烯厂污水的处理回用方法，包括 (1)碱渣废水经湿式氧化处理后，与循环冷却水排污水混合，使混合污水的COD ^ 2000mg/L,混合污水依次经过曝气生物滤池、高级氧化和曝气生物滤池处理后，与酸碱废水混合，排放； (2)将盐含量<500mg/L的废水混合，依次经过隔油、气浮、生化、曝气生物滤池处理后，进行杀菌和过滤处理，然后回用于循环冷却水系统。
4.按照权利要求3所述的方法，其特征在于，碱渣废水经湿式氧化处理后，与部分循环冷却水排污水混合；盐含量< 500mg/L的废水与另一部分循环冷却水排污水混合后，再进行处理。
5.按照权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤(I)中，碱渣废水经湿式氧化处理后，与循环冷却水排污水混合，使混合污水的COD为1500 2000mg/L。
6.按照权利要求3所述的方法，其特征在于，对污水进行高级氧化处理时，采用臭氧做氧化剂并调节废水的pH值为7 12。
7.按照权利要求3所述的方法，其特征在于，对污水进行高级氧化处理时，采用高锰酸钾或氯气做氧化剂并调节废水的pH值为I 7。
8.按照权利要求3所述的方法，其特征在干，对污水进行高级氧化处理吋，采用双氧水、ニ氧化氯或次氯酸钠做氧化剂，调节废水的PH值为I 7并加入催化剂，所述的催化剂选自过渡金属离子Fe2+、Mn2+、Ni2+、Co2+、Cd2+、Cu2+、Ag+、Cr3+和Zn2+中的ー种或几种，或者选自金属氧化物Mn02、TiO2和Al2O3中的ー种或几种。
9.一种炼油-こ烯联合装置污水的处理回用方法，包括 (1)炼油碱渣废水依次进行湿式氧化、SBR处理； (2)こ烯碱渣废水经湿式氧化处理后，与循环冷却水排污水和步骤(I)处理后的废水混合，使混合污水的COD ^ 2000mg/L，混合污水依次经曝气生物滤池、高级氧化和曝气生物滤池处理后，与酸碱废水混合，排放； (3)将盐含量<500mg/L的废水混合，依次经隔油、气浮、生化、曝气生物滤池处理后，进行杀菌和过滤处理，然后回用于循环冷却水系统。
10.按照权利要求9所述的方法，其特征在干，こ烯碱渣废水经湿式氧化处理后，与部分的循环冷却水排污水和步骤(I)处理后的废水混合；盐含量彡500mg/L的废水与另一部分循环冷却水排污水混合后，再进行处理。
11.按照权利要求9所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，こ烯碱渣废水经湿式氧化处理后，与循环冷却水排污水和步骤(I)处理后的废水混合，使混合污水的COD为1500 2000mg/L。
12.—种炼油-こ烯联合装置污水的处理回用方法，包括 (1)将炼油碱渣废水与こ烯碱渣废水混合，经湿式氧化处理后，再与循环冷却水排污水混合，使混合污水的COD ^ 2000mg/L，混合污水依次经曝气生物滤池、高级氧化和曝气生物滤池处理后，与酸碱废水混合，排放； (2)将盐含量<500mg/L的废水混合，依次经隔油、气浮、生化、曝气生物滤池处理后，进行杀菌和过滤处理，然后回用于循环冷却水系统。
13.按照权利要求12所述的方法，其特征在于，将炼油碱渣废水与こ烯碱渣废水混合，经湿式氧化处理后，与部分的循环冷却水排污水混合；盐含量< 500mg/L的废水与另一部分循环冷却水排污水混合后，再进行处理。
14.按照权利要求12所述的方法，其特征在于，步骤(I)中，将炼油碱渣废水与こ烯碱渣废水混合，经湿式氧化处理后，再与循环冷却水排污水混合，使混合污水的COD为1500 2000mg/L。
全文摘要
本发明提供了一种乙烯厂污水的处理回用系统及处理回用方法，其中的方法包括(1)碱渣废水经湿式氧化处理后，与循环冷却水排污水混合，混合污水依次经过曝气生物滤池、高级氧化和曝气生物滤池处理后，与酸碱废水混合，排放；(2)将低含盐的废水混合，依次经过隔油、气浮、生化、曝气生物滤池处理后，进行杀菌和过滤处理，然后回用于循环冷却水系统。本发明能够大幅度提高乙烯厂污水的回用率，并且投资和运行成本较低、操作管理简便、技术可靠。
文档编号C02F1/72GK102690017SQ20111030932
公开日2012年9月26日 申请日期2011年10月13日 优先权日2011年3月24日
发明者余正齐, 傅晓萍, 李亚红, 李本高, 王金华, 秦冰 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院