污水处理技术工艺

炼油污水处理场挥发性有机物和恶臭废气处理技术

发布日期:2019-04-29 / 发布者:鸿淳环保科技 / 点击:

油处理厂中挥发性有机化合物(vocs)和臭气可分为两类:从提升槽中排放的高浓度废气、均质槽、隔油池、空气浮选池(浮选池)、以及污染槽(水池)。,等等...非甲烷烃的总浓度为500~40万毫克/立方米,总气体含量为1000~10000m3/h(标准状态),废气的低浓度来自曝光池、氧化沟和污泥脱水。非甲烷烃总浓度为10~300mg/m3,总气体含量为200000~50000m3/h(标准状态)。中国抚顺石油化工研究所开发了适用于炼油污水处理厂高、低浓度废气综合处理的Sasat-1和Sasat-2工艺技术。在swat-1工艺中,高浓度废气采用“脱硫与总碳氢化合物浓度均匀催化燃烧(氧化)”工艺处理,低浓度废气如曝气池采用“洗吸”工艺处理。低浓度废气饱和吸附剂中催化氧化释放的热气体的再生,返回催化氧化处理体系;在swat-2工艺中,采用“低温柴油吸收-脱硫和总烃浓度均匀催化氧化”工艺处理高浓度废气。采用swat-1和swat-2工艺处理污水处理现场产生的废气,非甲烷总碳氢化合物的浓度可小于50毫克/立方米,最低浓度低于10毫克/立方米,苯、甲苯、而且二甲苯低于检测极限,气味浓度小于20(无量纲)。

对挥发性有机物(VOCs)和恶臭排放源,国内外标准都有严格的排放要求。中国石化抚顺研究院(FRIPP)通过长期的研究,找出了污水处理厂废气的排放机理,进行了大量的废气成分采样和分析,建立了污水处理厂废气排放的估算方法。所开发的废气处理技术得到了广泛的应用和不断的完善。研究成果已被GB 3150-2015“炼油工业污染物排放标准”、“石油石化企业环保技术”、“中国石化炼油化工企业VOCs综合治理技术导则(试行)”(2017)公布。环境保护部“炼油工业废气处理工程技术规程”(征求意见稿)等。本文介绍了近两年来FRIPP在废气处理方面的研究成果,特别是开发和应用的新技术。

1污水处理厂和污水收集和运输系统废气排放概况

炼油厂污水系统可分为污水处理厂和污水收集系统,它们是炼油厂的重要VOC和气味排放源。

1.1 主要构筑物

炼油废水处理厂的主要构筑物有提升池(也称格栅井或总进水口)、均相池(池)、隔油池(斜板、平流)、气浮池(包括溶解气浮、涡腔气浮)、厌氧(缺氧)氧池、鼓风曝气池[包括膜式]等。生物反应器(MBR)、曝气生物滤池(BAF)、氧化沟、污油罐(罐)、污泥罐和污水。泥浆脱水设备等污水收集输送系统用于收集和储存炼油厂和罐区排放的污水,并将污水输送至污水处理厂,包括地面渗漏、管道、沟渠、连接井、集水池、储罐等。

1.2 废气散发机理

提升槽、均质槽、污染槽、油池等的排气机理与油箱相似,主要是大小呼吸式排气。但是,在水槽(池)中有底泥厌氧发酵产生的污水排放和沼气排放的气体;空气浮池主要用于空气释放浮气;曝气池、氧化沟、厌氧槽和污泥处理单元主要来自生化曝气供氧(空气)、释放生物(有氧、无氧)降解产生的气体,以及大小呼吸排气。等等。

1.3 废气组成

炼油厂污水处理厂产生的VOCs和臭气按污染物浓度可分为两类。高浓度废气来自提升槽、均质槽、油分离器、气浮槽(浮选槽)、污水槽(槽)等。低浓度的废气来自曝气池、氧化沟和污泥脱水间。污水集输系统位于污水处理领域,其污染物排放量通常高于污水处理厂。各种废气的主要成分和污染物浓度见表1。

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1.4污水处理厂废气排放

污水处理厂的排放量应根据典型的工作条件进行测量。如果没有测量数据,可以参考表2和表3进行估算。

2 污染物排放标准

2.1 美国标准

美国EPA 40CFR-60-QQQ炼油污水系统VOC排放标准主要内容如下:

盖上应有一个排气管长度不少于3英尺(1英尺)的边缘密封环(0.304 8m),直径不超过4英寸(1英寸);污水管道不应向大气开放,并应以某种方式加以覆盖或密封。作为替代(60.693-1),企业可选择建造完全封闭的排水系统,并安装排气系统和排气控制设备。

60.692≤3油水分离器等:每个油水分离器、废油罐、储罐或其他辅助设备均须安装固定顶盖,顶部与墙壁之间不得有空隙;除非气体指向控制设备,否则不得清除固定顶盖下的气间;如果顶部有修理门或开口处,检查门或开口处应装有垫片,用锁住,并在分离器操作期间保持关闭,在检查或维护期间打开。除满足上述要求外,污水处理能力大于250Gal?min(1GAL≤3.785L)的油水分离罐或辅助设备应按照60.692≤5的要求安装和使用闭式排气系统和控制设备。作为替代方案(60.693≤2),操作者可选择建造和使用符合技术要求的浮顶油水分离器、废油罐、储油罐或其他辅助设备。

60.692/5密闭排气系统及控制设备:在最低温度为816℃时,关闭燃烧装置应减少VOCs排放95%以上,或达到至少0.75s的停留时间;催化剂床前后应在催化焚烧炉内安装在线温度记录仪,蒸汽回收系统(如冷凝器或吸附剂)应使VOCs的回收率、排放气体的排放量达到95%或更高;达到本标准要求的火炬应由40 CFR 60.18进行。

2.2 国内标准

中国国家和地方标准中炼油污水系统中VOCs和气味排放控制的主要指标见表4。

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与美国标准和表4相比,按美国标准,VOC的去除率不低于95%,按中国GB 31570标准,VOC的排放浓度不超过120mg/m3。由计算可知,当废气中非甲烷碳氢化合物浓度大于2400 mg/m3时,GB 31570比美国标准更严格;当废气中非甲烷碳氢化合物浓度小于2400 mg/m3时,美国标准比GB 31570更严格;天津、河北等地的标准比美国标准更严格。中国的INES(城市)比G 31570更严格。B 31570和美国国家标准。

污水处理厂的3种废气处理技术

3.1 废气收集和引气

根据“中国石化炼油化工企业VOCs综合管理技术导则(试行)”和“实践”,建议:

本论文的主要内容如下:(1)污水处理现场的密封材料应是水泥板、玻璃钢、油布、金属材料等,密封盖应接近液位,如油分离罐、气浮罐、曝气池等。

在夏季,盖子上覆盖着绝缘材料,以减少小气息的量。以河北炼油厂为例,2017年6月17日,隔油池污水温度为32°C,水池外温度为36°C,水池内温度为42°C,泳池盖的表面温度为57°C。蒸发,气体膨胀,导致大排量,高油气浓度。相反,在冬季,水池外的温度低于水池中的水温,而没有保温性能的覆盖物将减少废气排放和油气浓度。

(2)有内部设备和部件的污水处理设施,应在关闭时安装观察孔和活动盖板进行检查和维护。

(3)污水均质储罐、污水罐和渣罐(罐)的废气减排、密封和引气均可称为有机液体储罐。

(4)在油气分离器、气浮池、曝气池等输气管道上安装流量计和调节阀,并根据计算出的气流量排出空气。

(5)非液舱设施(例如隔油舱、气浮罐、曝气舱及其他非液舱设施)的封闭式盖板获准有缝隙或安装排气孔,而当废气被感应风扇吸入时,盖板内的气相,例如隔油舱、气浮罐,曝气池等,是略有负压,基本上没有废气排入周围环境是合适的。

3.2 FRIPP污水处理厂污水处理技术综述

FRIPP是我国最早研究炼油废水处理厂废气处理技术的公司,并做了许多开创性工作。1999年,FRIPP率先完成油分离罐废气“高温脱硫催化燃烧(氧化)”现场中试;2000年,FRIPP率先完成生化曝气罐废气专用活性炭吸附处理中试;2001年完成。d中石化镇海炼油分公司A/O生化罐臭味生物填料塔除臭中型试验;2003年建成油分离罐等高浓度废气第一工业装置,2005年国产化催化燃烧催化剂。净化气中的非甲烷总烃浓度小于120mg/m3;2012年在中国石化金陵分公司完成了曝气池和MBR废气“洗涤吸附”的工业化试验,装置入口废气有异味。气体浓度范围为2000至3000(无量纲),出口浓度约为600(无量纲)。在上述中试和工业应用中,净化气达到排放标准,并通过了中国石化科技部组织的技术鉴定,在推广应用过程中不断研究和取得技术进步超过十年。目前,已建成20多套高浓度废气脱硫、全烃浓度均化催化燃烧(氧化)装置并投入运行,已在中石化青岛石城投入运行。青岛石化股份有限公司和华北石化股份有限公司通过实施高浓度废气与低浓度废气联合处理,建成了一系列污水处理厂废气处理专利技术。S(SWAT)。

3.3污水处理厂中高浓度和低浓度废气的混合处理Swat技术

SWAT取自污水处理厂(污水处理厂)、洗涤(洗涤)、吸附(吸附)和热氧化(热氧化)四个阶段的第一个字母。目前有两个过程:SWAT-1和SWAT-2。SWAT-1采用“脱硫-总烃浓度均质化催化燃烧(氧化)”工艺处理污水处理厂油分离器、气浮池等高浓度废气,采用“洗涤-吸附”工艺处理曝气池等低浓度废气。低浓度废气吸附剂经热气催化氧化再生,返回催化氧化处理;SWAT-2的不同之处在于,高浓度废气采用“低温柴油吸收-脱硫-总烃浓度均匀化-催化氧化”工艺,具有回收油气、保持废气中有机物浓度稳定在爆炸下限以下(L.E.L)的优点。缺点是投资大。

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图1显示了SWAT-1进程。低浓度废气进入洗涤塔,去除废水中的污泥液滴、硫化氢、氨等水溶性成分,并将洗涤废水从污水处理场去除,进行生化处理。将气体洗涤净化成专用活性炭吸附槽,吸附去除有机物,排放标准后净化气体;饱和碳催化氧化装置排放热气再生,气体返回催化氧化处理;两个吸附槽切换使用;吸附槽有蒸汽再生系统,定期对吸附剂进行深度再生处理。高浓度废气通过碱洗塔、脱硫和总烃浓度均质池、换热器(冷料流侧)、加热器、反应器、换热器(热流侧),达到标准排放。用氢氧化钠溶液去除废气中的硫化氢和硫醇。

通过FRIPP开发的FSTS型脱硫和总烃浓度均化剂填充脱硫和总烃浓度均化罐,吸附除去硫醚和二甲基二硫醚等硫化物,并将还原后的总硫浓度降低至30mg / m3。在下文中,防止催化氧化催化剂中毒;通过吸附/解吸功能使进入催化氧化反应器的废气的总烃浓度相对稳定,并且防止反应器出口温度急剧波动。热交换器 - 加热器 - 反应器是一套单元设备,通常可以通过反应器入口和出口之间的热交换实现单元设备的能量自给自足;当废气VOCs浓度低时,加热器提供启动设备的热量和能量补充;反应器填充有FRIPP开发的WSH型催化氧化催化剂。床的空速为5,000-20,000h -1,有机物可在220-400℃的反应器入口温度下氧化成CO 2和H 2 O,以释放反应热。为了放松反应器入口处的硫化物浓度极限,延长脱硫和总烃浓度均化剂寿命,在几个新调试的催化氧化反应器中加入高温脱硫剂。

提升罐、均化罐、废油罐废气VOCS浓度高,气体体积小。目前,大多数企业采用分油罐或气浮罐对废气进行缓冲后进入催化氧化装置。在SWAT-2工艺中,这些废气被低温柴油吸收回收油气,有机物(包括甲烷)浓度降低到爆炸下限以下。然后进行“总烃浓度催化氧化脱硫均化”处理。虽然投资有所增加,但不仅回收了油气,而且提高了安全性。

空气稀释/紧急排空管道有两种功能。一是在风机2的吸力作用下,将稀释的空气引入废气,使混合气体有机物进入风机2的浓度低于爆炸下限50<unk;gt;;

3风机前的稀空气用于催化氧化装置的启动,废气中有机物的浓度稀释到爆炸下限的25%以下,3用于装置紧急停车时的系统净化。

2016年1月,青岛石化污水处理厂采用SWAT-1工艺,建成了国内外第一套高、低浓度废气处理联合装置,高浓度废气排放量为5000m~3×h,主要来自污水处理厂的提升罐、油分离器和气浮池。此外,还有酸性水箱、芳烃水箱等尾气低温柴油吸收装置尾气。碱渣中和废水生化曝气池产生的低浓度废气为4 0 0 0m3×h。联合装置的运行数据见表5,净化气体符合国标31570标准的要求。

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2016年11月,第二套SWAT-1工艺设备在华北石化污水处理厂投入运行。高浓度废气量为5 000 m3 / h,主要来自污水处理厂提升水箱,均质水箱和隔油池。均质调节罐,气浮罐等;来自曝气池的低浓度废气为23 000m 3?h;设备运行数据见表6,清洁气体符合GB 31570和河北省DB 13 / 2322-2016标准要求。

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华北石化曝气池洗涤塔入口臭气浓度一般大于4000(无因次)。经过“擦洗吸附”处理后,臭气浓度小于20(无量纲)。吸附罐入口的非甲烷总烃浓度一般为50-200 mg/m3,大多小于100 mg/m3。吸附初期,吸附罐出口的NMHC浓度小于10 mg/m3,2个月后增加到20-40 mg/m3,当浓度达到50 mg/m3时,对催化氧化装置排出的热净化气进行再生。吸附剂每六个月用蒸汽深度再生一次。

2017年7月,中国石油化工集团公司甘州分公司首次对污水处理厂废气、均匀罐废气、汽油硫醇废气进行低温柴油吸收氧化处理,然后与油池和气浮池废气进入“脱硫和总烃浓度均匀催化氧化”。装置;整个装置使用了wsat-2过程的关键技术和类似气体集中处理概念的实践。所述装置净化气体符合gb 31570和河北db 13/322-2016标准的要求。运行状态如表7所示。

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污水集输系统排放气体控制技术

按照国内外的标准和做法,炼油厂污水应密封运输。企业应尽量减少连接井和集水池的数量,并尽可能疏通污水渠、抽污水、输送高架桥。地面安装水封,集水井或无移动部件安装浮盖(浮盘),以减少废气排放;井、罐废气被送至VOCs排气管或装置处理。例如,在炼油厂连接井安装活性炭吸附槽时,VOCs的去除率可达97%,但活性炭的使用寿命较短,需定期再生。活性炭吸附净化气的VOCs浓度一般在120 mg/m3以上,有的企业根据无组织源直接排放活性炭吸附尾气,有的企业将其送到附近的加热炉焚烧处理。

5 结论

(1)炼油厂污水处理厂的VOCs和臭气废气可分为高浓度和低浓度。高浓度废气来自提升罐,均质罐,隔油池,气浮罐(浮选罐)和污水池(池)。 ),NMHC浓度为500~40 000mg? m3,气味浓度为5,000~30 000(无量纲),总气体量约为1 000~10 000m3 / h(标准状态);曝气池低浓度气体氧化沟,污泥脱水,NMHC浓度为10~300mg / m3,气味浓度为2 000~8 000(无量纲),总气量约为20 000~50 000m3 / h(标准状态) )。

(2)FRIPP开发了SWAT-1和SWAT-2工艺,用于炼油废水处理厂高浓度和低浓度废气的联合处理。SWAT-1采用“总烃浓度催化燃烧(氧化)脱硫均化”工艺处理隔油池、气浮池等高浓度废气,曝气池等低浓度废气采用“洗涤-吸附”工艺处理,低浓度废气采用气体饱和吸附剂由催化氧化产生的热气再生后返回催化氧化处理;SWAT-2采用“低温柴油”处理高浓度废气。吸收脱硫和总烃浓度均化催化氧化工艺处理。采用SWAT-1、SWAT-2工艺处理高、低浓度废气,净化气中NMHC浓度可小于50mg/m3,最低浓度小于10mg/m3,苯、甲苯、二甲苯浓度小于检出限,臭气浓度小于20(无量纲)。

炼油污水处理场挥发性有机物和恶臭废气处理技术

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