乙烯厂污水的处理回用系统及处理回用方法

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。

说明书

技术领域

本发明涉及乙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，其中的乙烯生产水耗尤为突 出，一套年产100万吨乙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乙烯工业发展，而且是对水 资源的严重浪费。将乙烯工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，而且可以大幅度减少取水，是节约水资源、实现可持续发展 的必然要求。

乙烯厂污水的种类多，成分复杂，现有的处理方法主要是将乙烯厂各类 污水混合，然后统一进行处理。目前，多数的乙烯厂仍然采用由隔油、气浮 和生化组成的“老三套”工艺处理混合污水，由于高浓度污水对生化系统的 冲击，使用“老三套”工艺处理的污水尚不能稳定地达到国家一级排放标准， 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，进一步提高污水的回用率是乙烯企业的迫切要求。

发明内容

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，采用该 系统和方法，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。

乙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单元的入水管线相联，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。

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。

一种乙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，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。

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(1)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WO)属于现有技术，其通常的反 应条件是：温度120～350℃，压力0.5～22MPa，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”工 艺的乙烯厂，可使用“老三套”的工艺和设备。

所述的污水回用单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1～7，优 选2～6。采用双氧水、二氧化氯或次氯酸钠做氧化剂时，废水的pH值为1～ 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、二氧化氯 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中的一种或几种。

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 属于现有技术。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-乙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)乙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(1) 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。

优选的情况下，乙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(1)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，乙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(1)处理后的废水混合，使混合污水的COD为1500～ 2000mg/L。

本发明还提供了另一种炼油-乙烯联合装置污水的处理回用方法，包括：

(1)将炼油碱渣废水与乙烯碱渣废水混合，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。

优选的情况下，将炼油碱渣废水与乙烯碱渣废水混合，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(1)中，将炼油碱渣废水与乙烯碱渣废水混合， 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属于现有技术，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，是一种简易、低耗且快速的污 水处理反应器。

所述炼油-乙烯联合装置是指炼油装置与乙烯装置共用一套公用工程， 如共用循环水系统和蒸汽系统等。

现有技术中，将所有乙烯污水混合后，统一进行处理。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；二是混合污水经乙烯厂“老三套” 工艺处理后，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 现有乙烯企业的供水、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。在乙烯生产的污水中，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，最终实现稳定达标排放。乙 烯生产中，循环冷却水量约占乙烯生产总用水量的96％，取水量约占乙烯生 产总取水量的70％，循环冷却水对回用水质的要求较低。乙烯生产的其他污 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，可以通过乙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。本发明将乙烯 生产的其他污水与循环冷却水排污水混合，经乙烯厂常规污水处理工艺(“老 三套”工艺)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 度的提高了乙烯厂污水的回用率。

与现有的乙烯污水回用技术相比，本发明具有以下优点：

1.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，最高可以达到95％左右。另外，本发明还可以避免高浓度污水 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工艺才能实现污水回用，工艺流程长、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 缩短了污水回用工艺流程，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、工艺流程长、运行费用高，经济上不合理。本发明对污水进行 分质处理，大幅度减少了难处理污水量，同时避免了复杂的脱盐处理、缩短 了工艺流程，因此运行费用较低，经济上更合理。

4.现有技术的难度大、工艺流程长、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，大幅度减少了难处理污水量， 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”工艺)， 因此实施更加容易。

附图说明

图1为对比例1的污水处理系统示意图。

图2为实施例1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：乙烯厂污水中所有含盐量≤ 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；乙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 氧化的一种)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，本发明的另二种实施方式是：乙烯厂污水中所有含盐量≤ 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；乙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(高级氧化的一种)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。

以下通过实施例进一步说明本发明。

对比例1

某生产能力100万t/a的大型乙烯生产装置，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/L、COD20000-50000mg/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1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，COD＜100mg/L，含盐量和COD量均超过循环水回用指标要求 (含盐量≤1200mg/L，COD≤60mg/L)，不能直接回用。

实施例1

乙烯生产装置及各种污水的情况与对比例1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”工艺处理，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，水质达到国家环境一级排放标准；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1中的污水处理系统处理后，再采用BAF工艺处理， 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、乙烯生产能力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、 COD150000-200000mg/L的炼油碱渣废水1.4万m³/a，含盐45000mg/L、 COD30000-70000mg/L的乙烯碱渣废水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≤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、乙烯碱渣废水、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 1.4万m³/a炼油碱渣废水、经过湿式氧化处理的8.6万m³/a乙烯碱渣废 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”工艺进行处理，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，水质达到国家环境一级排放标准；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工艺 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83.8％。

对比例3

某生产能力30万t/a的乙烯生产装置，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、COD40000-80000mg/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m³/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，COD＜100mg/L，含盐量和COD量均超过循环水回用指标要求 (含盐量≤1200mg/L，COD≤60mg/L)，不能直接回用。

实施例3

乙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”工艺处理，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，水质达到国家环境一级排放标准；其中，经第一次BAF处理 后，污水的B/C为0.1-0.4，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工艺处理，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、乙烯碱渣废水、酸碱废水和部分循 环冷却水排污水从废水处理系统切出，1.4万m³/a炼油碱渣废水与8.6 万m³/a乙烯碱渣废水混合，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”工艺进 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，水质达到国家环境一级排放标准；其中，经第一次BAF处 理后，污水的B/C＜0.4，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工艺 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83.8％。