儲(chǔ)罐區(qū)的污水預(yù)處理

屈曉禾，劉亞賢，屈 威

（1.中石油云南石化有限公司，云南 安寧 650399；2.中國(guó)石油華南化工銷(xiāo)售公司欽州調(diào)運(yùn)分公司，廣西 欽州 535000；3.中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司廣西石化公司儲(chǔ)運(yùn)中心，廣西 欽州 535008）

環(huán)保與三廢利用

儲(chǔ)罐區(qū)的污水預(yù)處理

屈曉禾1，劉亞賢2，屈 威3

（1.中石油云南石化有限公司，云南 安寧 650399；2.中國(guó)石油華南化工銷(xiāo)售公司欽州調(diào)運(yùn)分公司，廣西 欽州 535000；3.中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司廣西石化公司儲(chǔ)運(yùn)中心，廣西 欽州 535008）

煉油企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的污水有一部分來(lái)自?xún)?chǔ)運(yùn)系統(tǒng)的罐區(qū)，大多為儲(chǔ)罐切水與機(jī)泵冷卻水等。這部分污水部分污染物控制指標(biāo)超標(biāo)，未經(jīng)處理排入污水處理場(chǎng)會(huì)造成沖擊，生物處理裝置運(yùn)行不正常，為此有必要對(duì)儲(chǔ)運(yùn)罐區(qū)污水進(jìn)行預(yù)處理。儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)的污水預(yù)處理各企業(yè)不盡相同，這就有必要從排污水的性質(zhì)、排放環(huán)境、處理方法等方面進(jìn)行全面分析，確定出有效的方式，使污水排放達(dá)標(biāo)。

污水預(yù)處理；隔油池；規(guī)范；化學(xué)需氧量；堰門(mén)；油膜監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

國(guó)內(nèi)煉油企業(yè)污水處理典型的工藝為:隔油-浮選-生化處理[1]。治理程度達(dá)到二級(jí)處理，污水就可達(dá)標(biāo)排放[2]。但裝置或單元的排污水中，含有特殊的物質(zhì)，如酸、堿、硫化物、有機(jī)物、懸浮物以及石油類(lèi)等物質(zhì)，濃度超標(biāo)且變化頻繁，直接排入系統(tǒng)管網(wǎng)，不利于污染物的去除，并會(huì)造成治理不經(jīng)濟(jì)。對(duì)于儲(chǔ)運(yùn)罐區(qū)而言，儲(chǔ)罐的切水等工作在時(shí)間上、排放量上等都具有不確定性。因此，在罐區(qū)單元內(nèi)進(jìn)行污水的預(yù)處理，可為污水處理場(chǎng)穩(wěn)定生產(chǎn)、企業(yè)排放達(dá)標(biāo)創(chuàng)造有力的條件。

1 儲(chǔ)運(yùn)罐區(qū)的污水排放情況及要求

1.1 儲(chǔ)運(yùn)罐區(qū)污水構(gòu)成與排污水量

煉油企業(yè)儲(chǔ)運(yùn)罐區(qū)排污水主要是儲(chǔ)罐的切水、儲(chǔ)罐清洗用水、機(jī)泵區(qū)冷卻水。此外還有罐區(qū)圍堰內(nèi)初期雨水、機(jī)泵檢維修時(shí)管路、泵體內(nèi)置換排放水、罐區(qū)臨時(shí)檢修處理管路排放等。

罐區(qū)排污現(xiàn)狀是:輕質(zhì)油品如汽柴、航煤、苯類(lèi)及其中間原料儲(chǔ)罐都已實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)二次脫水技術(shù)，解決了儲(chǔ)罐切水大量帶油的問(wèn)題。重質(zhì)油品如原油、渣油、油漿及其中間原料儲(chǔ)罐、掃線罐等由于其密度與水接近，凝點(diǎn)較高，自動(dòng)脫水設(shè)施使用上不盡人意，而效果好的脫水設(shè)施因價(jià)格過(guò)高無(wú)法廣泛使用。因此此類(lèi)儲(chǔ)罐的切水工作很多情況下仍為人工操作，隨之而來(lái)的是油品濃度較高的排污水進(jìn)入污水系統(tǒng)中。

罐區(qū)排污水由生產(chǎn)污水、初期雨水、未可預(yù)見(jiàn)污水組成。儲(chǔ)罐切水為生產(chǎn)污水主要組成，它的排量大小源于上游來(lái)量，陸上油田來(lái)的原油含水量較大，經(jīng)由海運(yùn)進(jìn)口原油含水量較低。罐區(qū)初期雨水（即污染雨水）按照降水5～10min（即15～30mm降水深度）水深與污染面積（一般為罐區(qū)圍堰內(nèi)地表面積）的乘積計(jì)算。機(jī)泵冷卻水（儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)很少有）與儲(chǔ)罐清洗水及臨時(shí)檢修處置管線產(chǎn)生的排放物及污水按未預(yù)見(jiàn)污水量計(jì)算，即系統(tǒng)總排水量的15%～20%。

1.2 儲(chǔ)運(yùn)罐區(qū)排污要求與采用的預(yù)處理設(shè)施

《石油化工環(huán)保設(shè)計(jì)規(guī)范》[3]中規(guī)定:含污染物濃度較高的污水或影響集中處理效果的污水，應(yīng)進(jìn)行預(yù)處理，經(jīng)過(guò)處理后的污水水質(zhì)應(yīng)滿(mǎn)足污水集中處理設(shè)施進(jìn)水要求。這就明確了儲(chǔ)運(yùn)罐區(qū)排放的濃度較高的污水必須進(jìn)行預(yù)處理，達(dá)標(biāo)后方可排入水處理系統(tǒng)管網(wǎng)中?！妒突そo水排水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》[4]中規(guī)定:裝置或單元的生產(chǎn)污水排入生產(chǎn)污水管網(wǎng)（下游有除油設(shè)施時(shí)），其主要污染物濃度應(yīng)符合:pH值6～9，石油類(lèi)≤500mg·L-1，水溫≤40℃。同時(shí)全廠性污水處理場(chǎng)總進(jìn)水水質(zhì)要求為:pH值6～9，石油類(lèi)≤500mg·L-1，COD≤800mg·L-1，硫化物≤10mg·L-1，水溫≤40℃。

作為儲(chǔ)罐區(qū)的污水預(yù)處理設(shè)施，目前儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)有油水收集使用旋流分離器分離方式和采取設(shè)置隔油池方式。旋流分離器國(guó)內(nèi)產(chǎn)品使用效果不理想。為保證罐區(qū)污水處理滿(mǎn)足規(guī)范中規(guī)定的指標(biāo)，從經(jīng)濟(jì)性、資金投入、技術(shù)成熟可靠性角度考慮，裝置或單元通用的設(shè)置隔油池作為儲(chǔ)運(yùn)罐區(qū)污水預(yù)處理設(shè)施是最合適的。

從全廠性污水處理場(chǎng)總進(jìn)水水質(zhì)控制指標(biāo)看，pH值可以由上游裝置直接控制，無(wú)需額外增設(shè)處理設(shè)施。硫化物在生化處理的構(gòu)筑物中大部分可除去，少部分在浮選過(guò)程除去。石油類(lèi)里可浮油、分散油通過(guò)隔油池可以至少隔出60%以上，COD通過(guò)隔油、浮選可去除25%～30%。少量的乳化油和溶解油由生化處理完成。生化處理（曝氣）COD去除率達(dá)30%～85%，目前經(jīng)生化后COD去除率達(dá)95%以上。浮選設(shè)施、生化處理設(shè)施在煉油企業(yè)污水處理場(chǎng)中設(shè)置即可，無(wú)需多重設(shè)置，增加額外消耗。由此看出儲(chǔ)運(yùn)罐區(qū)只要控制外排污水的石油類(lèi)、水溫兩項(xiàng)指標(biāo)就可以了，石油類(lèi)的控制可以降低COD值。這樣使用隔油池作為儲(chǔ)運(yùn)罐區(qū)污水預(yù)處理的設(shè)施是完全適合的。

2 儲(chǔ)運(yùn)污水預(yù)處理

2.1 儲(chǔ)運(yùn)罐區(qū)污水處置設(shè)施確定

《石油化工污水處理設(shè)計(jì)規(guī)范》[5]要求:油罐切水和清洗水在油品密度小于0.95g·mL-1時(shí)，采用二次自動(dòng)脫水設(shè)施，油罐清洗水選用油水分離器除油。儲(chǔ)運(yùn)罐區(qū)輕質(zhì)油儲(chǔ)罐排出污水采用二次自動(dòng)脫水即可完成。而原油、重質(zhì)油品油罐脫水仍用人工脫水。要達(dá)到排放指標(biāo)就需采用隔油池這種較為簡(jiǎn)單的設(shè)施進(jìn)行油水的分離。

煉油企業(yè)儲(chǔ)運(yùn)罐區(qū)從地理位置看布置于企業(yè)邊緣地帶，集中統(tǒng)一。罐區(qū)的切水作業(yè)可以根據(jù)生產(chǎn)情況隨時(shí)機(jī)動(dòng)調(diào)整切水時(shí)間，正常生產(chǎn)狀態(tài)下可以均衡或間斷排放污水。隔油池設(shè)置基本是多個(gè)罐區(qū)共用。煉油企業(yè)儲(chǔ)運(yùn)罐區(qū)都設(shè)置預(yù)處理池設(shè)施，有的采用了旋流分離器設(shè)備，但國(guó)產(chǎn)設(shè)備使用效果不佳，故多數(shù)采用隔油池作為含油污水預(yù)處理設(shè)施。

2.2 儲(chǔ)運(yùn)罐區(qū)排污系統(tǒng)設(shè)置

儲(chǔ)罐的切出水由罐區(qū)設(shè)置好的排污水管道靠重力流入隔油池。未可預(yù)見(jiàn)污水在排放前都可由臨時(shí)設(shè)施引入罐區(qū)、泵區(qū)的排污水管道中。初期雨水由明溝匯集流入罐區(qū)外雨水管道，經(jīng)管道上切換閥將初期雨水切入預(yù)處理站（隔油池）。這是罐區(qū)常規(guī)做法，但前期雨水靠人工控制，為保證雨水不帶油等因素，切入污水預(yù)處理站的初期雨水經(jīng)常是規(guī)定量的幾倍之多。同時(shí)罐區(qū)內(nèi)地面多數(shù)為覆土，排放雨水時(shí)大量泥沙被帶入排水管道及預(yù)處理站內(nèi)，給雨水、污水、預(yù)處理站運(yùn)行增添麻煩?；诖耍瑖?guó)內(nèi)新建煉油企業(yè)已經(jīng)采取將罐區(qū)內(nèi)易產(chǎn)生污染的部位，如采樣口、排污口（中央排水口）、易泄露的閥門(mén)法蘭集中部位附近的投影區(qū)地面硬化并制成小圍堰，圍堰高度為15～30mm（一般5min降雨深度大都在15～30mm之間）。將此處的初期雨水收集直接引入污水管道中，不再進(jìn)入雨水系統(tǒng)。這對(duì)于多雨的南方煉油企業(yè)非常有效。

2.3 儲(chǔ)罐區(qū)污水預(yù)處理站

從儲(chǔ)罐脫水檢測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，原油罐區(qū)、重質(zhì)油儲(chǔ)罐區(qū)及一些輕質(zhì)油品罐區(qū)的排水含油值＞2000 mg·L-1，遠(yuǎn)超單元排放標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)，儲(chǔ)罐區(qū)污水預(yù)處理站設(shè)置是必不可少的。

從作為預(yù)處理的隔油池結(jié)構(gòu)分析，煉油企業(yè)中平流式隔油池（API）的運(yùn)用已是日臻成熟。平板式（PPI）隔油池、波紋斜板式（CPI）隔油池除油效果相比較更好，最高除油率可達(dá)80%以上，但設(shè)備維護(hù)等方面較為復(fù)雜，費(fèi)效比不佳。

從分離油品分析，罐區(qū)排出污水中大部分為可浮油、分散油，乳化油和溶解油含量極少。對(duì)于粒徑較小的乳化油（10μm以?xún)?nèi)）和溶解油，作為罐區(qū)污水預(yù)處理裝置無(wú)需增加大量的設(shè)施，由企業(yè)總污水處理場(chǎng)進(jìn)行浮選、生化處理即可。儲(chǔ)運(yùn)罐區(qū)污水預(yù)處理隔油池作用是對(duì)排出污水形成的油膜或油層進(jìn)行初步處理。

從經(jīng)濟(jì)性、效果滿(mǎn)足程度、操作性、維護(hù)等方面考慮，儲(chǔ)運(yùn)罐區(qū)污水預(yù)處理設(shè)施采用自然上浮油原理的平流式隔油池是最佳選擇。

儲(chǔ)運(yùn)罐區(qū)預(yù)處理站隔油池結(jié)構(gòu)功能的要求如下:

1）平流式隔油池要求污水停留時(shí)間1.5～2h，暴雨停留時(shí)間不小于40min，罐區(qū)隔油池要嚴(yán)格保證有效容積。同時(shí)可對(duì)儲(chǔ)罐內(nèi)易泄漏部位設(shè)置小圍堰并接入污水管道。對(duì)于外浮頂儲(chǔ)罐中央排水管出口設(shè)置兩道并聯(lián)閥，實(shí)現(xiàn)浮頂表面在出現(xiàn)雨水集聚時(shí)可將水切入雨水系統(tǒng)，一旦發(fā)生浮頂見(jiàn)油時(shí)可切入排污水系統(tǒng)的相互切換功能。這樣可滿(mǎn)足規(guī)范要求，并能做到暴雨停留時(shí)間優(yōu)于規(guī)范要求。

2）隔油池的進(jìn)水水平流速、單格池長(zhǎng)寬比、有效水深嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)范要求。

3）儲(chǔ)罐的沉降、切水操作有效避免了大量油泥排入隔油池；罐區(qū)、泵區(qū)易泄漏部位設(shè)置硬化地面的小圍堰，有效防止罐區(qū)圍堰內(nèi)泥沙進(jìn)入隔油池。另外儲(chǔ)運(yùn)罐區(qū)隔油池可以通過(guò)合理調(diào)度實(shí)現(xiàn)間斷運(yùn)行，為清理隔油池提供有效的時(shí)間保證。必要時(shí)還可采取跨接方法暫時(shí)將隔油池切出運(yùn)行。這樣就無(wú)需設(shè)置刮泥機(jī)，池底不必設(shè)排泥口，減少了隔油池底部滲漏的可能。

4）隔油池集油收集方式的選用。隔油池集油管設(shè)置要求:管徑φ200～300mm，中心線在水位下60mm，距池頂超500mm。這一裝置是為了收集污油。但對(duì)于儲(chǔ)運(yùn)罐區(qū)排放污油的回收，在運(yùn)行時(shí)容易因油品粘度增加溫度降低而凝固堵塞收集管。解決方法是在集油管所在油層內(nèi)設(shè)加熱管。這不利于安全生產(chǎn)，因儲(chǔ)運(yùn)罐區(qū)污水處理隔油池運(yùn)行為間斷運(yùn)行，容易引起超溫情況。采用在隔油池分離段增加污油收集池的方案適合儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)隔油池污油回收。污油收集池與隔油池分離段接觸處原設(shè)置集油管處開(kāi)設(shè)溢油口，并通過(guò)堰門(mén)來(lái)調(diào)節(jié)溢油口開(kāi)度大小，這就解決了集油管因管內(nèi)污油凝結(jié)失效，避免安裝刮油機(jī)。對(duì)于油面的油膜厚度要時(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，油層厚度控制在30mm以?xún)?nèi)。

隔油池可分為進(jìn)水段、分離段、出水段。進(jìn)水段入口要浸沒(méi)入池，保持有效水深（2m）之下1m，降低水流對(duì)液面油層的攪動(dòng)。另外罐區(qū)排水間斷，隔油池進(jìn)出管設(shè)置水封井。在分離段設(shè)置污油收集池，收集分離池水面浮油。溢油口開(kāi)口高度不能高于隔板B的高度，這與采用集油管收集浮油的設(shè)置有不同[6]。

其中ρ1為水的密度；ρ2為油層密度；hB為隔板B的高度；h2為隔板A側(cè)水高度；h3為油層厚度。

隔堰高度一般取隔油池總高的80%，即hB=0.8H總。

鑒于浮油密度是不斷變化的，雖然變化不大但計(jì)算上無(wú)法明確給出溢油口高度定值，因此可將隔板B高度確定為（按照油層厚度不超30mm計(jì)）高于溢油口50～300mm。溢油口可設(shè)置幾個(gè)，并安裝調(diào)節(jié)堰門(mén)，根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行高度調(diào)節(jié)或隔絕。

5）油層厚度監(jiān)測(cè)。隔油池分離段內(nèi)油層要保持較薄的狀態(tài)，可減少油品凝結(jié)掛壁等情況，減少加熱設(shè)施使用，利于安全運(yùn)行。油層厚度測(cè)量目前有多種技術(shù)，其中GE公司采用的微波原理測(cè)量油膜厚度的監(jiān)測(cè)設(shè)施極為精確，且具有防油品凝結(jié)功能。

3 結(jié)論

儲(chǔ)運(yùn)罐區(qū)設(shè)置含油污水預(yù)處理設(shè)施，國(guó)家相關(guān)規(guī)范及要求都有明確的規(guī)定，對(duì)煉油企業(yè)而言可以減輕企業(yè)污水處理場(chǎng)的生產(chǎn)波動(dòng)、沖擊，可將排污水水質(zhì)石油類(lèi)指標(biāo)降至500mg·L-1以?xún)?nèi)。齊魯、揚(yáng)子等煉化企業(yè)控制進(jìn)污水處理場(chǎng)總進(jìn)水的油量已小于20mg·L-1，COD也有所下降。隔油池建設(shè)可利用儲(chǔ)運(yùn)罐區(qū)附近的場(chǎng)地，根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置較為簡(jiǎn)單實(shí)用的隔油池進(jìn)行含油污水處理。罐區(qū)生產(chǎn)的特殊性，要求我們不僅考慮污水處理設(shè)施改進(jìn)，還要考慮罐區(qū)具體情況進(jìn)行綜合改進(jìn)，才能保證罐區(qū)污水處理實(shí)用經(jīng)濟(jì)。具體是:

1）儲(chǔ)運(yùn)罐區(qū)內(nèi)、泵區(qū)內(nèi)易泄漏的部位，在其垂直投影范圍建立小圍堰，并直接引入排污系統(tǒng)，減少雨水、泥沙進(jìn)入排污系統(tǒng)。

2）隔油池內(nèi)不設(shè)刮油刮泥機(jī)，不設(shè)集泥設(shè)施。視池底淤積情況不定期清理隔油池，解決泥沙沉積。

3）隔油池油面油層厚度保持在30mm以?xún)?nèi)，超出及時(shí)溢油，減少油層凝結(jié)。油層厚度可用油膜監(jiān)測(cè)系統(tǒng)隨時(shí)監(jiān)視，實(shí)時(shí)上傳。

4）溢油口設(shè)置閘板進(jìn)行一定高度的調(diào)節(jié)。

5）儲(chǔ)運(yùn)罐區(qū)操作為間斷操作，污水的排放也是間斷，故隔油池可采用單間形式運(yùn)行。

[1] 蒲君，秦軍委，李麗.“老三套”污水處理工藝內(nèi)部分流處理方法探析[J].山東化工，2014，43(6):176-179.

[2] 馬云，黃鳳林，田小博.煉油廠污水處理回用綜述[J].安徽化工，2005(4):44-46.

[3] SH 3024-1995，石油化工環(huán)保設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[4] SH 3099-2000，石油化工給水排水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)[S].

[5] SH 3095-2000，石油化工污水處理設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[6] 史永剛，賈盼.煉油廠隔油池的設(shè)計(jì)[J].科技風(fēng)，2012（1）: 108.

Sewage Pretreatment in Tank Zone

QU Xiao-he1, LIU Ya-xian2, QU Wei3
(1.Petrochina Yunnan Petrochemical Company, Anning 650399, China; 2.Petrochina South China Chemicals Marketing Company, Qinzhou 535000, China; 3.PetroChina Guangxi Petrochemical Company, Qinzhou 535008, China)

X 703

B

1671-9905(2015)01-0034-03

2014-11-11