循環(huán)水水質(zhì)不合格原因分析及技術(shù)優(yōu)化措施

李文軍,徐西娥,張聰玲

(陜西延長石油集團(tuán)煉化公司延安石油化工廠，陜西 延安 727406)

陜西延長石油集團(tuán)延安石油化工廠循環(huán)水場始建于2008年，設(shè)計規(guī)模為19056m3/h,最大供水能力為23500 m3/h。設(shè)置20m×20 m涼水塔5間，單間最大處理能力為4700 m3/h；旁濾部分設(shè)置2組AGF-22聯(lián)全自動石英砂過濾器。

該廠循環(huán)水場主要供給本廠240萬t/a柴油精制裝置、180萬t/a汽油精制裝置、120萬t/a連續(xù)重整裝置、20萬t/a苯抽提裝置、140萬t/a柴油加氫裝置、60萬t/a氣體分餾裝置、20萬t/a聚丙烯裝置、12萬t/aMTBE裝置及配套環(huán)保裝置、輔助系統(tǒng)等循環(huán)冷卻水。

1 循環(huán)水水質(zhì)情況

2018年1月25日開始，循環(huán)水系統(tǒng)運行出現(xiàn)異常，循環(huán)水濁度、總鐵、異養(yǎng)菌等水質(zhì)指標(biāo)不合格。4月13日黏泥剝離后，濁度居高不下，最高達(dá)182NTU；循環(huán)水水質(zhì)惡化，嚴(yán)重影響生產(chǎn)裝置冷換設(shè)備的正常運行，使得冷換設(shè)備堵塞和腐蝕加劇，冷卻效果變差。

循環(huán)水涼水池水面顏色發(fā)黃(見圖1)，水質(zhì)指標(biāo)COD平均為67mg/L,最高達(dá)131 mg/L(正常為30 mg/L)；異養(yǎng)菌不合格，最高達(dá)670000CFU/mL；由于黏泥的腐蝕，總鐵部分不合格；4月11日開始黏泥剝離，濁度持續(xù)80多天不合格(原計劃7天置換合格)，濁度合格率較低，并出現(xiàn)反復(fù)現(xiàn)象。循環(huán)水水質(zhì)情況見表1。

表1 循環(huán)水水質(zhì)情況統(tǒng)計表

2 原因分析

2.1 部分冷換設(shè)備泄露，循環(huán)冷卻水中滋生大量微生物

在循環(huán)水水質(zhì)異常時，經(jīng)詳細(xì)排查主要生產(chǎn)裝置冷換設(shè)備，發(fā)現(xiàn)部分冷換設(shè)備存在泄露現(xiàn)象，加之每周循環(huán)水系統(tǒng)置換次數(shù)較少(每周只置換一次)，長期不斷累積，使得泄漏的富營養(yǎng)工藝物質(zhì)(如油類等)進(jìn)入循環(huán)水系統(tǒng)中，微生物迅速繁殖，使水質(zhì)惡化[1]。 微生物繁殖形成的黏泥危害相當(dāng)嚴(yán)重，主要表現(xiàn)在幾個方面：一是黏泥覆蓋在金屬表面，形成差異腐蝕電池，引起垢下腐蝕，垢下腐蝕的速度快，嚴(yán)重時將使設(shè)備穿孔。二是黏泥為硫酸鹽等還原性腐蝕物，可為微生物提供生存的厭氧環(huán)境，加速微生物腐蝕。三是黏泥覆蓋在金屬表面，阻止緩蝕劑、阻垢劑等化學(xué)處理藥劑到達(dá)金屬表面發(fā)揮作用，殺菌劑也難于殺滅其中的微生物，從而增大了循環(huán)冷卻水處理的難度和清洗頻次，造成濁度和總鐵不合格。

2.2 循環(huán)水場旁濾系統(tǒng)運行不正常

通過旁濾可以去除循環(huán)水水中大部分懸浮固體、膠質(zhì)和微生物等。但延安石化廠循環(huán)水系統(tǒng)因旁濾罐破損，無法正常運行，過濾功能失效。

2.3 循環(huán)水系統(tǒng)清洗預(yù)膜時所用藥劑不當(dāng)

循環(huán)水系統(tǒng)清洗預(yù)膜時，為了防止懸浮雜質(zhì)沉積在冷換設(shè)備表面，加入的分散劑，使得懸浮雜質(zhì)分散在循環(huán)水中，難于沉淀至涼水池底部，不利于循環(huán)水置換，造成循環(huán)水水質(zhì)長達(dá)兩個月多月不合格。

2.4 循環(huán)水系統(tǒng)排污置換不及時

循環(huán)水旁濾設(shè)備的反沖洗排水、涼水塔排污水統(tǒng)一自流進(jìn)入廠區(qū)高濃污水管網(wǎng)，送到污水處理場進(jìn)行處理。2018年以來，為了節(jié)約水資源及減輕高濃度污水處理壓力，廠部要求循環(huán)水系統(tǒng)每周只能置換一次，此運行工況下根本無法達(dá)到設(shè)計的排污置換要求，從而加劇了循環(huán)水水質(zhì)變差，增加了水質(zhì)控制困難。

3 采取的技術(shù)優(yōu)化措施

3.1 優(yōu)化殺菌劑加注方式及加注量

加大殺菌劑加入量，并將間歇式投加殺菌劑改為連續(xù)投加，氧化性殺菌劑和非氧化性殺菌劑交替加入。每周6天加入氧化性殺菌劑，周五加入非氧化性殺菌劑。每周置換前一天加入大量的非氧化性殺菌劑，進(jìn)行沖擊式殺菌，將異養(yǎng)菌控制到20000 CFU/mL(控制指標(biāo)為100000 CFU/mL)以下，以保證沖擊式殺菌時濁度不超標(biāo)。

3.2 及時修復(fù)改造旁濾系統(tǒng)

修復(fù)破損的旁濾罐，使得旁濾系統(tǒng)使用正常；在旁濾進(jìn)水管線注加助濾劑，使旁濾系統(tǒng)具有混凝、過濾作用，通過旁濾去除循環(huán)水中的中大部分懸浮固體、膠質(zhì)和微生物等。

3.3 優(yōu)化清洗預(yù)膜藥劑種類，增加適量混凝劑

針對清洗預(yù)膜時加入分散劑后懸浮雜質(zhì)分散在水中，濁度長期不合格的問題，及時進(jìn)行了小樣實驗：取濁度68NTU循環(huán)水裝入量筒中，加入少量混凝劑，很快出現(xiàn)絮狀物，沉淀30分鐘后，測定上清液濁度為15.2NTU。根據(jù)實驗結(jié)果，給循環(huán)水系統(tǒng)加入適量混凝劑,加速懸浮物雜質(zhì)沉淀至冷水池底,循環(huán)水系統(tǒng)置換效果較好。

3.4 加注適量聚丙烯酰胺，有效解決循環(huán)水濁度大的問題

針對冷換設(shè)備泄露后循環(huán)水顏色發(fā)黃、濁度不合格的問題，通過以下小樣實驗，進(jìn)一步優(yōu)化的水處理藥劑。取顏色淡黃、濁度31NTU循環(huán)水裝入用量筒中，加入少量聚丙烯酰胺，沉淀30min后，測定上清液度為4.5NTU。根據(jù)實驗結(jié)果，每周循環(huán)水置換前一天，加入適量聚丙烯酰胺，加速泄露物料沉淀，及時改善循環(huán)水色度，使循環(huán)水濁度合格。

圖1 循環(huán)水涼水池水質(zhì)顏色發(fā)黃圖片

4 結(jié)論

該廠針對循環(huán)水系統(tǒng)運行不正常、水質(zhì)差的生產(chǎn)技術(shù)問題，積極分析排查原因，并通過優(yōu)化殺菌劑的加注方式及加注量，使異養(yǎng)菌達(dá)到控制指標(biāo)以下；及時修復(fù)改造旁濾系統(tǒng)，使得旁濾系統(tǒng)具備混凝過濾作用，循環(huán)水中的大部分懸浮固體、膠質(zhì)和微生物等得到有效去除；定期加入混凝劑，將設(shè)備泄漏溶解進(jìn)水中的部分污染物進(jìn)行混凝、加速沉淀，并加強置換效果。通過實施以上技術(shù)措施，從2018年12月底循環(huán)水合格率每月達(dá)到98%以上。