含硫污水的有效處理

裘宇鵬

（中國石油化工股份有限公司濟南分公司，山東濟南 250000）

1 含硫污水概述

在石油開采過程中，隨著油氣儲層壓力的弱化，需要通過大型設(shè)備提高儲層的壓力，才能夠獲取油田的剩余資源，即依靠化學(xué)藥劑或注水的方式，之后經(jīng)過脫水、脫鹽處理后，會產(chǎn)生包括硫化氫在內(nèi)的諸多雜質(zhì)，不僅會腐蝕設(shè)備和管路，還會造成水質(zhì)惡化。在含硫污水中，主要包含四種硫化形式，且形態(tài)與污水的pH有直接關(guān)聯(lián)。此外還包括硫的氧化物、多硫化物、非活性硫等。

含硫污水的危害主要表現(xiàn)在對管道設(shè)備的無氧或有氧腐蝕，以及對人和動植物以及自然環(huán)境的毒害，此外濃度超標(biāo)的硫化物還會惡化厭氧生物處理系統(tǒng)，抑制厭氧化菌的生長率，造成厭氧微生物活性受損。

2 含硫污水處理問題研究

據(jù)調(diào)查分析顯示，含硫污水處理主要存在如下集中性問題：首先裝置原料性質(zhì)較差，日益劣質(zhì)化的原料注入，使含硫污水比重隨之?dāng)U大。其次，很多石化企業(yè)，尤其是中小型企業(yè)缺乏內(nèi)部分級控制機制，沒有對含硫污水形成約束力的管控，甚至控制指標(biāo)都不具備。最后，含硫污水的監(jiān)管和績效管理并未達(dá)成妥善的協(xié)調(diào)，激勵機制的缺乏引發(fā)產(chǎn)品質(zhì)量影響風(fēng)險。在含硫污水除油技術(shù)措施當(dāng)中，目前較為常用的包括重力沉降分離處理技術(shù)、破乳分離技術(shù)措施、聚結(jié)除油技術(shù)措施以及旋流處理技術(shù)措施。傳統(tǒng)處理方法為堿液吸收法、氧化法（如直接氧化法、氯化處理法、Fenton試劑法）、化學(xué)沉淀法、汽提法（如蒸汽汽提法、真空抽提法）、電化學(xué)脫硫法、生物法。各種不同處理方法具有自身的優(yōu)勢和缺陷，詳見如下表1。

傳統(tǒng)含硫污水處理工藝面對非常復(fù)雜的污水的成分，在應(yīng)對挑戰(zhàn)的過程中，存在如下缺陷。一方面，處理工藝明顯不足，尤其是在脫硫的基礎(chǔ)上如何確保去除其他雜質(zhì)離子。另一方面，處理效率差強人意，不僅會消耗大量的資源和成本，還會產(chǎn)生大量的污泥。

表1 含硫污水多種處理方法的對比

3 當(dāng)前我國常用的含硫污水處理技術(shù)

3.1 重力沉降分離處理技術(shù)

用重力沉降分離處理技術(shù)進(jìn)行含硫污水處理主要是利用油水之間的密度差異，使用重力沉降分離的方式將油珠顆粒從含硫污水中分離除去，進(jìn)而實現(xiàn)含硫污水水質(zhì)處理后達(dá)標(biāo)的任務(wù)。重力沉降除油罐是該項技術(shù)進(jìn)行實際應(yīng)用操作的主要設(shè)備，污水進(jìn)入罐體后通過重力沉降實現(xiàn)含硫污水分離，含硫污水自罐底流入緩沖罐，隨后，輸送至脫硫工作單元進(jìn)行硫雜質(zhì)的去除，由于含硫污水中的油脂對脫硫的效果產(chǎn)生極大的影響，因此，需要通過重力沉降技術(shù)在脫硫處理之前將油珠顆粒去除掉。

3.2 破乳分離技術(shù)

用破乳分離技術(shù)進(jìn)行含硫污水處理主要是利用化學(xué)破乳劑對污水中油水乳化液結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)破壞的作用，進(jìn)而實現(xiàn)含硫污水中雜質(zhì)的分離，該項技術(shù)能夠有效提升含硫污水雜質(zhì)去除效果。在實踐應(yīng)用過程中，由于油水乳化液結(jié)構(gòu)十分穩(wěn)定，使用破乳劑能夠在合適的條件下將污水中的乳化油和浮油進(jìn)行分離，將水和雜質(zhì)進(jìn)行徹底的分離，進(jìn)而達(dá)到含硫污水雜質(zhì)去除的效果。

3.3 聚結(jié)除油技術(shù)

用聚結(jié)除油技術(shù)進(jìn)行含硫污水處理主要是利用聚結(jié)材料表面強大的吸附能力，含硫污水進(jìn)入聚結(jié)除油分離設(shè)備當(dāng)中，污水中的細(xì)小油珠顆粒會與聚結(jié)材料進(jìn)行充分的接觸，被其吸附在表面，當(dāng)體積不斷增大后，將上升到集油器，進(jìn)而實現(xiàn)含硫污水油水分離的目的。在現(xiàn)代含硫污水處理過程中，使用聚結(jié)除油技術(shù)進(jìn)行含硫污水處理還會輔以新型油水分離器，并采用高效的旋流技術(shù)措施，進(jìn)而提升聚結(jié)效果，再搭配粗?；退蛛x技術(shù)，則更能夠提升雜質(zhì)的去除能力。

3.4 旋流處理技術(shù)

旋流處理技術(shù)是一項輔助性的含硫污水處理技術(shù)，利用旋流分離器高速旋轉(zhuǎn)的能效，與其他含硫污水處理技術(shù)進(jìn)行搭配，能夠大幅提升油水的分離效果，這其中，水力旋流器是含硫污水處理的最佳選擇，能夠?qū)崿F(xiàn)最佳分離效果，但該項技術(shù)也存在不能將固體懸浮顆粒從含硫污水中分離的弊端，需要輔以過濾或者沉降技術(shù)才能夠?qū)崿F(xiàn)最佳的完全效果。此外，旋流處理技術(shù)在進(jìn)行含硫污水處理后，必須經(jīng)過較長時間的沉淀才能夠?qū)崿F(xiàn)含硫污水處理的最佳效果，因此，通過依靠科學(xué)的界位指示系統(tǒng)和自動脫油技術(shù)可以大幅降低旋流處理技術(shù)的操作難度和工作強度。

4 含硫污水處理優(yōu)化思路

4.1 創(chuàng)新污水處理技術(shù)工藝

明確傳統(tǒng)含硫污水處理的弊端，綜合考慮除硫時間對除硫率的影響、溫度對除硫率的影響、pH對除硫率的影響、除硫劑加量對除硫率的影響，首先投入氫氧化鈣進(jìn)行pH調(diào)節(jié)，直至pH為10，為后續(xù)處理奠定基礎(chǔ)。其次進(jìn)行二次沉淀，結(jié)合沉淀分離技術(shù)，進(jìn)行攪拌處理完成固液分離處理。最后優(yōu)化排放環(huán)節(jié)運行細(xì)節(jié)，采取分類、分質(zhì)處理的方式，待順利排出污泥之后，中和堿性溶液，靈活調(diào)整統(tǒng)籌氨精制成本，有效利用污水中的有益成分。

4.2 源頭控制環(huán)節(jié)運行優(yōu)化

實施硫化氫指標(biāo)的卡邊操作，實行不同層級溫度控制，在確保汽提蒸汽量降低的前提下，有效降低污水產(chǎn)生量。與此同時，針對冷卻流程、中間換熱環(huán)節(jié)以及凈化水出裝置，要做好凈化水排水溫度的差異化控制。此外在催化裂化裝置中實施清潔介質(zhì)替代，例如采用凈化干氣的方式實現(xiàn)催化裂化反應(yīng)。此外從源頭削減排污，做好注入量的精準(zhǔn)把控，形成最佳注水量標(biāo)準(zhǔn)。最后基于水成本和電費的視域，借助成本估算優(yōu)化注水水質(zhì)。

4.3 強化基礎(chǔ)管理和安全運行

石化企業(yè)要重視含硫污水的處理工作，依托有效的激勵獎勵政策，激發(fā)員工群力、群策、群控。加大對含硫污水排放基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的實測，遵循系統(tǒng)優(yōu)化和安全第一的理念，全方位構(gòu)建清潔生產(chǎn)體系，綜合考慮個體與系統(tǒng)，有效應(yīng)對產(chǎn)品、廢物與材料的關(guān)系。不斷健全運行操作，與時俱進(jìn)地對設(shè)備、工藝和流程進(jìn)行改進(jìn)，實施科學(xué)化危害識別與風(fēng)險評估機制，最大限度地提升含硫污水處理工作的有效性。

5 結(jié)束語

石化行業(yè)在生產(chǎn)運營過程中，不可避免地會產(chǎn)生硫化氫等含硫污水?；趯鹘y(tǒng)含硫污水技術(shù)和工藝的研究發(fā)現(xiàn)，處理工藝技術(shù)步驟依然有待于完善和改進(jìn)。尤其是污染物處理效率、效果存在不同程度的缺欠，難以達(dá)成經(jīng)濟處理原則的需求。為此要選擇合適的除硫方法，兼顧處理效率和技術(shù)成本，確保達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)。