Ovaj članak, sastavljen na osnovu kineskih specifikacija za projektovanje obrade nafte i hemijskih otpadnih voda, namenjen je procesnim inženjerima, nadzornicima rada i održavanja i EPC tehničarima u rafinerijama i petrohemijskim postrojenjima za prečišćavanje otpadnih voda. Fokusira se na predtretman-prvu liniju odbrane u cijelom sistemu otpadnih voda. Osnovni uzrok većine biohemijskih trovanja, kolapsa nitrifikacije, prekoračenja preko interneta i neugodnog mirisa u petrohemijskim otpadnim vodama leži u neuspjehu prethodnog tretmana.
I. Uspostavljanje osnovnog razumijevanja: pozicioniranje i donja linija predtretmana petrohemijskih otpadnih voda
Predtretman komunalnih otpadnih voda prvenstveno se fokusira na uklanjanje šljake i homogenizaciju; Osnovni ciljevi petrohemijskog prethodnog tretmana otpadnih voda su: uklanjanje ulja, detoksikacija, smanjenje vršnog nivoa, poboljšanje biorazgradivosti i zaštita bioloških sistema koji slijede.
Petrohemijska otpadna voda sadrži plutajuće ulje, emulgovano ulje, sulfide, isparljive fenole, jedinjenja benzena i heterociklične aromatične ugljovodonike, koji pokazuju snažna inhibitorna svojstva. Specifikacije jasno zahtijevaju da sadržaj nafte u A/O biološkom influentu ne smije prelaziti 20 mg/L. Prekoračenje ovog praga lako dovodi do mikrobne prevlake, brzog pada aktivnosti i direktnog prekoračenja standarda amonijačnog azota.
Predtretman nije samo "uklanjanje mulja i taloženje"; obuhvata dva glavna nivoa:-predtretman na lokaciji unutar postrojenja + centralizovani predtretman u postrojenju za tretman otpadnih voda. Posebnu visoko toksičnu otpadnu vodu (koja sadrži sumpor, alkalne ostatke i otpadne vode od elektro-desalinizacije) treba prethodno prečistiti na- lokaciji unutar postrojenja, a direktno ispuštanje u integrisani sistem otpadnih voda radi razrjeđivanja kako bi se ispunili standardi je strogo zabranjeno.
Opći principi najvišeg-nivoa: odvajanje čiste i zagađene vode, odvajanje kišnice i otpadnih voda, diferencirani predtretman i hitne zaštitne mjere.
II. Kolekcija na nivou izvora{1}}(prethodna obrada, kritičnija od strukture)
Mnoga renoviranja postrojenja za prečišćavanje otpadnih voda fokusiraju se samo na separaciju i flotaciju nafte-vode, zanemarujući diferencirani tretman mreže cjevovoda, što je površno rješenje.
Otpadna voda koja sadrži sumpor-: Voda iz separatora ulja-vode na vrhu tornja, koja sadrži H₂S, NH₃ i isparljive fenole, mora se podvrgnuti prethodnom tretmanu uklanjanja otpadnih voda sa sumporom-. Nakon odsumporavanja i uklanjanja amonijaka, prečišćena voda se zatim ugrađuje u sistem otpadnih voda koji sadrži ulje- i ne može se direktno dovoditi u sistem biološkog tretmana.
Otpadne vode koje sadrže ulje-: Voda iz ispiranja područja rezervoara, ispiranja pumpe i atmosferskog/vakuumskog tretmana/hidrogenacijske drenaže predstavlja glavni dovod u postrojenje za prečišćavanje otpadnih voda i prati glavnu liniju "odvajanje-ulje → flotacija". Alkalni ostaci/otpadne alkalije: otpadne vode od pranja benzina i tečnih ugljovodonika, visokog pH, visokog fenola, visokog sumpora, klasifikovane kao specijalne otpadne vode sa visokim{3}}inim rizikom, ne mogu se tretirati konvencionalnim fizičko-hemijskim metodama i prethodno se tretiraju odvojeno pomoću zakiseljavanja, obnavljanja fenola i vlažne oksidacije.
Otpadna voda visokog-saliniteta: elektrostatička voda za odvodnjavanje i odsumporavanje vode za pranje, visokog TDS-a, odvojeno sakupljena, tretirana prema potrebi sa otvrdnjavanjem, koncentracijom u membrani i isparavanjem kako bi se spriječilo kontinuirano nakupljanje soli u cijelom sistemu.
Inicijalna kontaminirana kišnica i voda od požara: Kišnica iz područja postrojenja i rezervoara u prvih 15-30 minuta smatra se kontaminiranom kišnicom i prenosi se u sistem otpadnih voda; Odvodnjavanje u slučaju udesa i voda za ispiranje koje curi privremeno se pohranjuju u bazenu za slučaj nesreće, procjenjuju, razrjeđuju i predtretiraju prije slanja u postrojenje za prečišćavanje otpadnih voda na uredan način, a direktno ispuštanje je strogo zabranjeno.
Čista otpadna voda: Otpadna voda cirkulacije i odvod demineralizirane vode se vode odvojeno, imaju prioritet za ponovnu upotrebu i ne utiču na biohemijsko opterećenje.
III. Uobičajene jedinice za fizikalno-kemijski predtretman (principi, izbor, radni parametri, uobičajeni kvarovi)
1. Bar sito i komora za ciklon grit (prva-faza fizičkog presretanja)
Funkcija: Uklanja plastiku, trake od tkanine, vlakna i pijesak, štiteći nizvodne pumpe, uređaje za ispuštanje otopljenog zraka i ambalažu od začepljenja i habanja.
Tačke rada i održavanja: Kontinuirano/tempirano uklanjanje šljake sa mehaničke šipke; redovno uklanjanje pijeska iz komore za pijesak kako bi se spriječilo odnošenje čestica pijeska u separator ulja i sistem flotacije. Habanje strugača i zgrušavanje pijeska su česti problemi.
2. Separator ulja (API/CPI nagnuti pločasti separator ulja, jedinica jezgre za uklanjanje plutajućeg ulja)
Princip: Koristi razliku u gustoći između ulja i vode za odvajanje plutajućih čestica ulja koje su veće ili jednake 100 μm gravitacijom. Plutajuće ulje se skuplja u rezervoar za mulj za ponovnu upotrebu. API je tip horizontalnog toka, dok CPI pločasti separatori ulja imaju manji otisak i veću efikasnost odvajanja. Nove rafinerije trebale bi dati prioritet CPI.
Kontrolne tačke: hidraulično zadržavanje, temperatura vode, ciklus povrata ulja; plutajuće ulje mora se odmah povratiti. Prekomjerna akumulacija ulja će se emulgirati i odnijeti naniže, povećavajući opterećenje nizvodnog sistema flotacije.
Ograničenja: separatori ulja mogu ukloniti samo plutajuće ulje, a ne emulgirano ili otopljeno ulje. Ovo je uobičajena zabluda na-web lokaciji.
3. Spremnik za izjednačavanje/rezervoar za balansiranje (vršno brijanje i puferiranje, stabilizacija kvaliteta i količine vode)
Funkcija: Povremena drenaža iz petrohemijskih postrojenja, prekid vode u području rezervoara i uticaji kišnice uzrokuju značajne fluktuacije kvaliteta vode. Rezervoar za izjednačavanje postiže homogenizaciju i izjednačavanje količine, kao i pred-podešavanje pH, izbjegavajući visoke-koncentracije, visoke- uticaje pulsa na biološke procese.
Praktična primena: Opremljen mešanjem/aeracijom za sprečavanje taloženja i lokalizovane anaerobne proizvodnje vodonik sulfida; opremljen sistemima ranog upozorenja o pH i naftnim ugljovodonicima na mreži; abnormalni dotok može se prebaciti u rezervoar za hitne slučajeve.
4. Koagulacija + flotacija rastvorenog vazduha (DAF) (glavna jedinica za emulgovana ulja i koloidne zagađivače) Dispergovano ulje i emulgovano ulje u efluentu separatora ulja moraju se odvojiti flotacijom rastvorenog vazduha (DAF), što ih čini osnovnim delom opreme za predtretman petrohemijskih otpadnih voda.
Princip: Dodavanje demulgatora, koagulanata (gvožđe/aluminijum soli) i PAM (čestica AM) remeti sloj emulzije, uzrokujući destabilizaciju i flokulaciju kapljica ulja. Otopljeni zrak pod pritiskom stvara mikromjehuriće veličine 5–20 μm, koji se prianjaju za kosmate i isplivaju na površinu. Strugač skuplja šljam (klasifikovan kao opasan otpad).
Specifikacije (HJ2045): Refluksni odnos 30%–50%, pritisak rezervoara rastvorenog vazduha 0,3–0,7 MPa, primarni pritisak flotacije nije niži od 0,6 MPa; vreme zadržavanja u rezervoaru za rastvoreni vazduh 1-3 min, temperatura vode manja ili jednaka 40 stepeni; svaka flotaciona ćelija može se nezavisno pregledati van mreže, sa zapečaćenim poklopcem i sakupljanjem i tretmanom otpadnih gasova radi kontrole rizika od trovanja VOC i H₂S.
Rad i održavanje Crvene linije: Više reagensa nije nužno bolje; prekomjerno dodavanje PAM-a može uzrokovati naknadnu biološku viskoznu pjenu i onečišćenje membrane.
Ciljni pokazatelji: Sadržaj nafte u flotacijskom efluentu treba stabilno kontrolisati ispod 20 mg/L, ispunjavajući standarde uticaja za biološki tretman.
5. Neutralizacija i pre-oksidacija (za sulfide i redukciju toksina): Nakon uklanjanja otpadne vode-koje sadrži sumpor ili tokom prethodnog tretmana alkalnih ostataka, pred-oksidacija se može koristiti za pretvaranje sulfida i nekih lako razgradivih fenola, smanjujući biotoksičnost. Najčešće korištene metode uključuju oksidaciju zraka, natrijum hipoklorit i katalitičku oksidaciju vodikovim peroksidom. Pretjerana oksidacija je strogo zabranjena, jer će rezidualni oksidansi direktno inaktivirati nitrificirajuće bakterije.
6. Hidroliza i zakiseljavanje (detoksikacija, otvaranje prstena, poboljšana biorazgradljivost, poboljšana predtretman prije biohemijskog tretmana): Za rafiniranje otpadnih voda s niskim B/C omjerima (0,1–0,3) i koje sadrže aromatične/heterociklične nepostojane komponente, hidroliza i preprekemijsko{kiseljavanje je često važna metoda za prečišćavanje/kiseljavanje} tretman."
Princip: Fakultativne anaerobne bakterije, u anaerobnim uslovima, otvaraju i razbijaju lance velikih cikličkih organskih molekula, pretvarajući ih u male organske kiseline, povećavajući B/C odnos i smanjujući toksičnost. Osnovna vrijednost nije značajno ukloniti COD, već poboljšati biorazgradljivost.
Zabluda: Zakiseljavanje hidrolizom nije lijek. Visok sadržaj ulja u dotoku može direktno uzrokovati zgrušavanje pakovanja, anaerobnu razgradnju mulja i eksplozije vodonik sulfida; to se mora uraditi nakon odvajanja ulja i flotacije zraka.
IV. Specijalne tehnologije za predtretman otpadnih voda (u-predtretman iz biljnog izvora, od najveće važnosti)
1. Otpadna voda koja sadrži sumpor-: Odstranjivanje parom. Odstranjivanje jednog-tornja/dvostrukog-tornja uklanja H₂S i NH₃. Kiseli gas se šalje na rekuperaciju sumpora. Prečišćena voda se reciklira u rafineriju ili se ugrađuje u sistem za zauljene otpadne vode. Ovo je standardni proces u rafinerijama.
2. Otpadna voda sa visokim-fenolom: ekstrakcija rastvaračem. Fenoli visoke{3}}koncentracije se prvenstveno ekstrahuju i obnavljaju kako bi se smanjilo opterećenje fenola prije ulaska u postrojenje za prečišćavanje otpadnih voda, izbjegavajući snažnu inhibiciju nitrificirajućih bakterija fenolima.
3. Visoka-otpadna voda od soli/elektrodesalinizacije: prethodna obrada tvrde membrane, isparavanje. Sprečava stvaranje kamenca kalcijuma i magnezijuma i kontinuirano nakupljanje soli, štiteći biološke i membranske sisteme za ponovnu upotrebu.
V. Pred-tretman čvrstog otpada i upravljanje sigurnošću (lako zanemareno,{2}}područje visokog rizika od ekoloških nesreća)
1. Tri-Upravljanje muljem: Uljni mulj iz uljnih separatora, flotacijski šljam i talog od hidrolize/biohemijskih ostataka su opasni otpad. Moraju se sakupljati u zatvorenom sistemu, dehidrirati i odlagati u skladu sa propisima od strane eksterne agencije. Nasumično odlaganje i direktno ispuštanje procjedne vode je zabranjeno.
2. Rizici od vodonik sulfida i eksplozije: bunari za prikupljanje vode, separatori ulja, rezervoari za izjednačavanje i rezervoari za zakiseljavanje hidrolizom su veoma podložni oslobađanju H₂S; rad u zatvorenom prostoru mora biti pregledan, imati prisilnu ventilaciju i biti odobren radnom dozvolom; konstrukcije moraju biti zapečaćene radi sakupljanja gasa, a izduvni gasovi se moraju slati u VOC/dezodorizacione objekte; električna oprema mora biti odabrana u skladu sa-standardima otpornosti na eksploziju.
3. Prioritet ranog upozoravanja na mreži: Online praćenje naftnih ugljovodonika, pH, ORP i sulfida treba biti implementirano preventivno. Kada se aktivira rano upozorenje, prioritet treba dati prekidu dotoka i preusmjeravanju u rezervoar za hitne slučajeve; nemojte se oslanjati na biološki tretman da biste izdržali udar.
VI. Praktična odluka-Donošenje logike za odabir procesa
Standardna glavna linija za sveobuhvatne zauljene otpadne vode u konvencionalnim rafinerijama: Rešetka → Uklanjanje pijeska → Rezervoar za izjednačavanje → Separator ulja → Koagulacija i flotacija → Hidroliza i acidifikacija (po potrebi) → Biološki tretman
Otpadna voda koja sadrži sumpor-: pred{1}}prečišćavanje uklanjanjem u jedinici, pročišćena voda zatim uključena u glavni vod
Alkalni ostaci, visoko-fenola i-slane otpadne vode: Odvojeni pred{2}}tretman unutar jedinice, zatim spojen ili odvojeno odložen nakon ispunjavanja standarda
Malo, malo-opterećenje naftnog skladišta/otpadne vode sa farme rezervoara: ciklonsko uklanjanje ulja + mala-flotacija je dovoljna
Pravilo odabira u jednoj-rečenici: odvajanje ulja za plutajuće ulje, flotacija za emulgirano ulje, uklanjanje izvora toksičnih supstanci, hidroliza za-teško-razgradive supstance i hitni bazeni za tretman šoka
VII. Često korišćene zablude na sajtu (direktno utiču na stabilnost sistema, izbegavajte ove zamke)
❌ Zabluda: Fokusiranje na -uklanjanje KPK velikih razmjera tokom prethodnog tretmana ✅ Tačan odgovor: Osnovni ciljevi su kontrola ulja, smanjenje toksičnosti i stabilizacija kvaliteta vode; COD nije primarni indikator.
❌ Zabluda: Emulgirano ulje direktno ulazi u proces biološkog tretmana, oslanjajući se na mikrobnu degradaciju ✅ Tačan odgovor: Talog od emulgovanog uljnog premaza čini sistem nitrifikacije izuzetno osjetljivim na kolaps.
❌ Zabluda: otpadna voda koja sadrži sumpor- se ne uklanja i razrjeđuje prije ulaska u postrojenje za prečišćavanje otpadnih voda. ✅ Tačan odgovor: Sulfidi su veoma toksični; čak i količine u tragovima mogu inhibirati nitrifikaciju, a istovremeno stvaraju neugodne mirise i predstavljaju rizik od trovanja.
❌ Zabluda: Flotacijska sredstva se stalno povećavaju bez obzira na cijenu. ✅ Tačan odgovor: Prekomjerni flokulanti/koagulansi će uvesti biološki tretman, izazivajući pjenjenje, rastresiti mulj i zaprljanje membrane.
❌ Zabluda: rezervoari za hitne slučajeve se tretiraju kao spremnici u praznom hodu. ✅ Tačan odgovor: Rezervoari za hitne slučajeve su objekti za smanjenje rizika po životnu sredinu; moraju imati dovoljnu efektivnu zapreminu i biti lako dostupni za upotrebu.
Zaključak
Osnova za stabilan petrohemijski sistem otpadnih voda ne leži u rezervoaru za biološki tretman, već u procesu predtretmana.
Odvajanje nafte, flotacija, uklanjanje, zakiseljavanje hidrolizom, puferi za hitne slučajeve i odvojene mreže cjevovoda zajedno čine "barijeru izolacije toksičnosti". Odgovarajući predtretman osigurava otpornost biološkog sistema na udarce, stabilne nivoe amonijačnog azota i ukupnog fosfora, kao i manju potrošnju reagensa i energije. Međutim, neefikasna predtretman će rezultirati upornim prekoračenjima standarda čak i sa najboljim A/O, MBR i MBBR procesima, što će zahtijevati ponovljena prilagođavanja i održavati visoke rizike po životnu sredinu.
Oni koji su uključeni u rad i održavanje i dizajn procesa petrohemijskog tretmana otpadnih voda trebali bi usvojiti način razmišljanja o "prioritetu izvora, pre-kontroli toksičnosti nad kontrolom opterećenja", umjesto da se jednostavno fokusiraju na prilagođavanje parametara rezervoara za biološki tretman.
