این مقاله که بر اساس مشخصات طراحی تصفیه فاضلاب نفتی و شیمیایی چین گردآوری شده است، برای مهندسان فرآیند، ناظران بهره برداری و نگهداری و تکنسین های EPC در پالایشگاه ها و تصفیه خانه های فاضلاب پتروشیمی در نظر گرفته شده است. روی پیش تصفیه{1}}اولین خط دفاعی در کل سیستم فاضلاب تمرکز دارد. علت اصلی اکثر مسمومیت های بیوشیمیایی، فروپاشی نیتریفیکاسیون، بیش از حد آنلاین و مزاحمت های بو در فاضلاب پتروشیمی در شکست پیش تصفیه نهفته است.
I. ایجاد درک اصلی: تعیین موقعیت و خط پایین پیش تصفیه فاضلاب پتروشیمی
پیش تصفیه فاضلاب شهری در درجه اول بر حذف سرباره و همگن سازی متمرکز است. اهداف اصلی پیش تصفیه فاضلاب پتروشیمی عبارتند از: حذف روغن، سم زدایی، کاهش پیک، بهبود زیست تخریب پذیری و حفاظت از سیستم های بیولوژیکی بعدی.
فاضلاب پتروشیمی حاوی روغن شناور، روغن امولسیون شده، سولفیدها، فنل های فرار، ترکیبات بنزن و هیدروکربن های آروماتیک هتروسیکلیک است که خواص بازدارندگی قوی از خود نشان می دهد. مشخصات به وضوح ایجاب می کند که محتوای نفتی در پساب بیولوژیکی A/O نباید از 20 میلی گرم در لیتر تجاوز کند. فراتر از این آستانه به راحتی منجر به پوشش میکروبی، کاهش سریع فعالیت و تجاوز مستقیم از استانداردهای نیتروژن آمونیاکی می شود.
پیش تصفیه صرفاً "حذف لجن و ته نشینی" نیست. این شامل دو سطح اصلی است:-پیش تصفیه در محل در کارخانه + پیش تصفیه متمرکز در تصفیه خانه فاضلاب. فاضلاب بسیار سمی ویژه (حاوی گوگرد، پسماندهای قلیایی، و فاضلاب الکتروشیرین‌کن) باید در محل کارخانه از قبل تصفیه شود و تخلیه مستقیم به سیستم فاضلاب یکپارچه برای رقیق‌سازی برای مطابقت با استانداردها اکیداً ممنوع است.
اصول کلی{0}سطح بالا: جداسازی آب تمیز و آلوده، جداسازی آب باران و فاضلاب، پیش تصفیه متمایز، و اقدامات بافر اضطراری.
II. منبع-مجموعه درجه بندی شده در سطح (پیش تصفیه از قبل، مهم تر از ساختارها)
بسیاری از بازسازی‌های تصفیه خانه فاضلاب تنها بر روی جداسازی و شناورسازی نفت{0}} تمرکز دارند و از تصفیه متمایز شبکه خط لوله که یک راه‌حل سطحی است غفلت می‌کنند.
فاضلاب حاوی گوگرد: آب حاصل از جداکننده آب نفت- در بالای برج، حاوی H2S، NH3 و فنل‌های فرار، باید تحت عملیات تصفیه فاضلاب حاوی گوگرد- قرار گیرد. پس از گوگردزدایی و حذف آمونیاک، آب تصفیه شده در سیستم فاضلاب حاوی روغن گنجانده می شود و نمی تواند مستقیماً وارد سیستم تصفیه بیولوژیکی شود.
روغن{0}}حاوی فاضلاب: آب ناشی از شستشوی منطقه مخزن، شستشوی پمپ، و تصفیه اتمسفر/خلاء/زهکشی هیدروژناسیون، اصلی ترین نفوذ به تصفیه خانه فاضلاب را تشکیل می دهد و از خط اصلی "روغن{1}}جداسازی آب → شناورسازی" پیروی می کند. پسماند قلیایی/پسماند قلیایی: فاضلاب شستشوی قلیایی بنزین و هیدروکربن مایع، pH بالا، فنل بالا، گوگرد بالا، طبقه بندی شده به عنوان فاضلاب ویژه پرخطر، قابل تصفیه با روش های فیزیکوشیمیایی مرسوم نیست و به طور جداگانه با استفاده از اسیدی شدن، اکسیداسیون فنل و بازیابی فنل پیش تصفیه می شود.
فاضلاب با شوری بالا: زهکشی نمک زدایی الکترواستاتیک و آب شستشوی گوگرد زدایی، TDS بالا، به طور جداگانه جمع آوری شده، در صورت نیاز با عملیات سخت شدن، غلظت غشاء و تبخیر تصفیه می شود تا از تجمع مداوم نمک در سراسر سیستم جلوگیری شود.
آب باران آلوده اولیه و آب حادثه آتش سوزی: آب باران از منطقه کارخانه و منطقه مخزن در 30-15 دقیقه اول به عنوان آب باران آلوده در نظر گرفته شده و به سیستم فاضلاب منتقل می شود. زهکشی حادثه و آب شستشوی نشت به طور موقت در حوضچه حادثه ذخیره می شود، قبل از ارسال منظم به تصفیه خانه فاضلاب ارزیابی، رقیق و پیش تصفیه می شود و تخلیه مستقیم اکیدا ممنوع است.
فاضلاب تمیز: فاضلاب آب در گردش و تخلیه آب غیر معدنی به طور جداگانه لوله گذاری می شوند و برای استفاده مجدد در اولویت قرار می گیرند و بر بار بیوشیمیایی تأثیر نمی گذارند.
III. واحدهای پیش تصفیه فیزیکوشیمیایی اصلی (اصول، انتخاب، پارامترهای عملیاتی، خطاهای رایج)
1. صفحه نمایش نوار و محفظه گریت سیکلون (اولین مرحله{1}} رهگیری فیزیکی)
عملکرد: پلاستیک‌ها، نوارهای پارچه‌ای، الیاف و ماسه را حذف می‌کند، از پمپ‌های پایین‌دست، دستگاه‌های انتشار هوای محلول و بسته‌بندی در برابر گرفتگی و سایش محافظت می‌کند.
نقاط عملیاتی و نگهداری: حذف سرباره مداوم/مدت زمانی از صفحه میله مکانیکی. حذف منظم شن و ماسه از محفظه شن برای جلوگیری از حمل ذرات ماسه به جداکننده روغن و سیستم شناورسازی. ساییدگی اسکراپر و شن و ماسه از مشکلات رایج هستند.
2. جداکننده روغن (جداکننده روغن صفحه شیبدار API/CPI، واحد هسته برای برداشتن روغن شناور)
اصل: از اختلاف چگالی بین روغن و آب برای جداسازی ذرات نفت شناور بزرگتر یا مساوی 100 میکرومتر توسط گرانش استفاده می کند. روغن شناور برای استفاده مجدد در یک مخزن لجن جمع آوری می شود. API یک نوع جریان افقی است، در حالی که جداکننده‌های روغن صفحه شیبدار CPI دارای ردپای کوچک‌تر و راندمان جداسازی بالاتری هستند. پالایشگاه های جدید باید CPI را در اولویت قرار دهند.
نقاط کنترل: نگهداری هیدرولیک، دمای آب، چرخه بازیافت روغن. روغن شناور باید به سرعت بازیابی شود. انباشته شدن بیش از حد روغن امولسیون شده و به سمت پایین حمل می شود و بار روی سیستم شناورسازی پایین دست افزایش می یابد.
محدودیت ها: جداکننده های روغن فقط می توانند روغن شناور را حذف کنند، نه روغن امولسیون شده یا محلول. این یک تصور غلط رایج در سایت-است.
3. مخزن یکسان سازی/مخزن متعادل کننده (پیک تراشیدن و بافر کردن، تثبیت کیفیت و کمیت آب)
عملکرد: زهکشی متناوب از کارخانه های پتروشیمی، قطع آب منطقه مخزن و اثرات آب باران باعث نوسانات قابل توجه کیفیت آب می شود. مخزن یکسان سازی به همگن شدن و یکسان سازی کمیت و تنظیم pH از قبل-و جلوگیری از تأثیر-غلظت- سمیت بالا بر روی فرآیندهای بیولوژیکی دست می یابد.
کاربرد عملی: مجهز به همزن / هوادهی برای جلوگیری از ته نشین شدن و تولید موضعی سولفید هیدروژن بی هوازی. مجهز به pH آنلاین و سیستم های هشدار اولیه هیدروکربن نفتی؛ ورودی غیر طبیعی را می توان به مخزن اضطراری تغییر داد.
4. انعقاد + فلوتاسیون هوای محلول (DAF) (واحد اصلی برای نفت امولسیون شده و آلاینده های کلوئیدی) روغن پراکنده و روغن امولسیون شده در پساب جداکننده روغن باید توسط شناور هوای محلول (DAF) جدا شوند و آن را به یک قطعه اصلی تجهیزات برای پیش تصفیه فاضلاب پتروشیمی تبدیل می کند.
اصل: افزودن دمولسیفایرها، منعقد کننده ها (نمک های آهن/آلومینیوم) و PAM (ذرات AM) لایه امولسیون را مختل می کند و باعث بی ثباتی و لخته شدن قطرات روغن می شود. هوای محلول تحت فشار، میکروحباب های 5 تا 20 میکرومتری تولید می کند که به لخته ها می چسبند و روی سطح شناور می شوند. یک خراش دهنده زباله ها را جمع آوری می کند (طبقه بندی شده به عنوان زباله های خطرناک).
مشخصات (HJ2045): نسبت رفلاکس 30٪-50٪، فشار مخزن هوا محلول 0.3-0.7 MPa، فشار شناور اولیه کمتر از 0.6 MPa نیست. زمان اقامت در مخزن هوای محلول 1-3 دقیقه، دمای آب کمتر یا مساوی 40 درجه. هر سلول فلوتاسیون را می توان به طور مستقل به صورت آفلاین، با پوشش مهر و موم شده و جمع آوری و تصفیه گازهای زائد برای کنترل خطرات مسمومیت VOC و H2S بازرسی کرد.
خطوط قرمز عملیاتی و نگهداری: معرف های بیشتر لزوما بهتر نیستند. افزودن بیش از حد PAM می تواند باعث ایجاد فوم ویسکوز بیولوژیکی و رسوب غشاء شود.
شاخص های هدف: محتوای نفت در پساب فلوتاسیون باید به طور پایدار زیر 20 میلی گرم در لیتر کنترل شود و استانداردهای ورودی برای تصفیه بیولوژیکی را رعایت کند.
5. خنثی‌سازی و پیش{1}اکسیداسیون (برای سولفیدها و کاهش سموم): پس از پاکسازی گوگرد-حاوی فاضلاب یا در طول پیش تصفیه پسماندهای قلیایی، می‌توان از پیش{3}}اکسیداسیون برای تبدیل سولفیدها و برخی از فنل‌های به راحتی تجزیه‌پذیر استفاده کرد و سمیت زیستی را کاهش داد. روش های رایج مورد استفاده عبارتند از اکسیداسیون هوا، هیپوکلریت سدیم و اکسیداسیون کاتالیستی پراکسید هیدروژن. اکسیداسیون بیش از حد اکیدا ممنوع است، زیرا اکسیدان های باقیمانده به طور مستقیم باکتری های نیتریف کننده را غیرفعال می کنند.
6. هیدرولیز و اسیدی کردن (سم زدایی، باز کردن حلقه، بهبود تجزیه پذیری زیستی، پیش تصفیه پیشرفته قبل از تصفیه بیوشیمیایی): برای تصفیه فاضلاب با نسبت B/C پایین (0.1-0.3) و حاوی اجزای معطر/هتروسیکلیک مقاوم، اغلب یک روش هیدرولیز، اسیدی شدن و پیش اسیدی شدن است. "پیش-درمان بیوشیمیایی."
اصل: باکتری های بی هوازی اختیاری، در شرایط بی هوازی، زنجیره های مولکول های آلی حلقوی بزرگ را باز کرده و می شکنند، آنها را به اسیدهای آلی کوچک تبدیل می کنند، نسبت B/C را افزایش می دهند و سمیت را کاهش می دهند. ارزش اصلی حذف قابل توجه COD نیست، بلکه بهبود زیست تخریب پذیری است.
تصور غلط: اسیدی شدن هیدرولیز یک دارو نیست. محتوای بالای روغن در پساب می‌تواند مستقیماً باعث ایجاد کیک بسته‌بندی، تجزیه لجن بی‌هوازی و انفجار سولفید هیدروژن شود. باید پس از جداسازی روغن و شناورسازی هوا انجام شود.
IV. فن‌آوری‌های ویژه پیش تصفیه فاضلاب (پیش تصفیه در-منبع کارخانه، از اهمیت بالایی برخوردار است)
1. فاضلاب حاوی گوگرد{1}: جداسازی بخار. جدا کردن تک برج-برج/دو- H2S و NH3 را حذف می‌کند. گاز اسیدی برای بازیابی گوگرد ارسال می شود. آب تصفیه شده به پالایشگاه بازیافت می شود یا در سیستم فاضلاب روغنی گنجانده می شود. این یک فرآیند استاندارد در پالایشگاه ها است.
2. فاضلاب با فنل بالا: استخراج با حلال. فنل‌های با غلظت بالا ترجیحاً استخراج و بازیابی می‌شوند تا بار فنل را قبل از ورود به تصفیه‌خانه فاضلاب کاهش دهند و از مهار قوی باکتری‌های نیتریف کننده توسط فنل‌ها جلوگیری کنند.
3. فاضلاب با نمک بالا/شیرین‌کن الکتریکی: پیش تصفیه غشای سخت، تبخیر. از پوسته پوسته شدن کلسیم و منیزیم و تجمع مداوم نمک جلوگیری می کند و از سیستم های غشایی بیولوژیکی و استفاده مجدد محافظت می کند.
V. پیش-تصفیه زباله جامد و مدیریت ایمنی (منطقه ای که به راحتی نادیده گرفته می شود،-منطقه پرخطر برای حوادث زیست محیطی)
1. سه-مدیریت لجن: لجن نفتی حاصل از جداکننده‌های نفت، کف شناورسازی، و لجن پسماند هیدرولیز/بیوشیمیایی همگی زباله‌های خطرناکی هستند. آنها باید در یک سیستم بسته جمع آوری شوند، آبگیری شوند و با رعایت مقررات توسط یک آژانس برون سپاری دفع شوند. تخلیه تصادفی و تخلیه مستقیم شیرابه ممنوع است.
2. سولفید هیدروژن و خطرات انفجار: چاه های جمع آوری آب، جداکننده های نفت، مخازن یکسان سازی و مخازن اسیدی شدن هیدرولیز به شدت در برابر انتشار H2S حساس هستند. عملیات فضای محدود باید بازرسی شود، دارای تهویه اجباری باشد و با مجوز کار تایید شود. سازه ها باید برای جمع آوری گاز مهر و موم شوند و گازهای خروجی باید به تاسیسات VOC/بوی زدایی فرستاده شوند. تجهیزات الکتریکی باید بر اساس استانداردهای ضد انفجار-انتخاب شوند.
3. اولویت هشدار اولیه آنلاین: پایش آنلاین هیدروکربن‌های نفتی، pH، ORP و سولفیدها باید به‌طور پیش{1}} اجرا شود. هنگامی که یک هشدار اولیه ایجاد می شود، اولویت باید به قطع جریان ورودی و هدایت آن به مخزن اضطراری داده شود. برای مقاومت در برابر ضربه به درمان بیولوژیکی تکیه نکنید.
VI. تصمیم عملی{1}}ایجاد منطق برای انتخاب فرآیند
خط اصلی استاندارد برای فاضلاب روغنی فراگیر در پالایشگاه های معمولی: توری → حذف شن → مخزن یکسان سازی → جداکننده روغن → انعقاد و شناورسازی → هیدرولیز و اسیدی شدن (در صورت نیاز) → تصفیه بیولوژیکی
فاضلاب حاوی گوگرد: پیش-تصفیه با جداسازی داخل واحد، آب تصفیه شده و سپس وارد شدن به خط اصلی
باقیمانده قلیایی،-فنل بالا، و- فاضلاب با نمک بالا: پیش{2}}تصفیه را در واحد جدا کنید، سپس به طور جداگانه به آن متصل شده یا پس از رعایت استانداردها دفع کنید.
پساب مزرعه انبار نفت کوچک و کم بار: حذف روغن سیکلون + شناورسازی کوچک-در مقیاس کافی است
یک قانون-انتخاب جمله: جداسازی روغن برای روغن شناور، شناورسازی برای روغن امولسیون شده، حذف مواد سمی منبع، هیدرولیز برای مواد-تخریب‌پذیر{2}}و استخرهای اضطراری برای درمان شوک
VII. باورهای غلط رایج در سایت (مستقیماً بر ثبات سیستم تأثیر می گذارد، از این دام ها اجتناب کنید)
❌ تصور غلط: تمرکز بر حذف COD در مقیاس بزرگ در طول پیش تصفیه ✅ پاسخ صحیح: اهداف اصلی کنترل روغن، کاهش سمیت و تثبیت کیفیت آب است. COD نشانگر اولیه نیست.
❌ تصور غلط: روغن امولسیون شده مستقیماً با تکیه بر تخریب میکروبی وارد فرآیند تصفیه بیولوژیکی می شود ✅ پاسخ صحیح: لجن پوشش روغن امولسیون شده سیستم نیتریفیکاسیون را به شدت در برابر فروپاشی آسیب پذیر می کند.
❌ تصور نادرست: فاضلاب حاوی گوگرد{0}}قبل از ورود به تصفیه خانه فاضلاب پاک نمی شود و رقیق می شود. ✅ پاسخ صحیح: سولفیدها بسیار سمی هستند. حتی مقادیر ناچیز آن می تواند نیتریفیکاسیون را مهار کند، در حالی که باعث ایجاد بوی بد و خطر مسمومیت می شود.
❌ تصور غلط: عوامل فلوتاسیون بدون توجه به هزینه به طور مداوم افزایش می یابد. ✅ پاسخ صحیح: لخته سازها/ منعقد کننده های بیش از حد باعث درمان بیولوژیکی، ایجاد کف، لجن سست و رسوب غشایی می شود.
❌ تصور غلط: تانک های اضطراری به عنوان تانک های بیکار تلقی می شوند. ✅ پاسخ صحیح: مخازن اضطراری امکانات کاهش خطرات زیست محیطی هستند. آنها باید حجم موثر کافی داشته باشند و به راحتی برای استفاده در دسترس باشند.
نتیجه گیری
اساس یک سیستم فاضلاب پایدار پتروشیمی نه در مخزن تصفیه بیولوژیکی، بلکه در فرآیند پیش تصفیه نهفته است.
جداسازی نفت، شناورسازی، جداسازی، اسیدی شدن هیدرولیز، بافرهای اضطراری، و شبکه های خطوط لوله مجزا به طور مجموعا یک "سد جداسازی سمیت" را تشکیل می دهند. پیش تصفیه مناسب، مقاومت سیستم بیولوژیکی را در برابر ضربه، سطوح نیتروژن آمونیاکی پایدار و فسفر کل و مصرف کمتر معرف و انرژی را تضمین می کند. با این حال، پیش تصفیه ناکارآمد منجر به تجاوز مداوم استانداردها حتی با بهترین فرآیندهای A/O، MBR و MBBR خواهد شد که نیاز به تنظیمات مکرر و حفظ خطرات زیست محیطی بالا دارد.
کسانی که در عملیات، تعمیر و نگهداری و طراحی فرآیند تصفیه فاضلاب پتروشیمی فعالیت می کنند، باید به جای تمرکز بر تنظیم پارامترهای مخزن تصفیه بیولوژیکی، ذهنیتی از "اولویت منبع، قبل{0}}تصفیه و کنترل سمیت بر کنترل بار" اتخاذ کنند.
