Dit artikel, samengesteld op basis van de China Petroleum and Chemical Wastewater Treatment Design Specifications, is bedoeld voor procesingenieurs, operationele en onderhoudssupervisors en EPC-technici in raffinaderijen en petrochemische afvalwaterzuiveringsinstallaties. Het richt zich op voorbehandeling-de eerste verdedigingslinie in het gehele afvalwatersysteem. De hoofdoorzaak van de meeste biochemische vergiftigingen, de ineenstorting van de nitrificatie, onlineoverschrijdingen en geurhinder in petrochemisch afvalwater ligt in het falen van de voorbehandeling.
I. Het tot stand brengen van kernbegrip: de positionering en het eindresultaat van de voorbehandeling van petrochemisch afvalwater
De voorbehandeling van gemeentelijk afvalwater richt zich primair op het verwijderen en homogeniseren van slak; de kerndoelen van de voorbehandeling van petrochemisch afvalwater zijn: olieverwijdering, ontgifting, piekreductie, verbetering van de biologische afbreekbaarheid en bescherming van daaropvolgende biologische systemen.
Petrochemisch afvalwater bevat drijvende olie, geëmulgeerde olie, sulfiden, vluchtige fenolen, benzeenverbindingen en heterocyclische aromatische koolwaterstoffen, die sterke remmende eigenschappen vertonen. De specificaties vereisen duidelijk dat het aardoliegehalte in het biologische A/O-influent niet hoger mag zijn dan 20 mg/l. Het overschrijden van deze drempel leidt gemakkelijk tot microbiële coating, snelle afname van de activiteit en directe overschrijding van de ammoniak-stikstofnormen.
Voorbehandeling is niet simpelweg "slibverwijdering en sedimentatie"; het omvat twee hoofdniveaus: voorbehandeling op locatie in de fabriek + gecentraliseerde voorbehandeling in de afvalwaterzuiveringsinstallatie. Speciaal zeer giftig afvalwater (dat zwavel, alkalisch residu en elektro{3}}ontziltingsafvalwater bevat) moet ter plaatse-in de fabriek worden voorbehandeld, en directe lozing in het geïntegreerde afvalwatersysteem voor verdunning om aan de normen te voldoen, is ten strengste verboden.
Algemene principes op het hoogste-niveau: scheiding van schoon en vervuild water, scheiding van regen- en afvalwater, gedifferentieerde voorbehandeling en noodbuffermaatregelen.
II. Verzameling op bron-niveau (voorbehandeling vooraf, kritischer dan structuren)
Veel renovaties van afvalwaterzuiveringsinstallaties richten zich uitsluitend op de scheiding en flotatie van olie{0}}water, waarbij de gedifferentieerde behandeling van het pijpleidingennetwerk wordt verwaarloosd, wat een oppervlakkige oplossing is.
Zwavel{0}}houdend afvalwater: Water uit de olie-waterafscheider bovenaan de toren, dat H₂S, NH₃ en vluchtige fenolen bevat, moet een voorbehandeling ondergaan voor het strippen van zwavel-houdend afvalwater. Na ontzwaveling en verwijdering van ammoniak wordt het gezuiverde water vervolgens opgenomen in het olie-houdende afvalwatersysteem en kan het niet rechtstreeks in het biologische zuiveringssysteem worden ingevoerd.
Olie{0}}houdend afvalwater: Water uit het spoelen van het tankgebied, het spoelen van de pompen en de atmosferische/vacuümbehandeling/hydrogeneringsdrainage vormt het belangrijkste influent naar de afvalwaterzuiveringsinstallatie en volgt de hoofdlijn 'olie-waterscheiding → flotatie'. Alkaliresidu/afval-alkali: benzine en vloeibare koolwaterstof, alkalisch waswater, hoge pH, hoog fenolgehalte, hoog zwavelgehalte, geclassificeerd als speciaal afvalwater met een hoog-risico, kan niet worden behandeld met conventionele fysisch-chemische methoden en wordt afzonderlijk voorbehandeld met behulp van verzuring, fenolterugwinning en natte oxidatie.
Afvalwater met hoog-zoutgehalte: elektrostatisch ontziltingsdrainage- en ontzwavelingswaswater, hoge TDS, afzonderlijk ingezameld, indien nodig behandeld met verhardingsbehandeling, membraanconcentratie en verdamping om continue zoutophoping door het hele systeem te voorkomen.
Initieel verontreinigd regenwater en water bij brandongevallen: Regenwater uit het fabrieksgebied en het tankgebied binnen de eerste 15-30 minuten wordt beschouwd als verontreinigd regenwater en wordt overgebracht naar het afvalwatersysteem; Ongevallenafvoer en lekspoelwater worden tijdelijk opgeslagen in het ongevallenbad, beoordeeld, verdund en voorbehandeld voordat ze op een ordelijke manier naar de afvalwaterzuiveringsinstallatie worden gestuurd, en directe lozing is ten strengste verboden.
Schoon afvalwater: Circulerend afvalwater en de lozing van gedemineraliseerd water worden afzonderlijk door buizen geleid, krijgen prioriteit voor hergebruik, en hebben geen invloed op de biochemische belasting.
III. Reguliere fysisch-chemische voorbehandelingseenheden (principes, selectie, bedrijfsparameters, veelvoorkomende fouten)
1. Staafscherm en cycloongritkamer (fysieke onderschepping van de eerste- fase)
Functie: Verwijdert kunststoffen, stoffen strips, vezels en zand, waardoor stroomafwaartse pompen, apparaten voor het vrijgeven van opgeloste lucht en pakkingen worden beschermd tegen verstopping en slijtage.
Bedienings- en onderhoudspunten: Continue/getimede slakverwijdering van de mechanische staafzeef; regelmatige zandverwijdering uit de gritkamer om te voorkomen dat zanddeeltjes in de olieafscheider en het flotatiesysteem terechtkomen. Slijtage aan de schraper en zandaankoeking zijn vaak voorkomende problemen.
2. Olieafscheider (API/CPI olieafscheider met hellende plaat, kerneenheid voor het verwijderen van drijvende olie)
Principe: Maakt gebruik van het dichtheidsverschil tussen olie en water om drijvende oliedeeltjes groter dan of gelijk aan 100 μm door de zwaartekracht te scheiden. De drijvende olie wordt opgevangen in een slibtank voor hergebruik. API is een horizontaal stroomtype, terwijl CPI-olieafscheiders met hellende platen een kleinere voetafdruk en een hogere scheidingsefficiëntie hebben. Nieuwe raffinaderijen moeten prioriteit geven aan CPI.
Controlepunten: hydraulische retentie, watertemperatuur, olieterugwinningscyclus; drijvende olie moet onmiddellijk worden teruggewonnen. Overmatige olieophoping zal emulgeren en naar beneden worden getransporteerd, waardoor de belasting van het stroomafwaartse flotatiesysteem toeneemt.
Beperkingen: Olieafscheiders kunnen alleen drijvende olie verwijderen, geen geëmulgeerde of opgeloste olie. Dit is een veel voorkomende misvatting op-site.
3. Egalisatietank/balanceringstank (piekscheren en bufferen, stabiliseren van waterkwaliteit en -kwantiteit)
Functie: Intermitterende drainage uit petrochemische fabrieken, afsluiting van het water in tankgebieden en regenwaterinvloeden veroorzaken aanzienlijke schommelingen in de waterkwaliteit. De egalisatietank zorgt voor homogenisering en kwantiteitsvereffening, en vooraanpassing van de pH-, waardoor hoge- concentratie- en hoge- toxiciteitspulseffecten op biologische processen worden vermeden.
Praktische toepassing: Uitgerust met roeren/beluchten om bezinking en gelokaliseerde anaerobe waterstofsulfideproductie te voorkomen; uitgerust met online pH- en petroleum-koolwaterstof-vroege waarschuwingssystemen; abnormaal influent kan worden overgezet naar een noodtank.
4. Coagulatie + Dissolved Air Flotation (DAF) (hoofdeenheid voor geëmulgeerde olie en colloïdale verontreinigende stoffen) Gedispergeerde olie en geëmulgeerde olie in het effluent van de olieafscheider moeten worden gescheiden door opgeloste luchtflotatie (DAF), waardoor het een kernapparaat wordt voor de voorbehandeling van petrochemisch afvalwater.
Principe: Het toevoegen van demulgatoren, coagulanten (ijzer-/aluminiumzouten) en PAM (deeltjesvormige AM) verstoort de emulsielaag, waardoor oliedruppels destabiliseren en uitvlokken. Opgeloste lucht onder druk genereert microbellen van 5–20 μm, die zich aan de vlokken hechten en naar het oppervlak drijven. Een schraper verzamelt het schuim (geclassificeerd als gevaarlijk afvalschuim).
Specificaties (HJ2045): Refluxverhouding 30%–50%, tankdruk opgeloste lucht 0,3–0,7 MPa, primaire flotatiedruk niet lager dan 0,6 MPa; verblijftijd in de tank met opgeloste lucht 1–3 minuten, watertemperatuur lager dan of gelijk aan 40 graden; elke flotatiecel kan onafhankelijk offline worden geïnspecteerd, met een afgesloten deksel en opvang en behandeling van afgas om het risico op VOS- en H₂S-vergiftiging te beheersen.
Operationele en onderhoudsrode lijnen: Meer reagentia zijn niet noodzakelijkerwijs beter; overmatige toevoeging van PAM kan daaropvolgende biologische stroperige schuim- en membraanvervuiling veroorzaken.
Doelindicatoren: Het aardoliegehalte in het flotatie-effluent moet stabiel onder de 20 mg/l worden gehouden, waarbij wordt voldaan aan de influentnormen voor biologische behandeling.
5. Neutralisatie en pre-oxidatie (voor sulfiden en reducerende gifstoffen): Na het strippen van zwavel-houdend afvalwater of tijdens de voorbehandeling van alkalische residuen, kan pre-oxidatie worden gebruikt om sulfiden en sommige gemakkelijk afbreekbare fenolen om te zetten, waardoor de biotoxiciteit wordt verminderd. Veelgebruikte methoden zijn onder meer luchtoxidatie, natriumhypochloriet en katalytische oxidatie van waterstofperoxide. Overmatige oxidatie is ten strengste verboden, omdat resterende oxidanten nitrificerende bacteriën direct zullen inactiveren.
6. Hydrolyse en verzuring (ontgifting, ringopening, verbeterde biologische afbreekbaarheid, verbeterde voorbehandeling vóór biochemische behandeling): Voor het raffineren van afvalwater met lage B/C-verhoudingen (0,1-0,3) en dat aromaten/heterocyclische recalcitrante componenten bevat, is hydrolyse en verzuring een belangrijke voorbehandelingsmethode, vaak gecategoriseerd als "pre-biochemische behandeling."
Principe: Facultatieve anaërobe bacteriën openen en breken onder anaërobe omstandigheden de ketens van grote cyclische organische moleculen, zetten deze om in kleine organische zuren, verhogen de B/C-verhouding en verminderen de toxiciteit. De kernwaarde is niet het significant verwijderen van CZV, maar het verbeteren van de biologische afbreekbaarheid.
Misvatting: Hydrolyseverzuring is geen wondermiddel. Een hoog oliegehalte in het influent kan direct leiden tot pakkingaankoeking, anaerobe slibontleding en waterstofsulfide-explosies; het moet worden gedaan na olieafscheiding en luchtflotatie.
IV. Speciale technologieën voor de voorbehandeling van afvalwater (bij-voorbehandeling van plantaardige bronnen, van het allergrootste belang)
1. Zwavel-houdend afvalwater: stoomstrippen. Bij het strippen van enkele-toren/dubbele-toren worden H₂S en NH₃ verwijderd. Zuur gas wordt gestuurd voor zwavelwinning. Gezuiverd water wordt gerecycled naar de raffinaderij of opgenomen in het olieachtige afvalwatersysteem. Dit is een standaardproces in raffinaderijen.
2. Afvalwater met een hoog-fenolgehalte: oplosmiddelextractie. Fenolen met hoge- concentratie worden bij voorkeur geëxtraheerd en teruggewonnen om de fenolbelasting te verminderen voordat ze de afvalwaterzuiveringsinstallatie binnenkomen, waardoor een sterke remming van nitrificerende bacteriën door fenolen wordt vermeden.
3. Hoog-zout/elektrodenontzouting afvalwater: voorbehandeling met harde membranen, verdamping. Voorkomt calcium- en magnesiumaanslag en voortdurende zoutophoping, waardoor de biologische en hergebruikmembraansystemen worden beschermd.
V. Voor-behandeling van vast afval en veiligheidsbeheer (gemakkelijk over het hoofd gezien, hoog-risicogebied voor milieuongevallen)
1. Drie-slibbeheer: olieslib uit olieafscheiders, flotatieschuim en hydrolyse-/biochemisch residu-slib zijn allemaal gevaarlijke afvalstoffen. Ze moeten worden verzameld in een gesloten systeem, gedroogd en verwijderd in overeenstemming met de regelgeving door een extern bureau. Willekeurige storting en directe lozing van percolaat zijn verboden.
2. Waterstofsulfide- en explosierisico's: Wateropvangputten, olieafscheiders, egalisatietanks en hydrolyseverzuringstanks zijn zeer gevoelig voor het vrijkomen van H₂S; Operaties in besloten ruimtes moeten worden geïnspecteerd, geforceerde ventilatie hebben en worden goedgekeurd door een werkvergunning; constructies moeten worden afgedicht voor gasopvang, en uitlaatgassen moeten naar VOS/ontgeuringsinstallaties worden gestuurd; elektrische apparatuur moet worden geselecteerd op basis van explosie-normen.
3. Prioriteit voor online vroegtijdige waarschuwing: Online monitoring van aardoliekoolwaterstoffen, pH, ORP en sulfiden moet preventief worden geïmplementeerd-. Wanneer een vroege waarschuwing wordt geactiveerd, moet prioriteit worden gegeven aan het afsluiten van het influent en het omleiden ervan naar een noodtank; vertrouw niet op biologische behandeling om de impact te weerstaan.
VI. Praktische beslissingen-Logica maken voor processelectie
Standaard hoofdleiding voor uitgebreid oliehoudend afvalwater in conventionele raffinaderijen: Rooster → Gritverwijdering → Egalisatietank → Olieafscheider → Coagulatie en flotatie → Hydrolyse en verzuring (indien nodig) → Biologische behandeling
Zwavel-houdend afvalwater: voor-behandeling door strippen in de eenheid, gezuiverd water en vervolgens opgenomen in de hoofdleiding
Alkaliresten, hoog-fenol- en hoog-zout afvalwater: Afzonderlijke voor-behandeling binnen de eenheid, vervolgens aangesloten op of afzonderlijk afgevoerd nadat aan de normen is voldaan
Klein, laag-oliedepot/tankboerderijafvalwater: cycloonolieverwijdering + kleinschalige-flotatie is voldoende
Selectieregel uit één- zin: oliescheiding voor drijvende olie, flotatie voor geëmulgeerde olie, bronverwijdering van giftige stoffen, hydrolyse voor moeilijk-afbreekbare- stoffen en noodzwembaden voor shockbehandeling
VII. Vaak gebruikte misvattingen op locatie (die de systeemstabiliteit rechtstreeks beïnvloeden, vermijd deze valkuilen)
❌ Misvatting: focussen op grootschalige- CZV-verwijdering tijdens de voorbehandeling ✅ Correct antwoord: de kerndoelen zijn oliecontrole, toxiciteitsreductie en stabilisatie van de waterkwaliteit; CZV is niet de primaire indicator.
❌ Misvatting: Geëmulgeerde olie komt rechtstreeks in het biologische behandelingsproces terecht, afhankelijk van microbiële afbraak. ✅ Juiste antwoord: Geëmulgeerd oliecoatingsslib maakt het nitrificatiesysteem uiterst kwetsbaar voor instorting.
❌ Misvatting: Zwavel-houdend afvalwater wordt niet gestript en verdund voordat het de afvalwaterzuiveringsinstallatie binnenkomt. ✅ Juiste antwoord: Sulfiden zijn zeer giftig; zelfs sporenhoeveelheden kunnen de nitrificatie remmen, terwijl ze ook vieze geuren produceren en een risico op vergiftiging vormen.
❌ Misvatting: Flotatiemiddelen worden voortdurend verhoogd, ongeacht de kosten. ✅ Juiste antwoord: Overmatige vlokmiddelen/coagulanten zullen een biologische behandeling introduceren, waardoor schuimvorming, los slib en membraanvervuiling worden veroorzaakt.
❌ Misvatting: Noodtanks worden behandeld als inactieve tanks. ✅ Juiste antwoord: noodtanks zijn voorzieningen voor het beperken van milieurisico's; zij moeten voldoende effectief volume hebben en gemakkelijk beschikbaar zijn voor gebruik.
Conclusie
De basis voor een stabiel petrochemisch afvalwatersysteem ligt niet in de biologische zuiveringstank, maar in het voorbehandelingsproces.
Oliescheiding, flotatie, strippen, hydrolyseverzuring, noodbuffers en afzonderlijke pijpleidingnetwerken vormen gezamenlijk een ‘toxiciteitsisolatiebarrière’. Een goede voorbehandeling garandeert de weerstand van het biologische systeem tegen schokken, stabiele ammoniakstikstof- en totaalfosforniveaus en een lager reagens- en energieverbruik. Een ineffectieve voorbehandeling zal echter resulteren in aanhoudende overschrijdingen van de normen, zelfs bij de beste A/O-, MBR- en MBBR-processen, waardoor herhaaldelijke aanpassingen nodig zijn en er hoge milieurisico's blijven bestaan.
Degenen die zich bezighouden met de exploitatie, het onderhoud en het procesontwerp van de petrochemische afvalwaterzuivering moeten een mentaliteit aannemen van 'bronprioriteit, voor- behandeling en controle van de toxiciteit boven controle van de belasting', in plaats van zich eenvoudigweg te concentreren op het aanpassen van de parameters van de biologische zuiveringstank.
