炼化酸性水高COD成因与协同治理路径
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炼化企业酸性水(含硫污水)普遍面临高COD难题,主要源于油类与硫化物的协同作用,对下游水处理及汽提装置造成严重冲击。
一、COD难题的核心成因
1. 硫化物溶解特性与贡献:
硫化物(H₂S、HS⁻、S²⁻)在水溶液中易水解(如S²⁻水解产生OH⁻),尤其在pH>7时溶解度降低。
相反,硫化物在非极性油相中溶解度更高,因其分子与油的相互作用更强。
硫化物是强还原剂,其氧化过程显著推高COD值(理论贡献比约1mg硫化物:1.6mg COD)。实际案例显示,硫化物浓度3520mg/L可贡献约5632mg/L的COD。
2. 油类的关键作用:
劣质重油掺炼比例增大是根本原因。其所含天然表面活性剂(沥青质、胶质等)与助剂形成稳定乳化油体系。
硫化物主要溶解/夹带于油相中,导致油与COD、硫化物问题深度耦合。
乳化油和溶解性大分子油(C5+)难以通过常规汽提去除,是净化水COD高企(如~2500mg/L)的主因。
二、酸性水带油的危害
乳化油不仅造成油品损失,更严重冲击下游:
1. 破坏汽提塔运行:油分引发起泡,破坏气液平衡,增加蒸汽消耗,降低处理能力。
2. 堵塞关键设备:塔盘和再沸器因油积聚而堵塞,降低效率并缩短设备寿命。
3. 污染副产品:导致生成黑硫磺,并使液氨带油,影响产品质量。
三、解决路径:高效除油为核心
实验与工程实践表明,优先深度除油可同步脱硫降COD:
案例:采用“SiC过滤器+高效聚结除油器”工艺处理含油>3000mg/L的减顶水,出水含油<200mg/L(除油率>97.9%),硫化物和COD去除率分别达72.1-80.7%和89.2-95.88%。
图:现场效果展示
除油后汽提的四大优势:
1. 显著降低净化水COD;
2. 提高副产品硫磺和液氨品质;
3. 提升汽提传质效率,减少蒸汽用量;
4. 降低汽提负荷,延长装置检修周期与寿命。
四、针对性建议
1. 前端深度除油脱硫:
针对乳化油及油相硫化物,优先采用“SiC过滤器+高效聚结除油器”组合工艺进行预处理,实现油、硫、COD协同高效去除。
2. 后端深度处理难降解COD:
针对汽提后残留的溶解性大分子油(C5+),在汽提后采用臭氧催化氧化等深度处理技术,进一步降解难去除有机物,确保出水达标。
表:年节约成本
注:酸性水中油按2%、硫化物按2000mg/L计。
结论
炼化企业加工劣质重油趋势下,酸性水高COD问题本质是油-硫耦合难题。以高效物理除油(如SiC+聚结)作为预处理核心,可同步脱除大部分硫化物与乳化油,显著降低COD并保障汽提装置稳定运行;对残余溶解性油则需后续深度氧化处理。此分级治理策略是破解酸性水困局、实现环保与经济双赢的关键。