馬海軍(中油(長汀)催化劑有限公司，福建 長汀 366300)

0 引言

目前，煉油催化裂化催化劑生產(chǎn)企業(yè)在生產(chǎn)過程中，會產(chǎn)生大量的廢水，且廢水種類較多，含有高鹽、高氨氮、高二氧化硅以及高懸浮物等物質(zhì)，需要采取相應措施，進行分類處理和分段處理方式處理，才能實現(xiàn)資源的回收利用及廢水零排放。

1 煉油催化裂化催化劑生產(chǎn)廢水類型分析

通過對部分煉油催化裂化催化劑生產(chǎn)企業(yè)實際生產(chǎn)情況的調(diào)研和分析，發(fā)現(xiàn)在制備催化劑過程中會產(chǎn)生多種類廢水，主要包括分子篩污水、凝膠污水和微球污水，此類廢水普遍含有高鹽、高氨氮、高二氧化硅以及高懸浮物等物質(zhì)。其中硫酸鈉鹽和氯化鈉鹽是凝膠污水與微球污水中的主要物質(zhì)。

廢水排放處理具體操作如下：首先，需要采取兩級高效澄清預處理；其次，分子篩污水中氨氮含量降低后，則與凝膠污水共同進入凝膠污水預處理工序，降低污水中懸浮物與二氧化硅；最后，針對微球污水排放處理，則是需要單獨進行兩級高效澄清預處理，降低污水中二氧化硅和懸浮物。此外，出于對各類型污水含鹽種類差異性綜合考慮，需要采取兩套并行設(shè)置的螯合軟化、膜濃縮及MVR蒸發(fā)結(jié)晶單元，將經(jīng)處理后獲得的硫酸鈉鹽(GB/T 6009—2014《工業(yè)無水硫酸鈉：I類一等品》)及氯化鈉鹽(GB/T 5462—2015《日曬工業(yè)鹽一級品》)可進行資源化利用，其中達到國家排放標準的膜處理產(chǎn)水及蒸發(fā)蒸餾水也可再次回收利用，從而達到煉油催化裂化催化劑生產(chǎn)廢水零排放目標。

2 煉油催化裂化催化劑生產(chǎn)廢水零排放處理工藝具體應用

2.1 工藝原理

以分類處理和分段處理方式對煉油催化裂化催化劑生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水進行排放處理，達到再次回收利用處理過程中產(chǎn)生沉淀物和清液目的。首先，通過預處理裝置將懸浮物、氨氮和二氧化硅從污水中去除，其中高氨氮分子篩污水經(jīng)脫氨氮裝置降低氨氮含量；其次，進入膜濃縮裝置深度脫除污水中的鹽；最后，通過MVR蒸發(fā)結(jié)晶裝置來將上一工序中產(chǎn)生的高含鹽污水再一次處理，并另行處置此工序中產(chǎn)出的鹽結(jié)晶。預處理裝置進出水質(zhì)量指標如表1和表2所示。

表1 預處理裝置進水質(zhì)量指標

表2 預處理裝置出水質(zhì)量指標

2.2 煉油催化裂化催化劑生產(chǎn)廢水零排放處理系統(tǒng)

2.2.1 多介質(zhì)過濾器

多介質(zhì)過濾器采用多孔板+濾帽布水形式，內(nèi)部有無煙煤與精制石英砂裝填，主要起到截流斜管沉淀池出水中的懸浮物和膠體的作用。氣洗、氣水聯(lián)合反洗、水洗是多介質(zhì)過濾器核心運行3步反洗工序，利用時間或進、出水壓差進行反洗，在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)過濾器的全自動控制及手動強制反沖洗。

2.2.2 超濾(UF)

超濾主要通過膜表面孔徑機械篩分作用、膜孔阻滯作用和膜表面及膜孔對雜質(zhì)的吸附作用，來達到對污水中微小顆粒進行截留的目的，能夠有效降低污水中懸浮物與濁度，其過濾精度能夠控制在0.001～0.100 μm范圍區(qū)間內(nèi)，在去除細菌和部分有機污染物方面有著十分可觀的成效，不僅能夠有效改善和穩(wěn)定水質(zhì)，也能進一步提升資源回收率，其回收率最高可達91%左右。

2.2.3 DTRO

DTRO作為反滲透形式之一，在處理高濃度廢水方面有著明顯成效，在國內(nèi)外垃圾滲濾液等處理工序中廣泛應用。相較于傳統(tǒng)的卷式反滲透膜，DTRO膜柱的構(gòu)造核心由碟片式膜片、導流盤、O型橡膠墊圈、中心拉桿和耐壓套管組成；采取開放式流道設(shè)計形式，料液由入口進入壓力容器中，再從導流盤與外殼之間的通道向組件的另一端流動，且在法蘭處進入導流盤中，液體經(jīng)處理后以最短的距離快速從濾膜流經(jīng)過并180°逆轉(zhuǎn)到另一膜面，導流盤中心槽口負責將液體傳輸至下一個導流盤，從而在膜表面形成由導流盤圓周到圓中心，再到圓周，再到圓中心的雙“S”形路線，最后在進料端法蘭處流出濃縮液。在特殊水力學設(shè)計作用下，可使流經(jīng)濾膜表面的處理液形成湍流，提升透過速率以及強化自清洗功能，既能防止膜堵塞和減少濃度極化現(xiàn)象出現(xiàn)，又能有效延長膜的使用期限。此外，膜片上附著的積垢也極易清洗干凈，即使是更加惡劣的進水條件，也能很好適應[1]。

2.2.4 反滲透(RO)

反滲透是利用一種功能性半透膜，在壓力驅(qū)動作用下溶劑分子可以透過反滲透膜，而溶質(zhì)分子被阻擋的一種過濾方式，也稱之為逆滲透。將壓力施加給膜一側(cè)的料液，其壓力超過料液滲透壓時，會出現(xiàn)溶劑逆著自然滲透的方向作反向滲透的情況，此時膜的低壓側(cè)將得到透過的溶劑；而高壓側(cè)得到濃縮的溶液。出于對催化劑生產(chǎn)裝置產(chǎn)生的污水中TDS不是穩(wěn)定值綜合考慮，采取二級RO系統(tǒng)設(shè)計，使其將污水中TDS降低，從而保證濃縮水系統(tǒng)穩(wěn)定運行。膜處理最終清水產(chǎn)水水質(zhì)如表3所示。

表3 膜處理裝置出水水質(zhì)

2.2.5 MVR蒸發(fā)結(jié)晶

預熱器：溶液預熱是待蒸發(fā)的溶液在進入蒸發(fā)器之前必須要進行的工序。凝膠污水MVR蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)采用3個板式換熱器來完成待處理凝膠污水的預熱工序，此過程熱介質(zhì)為蒸汽冷凝水、不凝氣、鮮蒸汽，其中冷介質(zhì)是凝膠污水，在板式預熱器中，冷熱介質(zhì)進行熱交換，以此來讓凝膠污水達到預期預熱蒸發(fā)溫度；微球污水MVR蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)采用兩個板式換熱器來完成待處理微球污水的預熱工序，此過程熱介質(zhì)為蒸汽冷凝水、鮮蒸汽，其中冷介質(zhì)是微球污水，冷熱介質(zhì)在板式預熱器中進行熱交換，達到將微球污水預熱到蒸發(fā)溫度的效果。

蒸發(fā)器：在蒸發(fā)器中的待蒸發(fā)溶液和熱源蒸汽進行換熱，產(chǎn)生蒸發(fā)反應。在實際操作過程中，為了達到預期處理效果，需要根據(jù)不同溶液的性質(zhì)來選擇不同類型的蒸發(fā)器。比如處理硫酸鈉溶液、氯化鈉溶液，通常情況下，廢水排放處理系統(tǒng)會選擇由TA1/TA2材質(zhì)制成的強制循環(huán)蒸發(fā)器。

分離器：通過利用分離器來完成蒸汽和液體的分離，在實際操作過程中，同樣根據(jù)不同溶液的性質(zhì)可以選擇不同的分離器，目前所使用的分離器主要包括離心分離器、重力分離器或者有特殊結(jié)構(gòu)的分離器。由于系統(tǒng)蒸發(fā)硫酸鈉溶液、氯化鈉溶液時會產(chǎn)生結(jié)晶，因此，在蒸發(fā)高濃度溶液時需要采用結(jié)晶分離器，為了防止分離器所析出的結(jié)晶在內(nèi)部沉積，可將錐形封頭裝置在分離器的底部。MVR裝置進水質(zhì)量指標和出水質(zhì)量指標如表4和表5所示。

表4 MVR裝置進水質(zhì)量指標

表5 MVR裝置出水質(zhì)量

3 結(jié)語

重視和加強煉油催化裂化催化劑生產(chǎn)廢水零排放處理，不僅是滿足企業(yè)綠色生產(chǎn)需求以及提升經(jīng)濟效益的有效手段，也是確保行業(yè)長遠發(fā)展的關(guān)鍵，根據(jù)國家下達環(huán)保標準，采取相應措施，實現(xiàn)廢水達標排放，加強新材料、新技術(shù)開發(fā)與應用，全面提升技術(shù)水平，堅持貫徹綠色發(fā)展理念，進一步完善與優(yōu)化煉油催化裂化催化劑生產(chǎn)技術(shù)，為我國煉油工業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供助力。