利用统计数据浅析炼化装置酸性水脱硫除氨技术

【摘要】利用统计数据分析炼化装置酸性水来源及组分浓度，介绍多家炼油厂酸性水的脱硫除氨技术及其原理，并根据酸性水硫化物和氨氮浓度的差别选择处理技术和组合工艺对酸性水进行脱硫或除氨，其中包括氨氮浓度较高的酸性水采用吹脱法加生物法，硫化物浓度较低的酸性水采用空气氧化物，以及蒸汽汽提法、化学沉淀法及高效微生物技术等。

【关键词】炼化装置 酸性水 脱硫除氨技术

炼油装置酸性水通常是指炼油企业常减压、催化裂化、焦化、加氢裂化等生产装置中塔顶油水分离器、液态烃储罐脱水、富气水洗、液态烃水洗以及叠合汽油水洗等部分的排水，通常这部分污水排水量较小，约占全厂污水10%-20%，但污水中硫化物和氨氮浓度较高，约占全厂污水中硫化物、氨氮总量的90%以上，其中所含有的酚、氢化合物和油类等污染物，具有强烈的恶臭，即污染了环境，同时又影响其后的污水处理装置，给污水的水化处理造成极大的困难，是炼油厂污水处理的重点问题之一。现将此部分酸性水污染物、浓度及酸性水处理方法介绍如下。

一、收集不同装置酸性水污染物成分及浓度数据

对酸性水处理的前提是必须清楚不同装置产生的酸性水污染物的成分及其浓度。不同的原油种类和不同的加工装置产生的酸性水污染物不同，一般原油中含硫含氮量较高则其酸性水中的硫化物和氨氮浓度往往较高。

二、装置酸性水处理技术

装置酸性水处理根据其硫化物和氨氮含量的高低通常采用空气氧化法、吹脱法、汽提法、化学沉淀法和高效微生物法等多种技术方法。

（一）利用空气氧化法处理低含硫酸性水

空气氧化法是指利用空气所含的氧气氧化废水中有机物和还原性物质的处理方法，是一种比较常规的处理含硫废水的方法。空气氧化法的硫化物去除率通常可达80%-95%，氨氮去除率为10%-40%。其中硫化物中约90%被氧化成硫代硫酸盐，10%被氧化成硫酸盐，氨氮的去除在很大程度上是由于吹脱作用。空气氧化法的主要优点是设备少、流程简单、投资和操作费用低。而缺点是尾气含有恶臭气味，氧化使硫以盐的形式沉淀于废水中，但是随着酸性水硫化物浓度的不断提高和环保监管的日益严格，空气氧化法应用也越来越少，只有在酸性水量小，硫化物浓度低（通常硫化物在2000mg/L以下）可通过空气氧化法处理酸性水。

（二）使用出脱法处理高浓度氨氮酸性水

采用吹脱法脱出水中的氨氮，主要适用于处理高浓度氨氮的酸性水。通过将气体通入水中，确保气液充分相互接触，而水中溶解的游离氨穿过气-液界面，向气相转移，以便达到脱除氨氮的目的。而水中的氨氮则以铵离子（NH4+）和游离氨（NH3）存在。吹脱法具有流程简单、处理效果稳定、运行费和基建费较低、实用性较强等优点。如采用与生物法、氯化法等相结合的工艺能很好解决吹脱处理后废水氨氮浓度高的问题，然而，吹脱后的氨气随空气进入大气，容易造成二次污染，无法达到排放要求。如何确保吹脱出的氨气无害化，避免二次污染，达到环境与经济效益相统一，必将成为今后吹脱法处理高浓度废水的研究方向。

（三）采用蒸汽汽提法处理酸性水

酸性水为硫化氢、氨和二氧化碳和水的四元体系，硫化氢、氨和二氧化碳以NH4HS、（NH4）2S、NH4HCO3、（NH4）2CO3等铵盐形式在水中存在，这些弱酸弱碱盐水解后分别产生游离的硫化氢、氨和二氧化碳分子，这些分子又重新建立起液相平衡，该体系是化学平衡、电离平衡和相平衡共同存在的复杂体系，硫化氢铵水解反应的平衡常数随温度升高而增加，而以溶液形式存在的硫化氢、二氧化碳和氨水解成分子状态的硫化氢、二氧化碳和氨后，由液相转为气相。通入的蒸汽有加热和降低气相中硫化氢、二氧化碳和氨的分压双重作用，更快的促使它们从液相进入气相，从而达到净化水质的目的。蒸汽汽提法除了能回收硫化氢和氨气外，还可脱出废水中的部分酚。气提出的硫化氢可制取硫化钠、硫磺和硫酸，同时可回收副产品氨水。

（四）采用化学沉淀法处理酸性水

化学沉淀法是采用化学药品与污水中硫化物和氨氮反应，产生沉淀物，从而达到去除污水硫化物或氨氮的目的。这种方法可以实现氨氮的回收利用，沉淀反应不受温度等因素限制，设计操作较简单，能够有效处理氨氮浓度400mg/L以上的中高浓度污水，脱氮效率较高，基本解决了氮的回收和氨氮二次污染的问题，但是这种方法处理成本偏高，主要费用为药剂，寻找高效价廉的沉淀药剂，将是日后化学沉淀法的研究和发展方向。

（五）采用高效微生物技术处理酸性水

高效微生物是通过生物工程手段，针对不同污染物培育出的专门降解微生物，再制备成干粉状，在污水生化工艺启动后直接投加使用。它是由多种微生物菌群、复合酶制剂、微生物营养素、生物活性诱导剂等成分配置而成，主要特点为专一性强，可按不同的进水水质选择专门的微生物，尤其是对传统方法无法处理或者处理效果很差的高氨氮浓度污水和高浓度有机污水有独特的处理效果，微生物活性较高，抗冲击能力较强，处理效率迅速，效果稳定，繁殖能力强，速度较快，培育时间短，能够快速启动和恢复系统运行。

三、结束语

随着我国进口原油比例和炼油深度的不断增加，酸性水污染物也随之不断变化和成倍增长，单纯采用一种酸性水处理技术在某些企业已无法满足环保和后续污水处理场的要求，在今后实际应用中必须综合考虑酸性水的物理化学性质和操作影响因素，按照具体情况，采取切实可行的组合工艺方案，通过几种方法联合分级使用，避免每种方法的局限性和二次污染问题的出现，发挥各种处理技术的优势，以便满足企业和环保需求。

参考文献：

[1]中国石油化工集团公司安全环保局.石油石化环境保护技术[M].北京：中国石化出版社，2006.

[2]蒋京东，徐远等.鸟粪石结晶沉淀法处理氨氮废水[J].水处理技术，2008，34（2）.