含硫污水的有效處理

裘宇鵬

（中國石油化工股份有限公司濟南分公司，山東濟南 250000）

1 含硫污水概述

在石油開采過程中，隨著油氣儲層壓力的弱化，需要通過大型設備提高儲層的壓力，才能夠獲取油田的剩余資源，即依靠化學藥劑或注水的方式，之后經過脫水、脫鹽處理后，會產生包括硫化氫在內的諸多雜質，不僅會腐蝕設備和管路，還會造成水質惡化。在含硫污水中，主要包含四種硫化形式，且形態與污水的pH有直接關聯。此外還包括硫的氧化物、多硫化物、非活性硫等。

含硫污水的危害主要表現在對管道設備的無氧或有氧腐蝕，以及對人和動植物以及自然環境的毒害，此外濃度超標的硫化物還會惡化厭氧生物處理系統，抑制厭氧化菌的生長率，造成厭氧微生物活性受損。

2 含硫污水處理問題研究

據調查分析顯示，含硫污水處理主要存在如下集中性問題：首先裝置原料性質較差，日益劣質化的原料注入，使含硫污水比重隨之擴大。其次，很多石化企業，尤其是中小型企業缺乏內部分級控制機制，沒有對含硫污水形成約束力的管控，甚至控制指標都不具備。最后，含硫污水的監管和績效管理并未達成妥善的協調，激勵機制的缺乏引發產品質量影響風險。在含硫污水除油技術措施當中，目前較為常用的包括重力沉降分離處理技術、破乳分離技術措施、聚結除油技術措施以及旋流處理技術措施。傳統處理方法為堿液吸收法、氧化法（如直接氧化法、氯化處理法、Fenton試劑法）、化學沉淀法、汽提法（如蒸汽汽提法、真空抽提法）、電化學脫硫法、生物法。各種不同處理方法具有自身的優勢和缺陷，詳見如下表1。

傳統含硫污水處理工藝面對非常復雜的污水的成分，在應對挑戰的過程中，存在如下缺陷。一方面，處理工藝明顯不足，尤其是在脫硫的基礎上如何確保去除其他雜質離子。另一方面，處理效率差強人意，不僅會消耗大量的資源和成本，還會產生大量的污泥。

表1 含硫污水多種處理方法的對比

3 當前我國常用的含硫污水處理技術

3.1 重力沉降分離處理技術

用重力沉降分離處理技術進行含硫污水處理主要是利用油水之間的密度差異，使用重力沉降分離的方式將油珠顆粒從含硫污水中分離除去，進而實現含硫污水水質處理后達標的任務。重力沉降除油罐是該項技術進行實際應用操作的主要設備，污水進入罐體后通過重力沉降實現含硫污水分離，含硫污水自罐底流入緩沖罐，隨后，輸送至脫硫工作單元進行硫雜質的去除，由于含硫污水中的油脂對脫硫的效果產生極大的影響，因此，需要通過重力沉降技術在脫硫處理之前將油珠顆粒去除掉。

3.2 破乳分離技術

用破乳分離技術進行含硫污水處理主要是利用化學破乳劑對污水中油水乳化液結構能夠實現破壞的作用，進而實現含硫污水中雜質的分離，該項技術能夠有效提升含硫污水雜質去除效果。在實踐應用過程中，由于油水乳化液結構十分穩定，使用破乳劑能夠在合適的條件下將污水中的乳化油和浮油進行分離，將水和雜質進行徹底的分離，進而達到含硫污水雜質去除的效果。

3.3 聚結除油技術

用聚結除油技術進行含硫污水處理主要是利用聚結材料表面強大的吸附能力，含硫污水進入聚結除油分離設備當中，污水中的細小油珠顆粒會與聚結材料進行充分的接觸，被其吸附在表面，當體積不斷增大后，將上升到集油器，進而實現含硫污水油水分離的目的。在現代含硫污水處理過程中，使用聚結除油技術進行含硫污水處理還會輔以新型油水分離器，并采用高效的旋流技術措施，進而提升聚結效果，再搭配粗粒化油水分離技術，則更能夠提升雜質的去除能力。

3.4 旋流處理技術

旋流處理技術是一項輔助性的含硫污水處理技術，利用旋流分離器高速旋轉的能效，與其他含硫污水處理技術進行搭配，能夠大幅提升油水的分離效果，這其中，水力旋流器是含硫污水處理的最佳選擇，能夠實現最佳分離效果，但該項技術也存在不能將固體懸浮顆粒從含硫污水中分離的弊端，需要輔以過濾或者沉降技術才能夠實現最佳的完全效果。此外，旋流處理技術在進行含硫污水處理后，必須經過較長時間的沉淀才能夠實現含硫污水處理的最佳效果，因此，通過依靠科學的界位指示系統和自動脫油技術可以大幅降低旋流處理技術的操作難度和工作強度。

4 含硫污水處理優化思路

4.1 創新污水處理技術工藝

明確傳統含硫污水處理的弊端，綜合考慮除硫時間對除硫率的影響、溫度對除硫率的影響、pH對除硫率的影響、除硫劑加量對除硫率的影響，首先投入氫氧化鈣進行pH調節，直至pH為10，為后續處理奠定基礎。其次進行二次沉淀，結合沉淀分離技術，進行攪拌處理完成固液分離處理。最后優化排放環節運行細節，采取分類、分質處理的方式，待順利排出污泥之后，中和堿性溶液，靈活調整統籌氨精制成本，有效利用污水中的有益成分。

4.2 源頭控制環節運行優化

實施硫化氫指標的卡邊操作，實行不同層級溫度控制，在確保汽提蒸汽量降低的前提下，有效降低污水產生量。與此同時，針對冷卻流程、中間換熱環節以及凈化水出裝置，要做好凈化水排水溫度的差異化控制。此外在催化裂化裝置中實施清潔介質替代，例如采用凈化干氣的方式實現催化裂化反應。此外從源頭削減排污，做好注入量的精準把控，形成最佳注水量標準。最后基于水成本和電費的視域，借助成本估算優化注水水質。

4.3 強化基礎管理和安全運行

石化企業要重視含硫污水的處理工作，依托有效的激勵獎勵政策，激發員工群力、群策、群控。加大對含硫污水排放基礎數據的實測，遵循系統優化和安全第一的理念，全方位構建清潔生產體系，綜合考慮個體與系統，有效應對產品、廢物與材料的關系。不斷健全運行操作，與時俱進地對設備、工藝和流程進行改進，實施科學化危害識別與風險評估機制，最大限度地提升含硫污水處理工作的有效性。

5 結束語

石化行業在生產運營過程中，不可避免地會產生硫化氫等含硫污水。基于對傳統含硫污水技術和工藝的研究發現，處理工藝技術步驟依然有待于完善和改進。尤其是污染物處理效率、效果存在不同程度的缺欠，難以達成經濟處理原則的需求。為此要選擇合適的除硫方法，兼顧處理效率和技術成本，確保達到國家排放標準。