중국 석유 및 화학 폐수 처리 설계 사양을 기반으로 작성된 이 기사는 정유소 및 석유화학 폐수 처리장의 공정 엔지니어, 운영 및 유지 관리 감독자, EPC 기술자를 대상으로 합니다. 이는 전체 폐수 시스템의 첫 번째 방어선인 전처리-에 중점을 두고 있습니다. 석유화학 폐수에서 대부분의 생화학적 중독, 질산화 붕괴, 온라인 초과 및 악취 문제의 근본 원인은 전처리 실패에 있습니다.
I. 핵심 이해 확립: 석유화학 폐수 전처리의 포지셔닝 및 수익성
도시 폐수 전처리는 주로 슬래그 제거 및 균질화에 중점을 둡니다. 석유화학 폐수 전처리의 핵심 목표는 오일 제거, 해독, 피크 감소, 생분해성 향상 및 후속 생물학적 시스템 보호입니다.
석유화학 폐수에는 부유유, 유화유, 황화물, 휘발성 페놀, 벤젠 화합물, 헤테로고리 방향족 탄화수소 등이 포함되어 있어 강력한 억제 특성을 나타냅니다. 사양에서는 A/O 생물학적 유입수의 석유 함량이 20mg/L를 초과해서는 안 된다고 명시하고 있습니다. 이 임계값을 초과하면 쉽게 미생물 코팅, 급격한 활동 감소 및 암모니아 질소 표준의 직접적인 초과로 이어집니다.
전처리는 단순히 "슬러지 제거 및 침전"이 아닙니다. 여기에는 두 가지 주요 수준, 즉-공장 내 현장 전처리 + 폐수 처리장의 중앙 집중식 전처리가 포함됩니다. 독성이 강한 특수 폐수(황, 알칼리성 잔류물 및 전{3}}담수화 폐수 포함)는 공장 내 현장에서 전처리해야-하고 표준을 충족하기 위해 희석하기 위해 통합 폐수 시스템으로 직접 배출하는 것은 엄격히 금지됩니다.
최상위-일반 원칙: 깨끗한 물과 오염된 물의 분리, 빗물과 폐수의 분리, 차별화된 전처리 및 비상 완충 조치.
II. 소스-수준 등급 컬렉션(사전 처리, 구조보다 중요)
많은 폐수 처리장 개조 작업은 기름-수 분리 및 부양에만 초점을 맞추고 피상적인 솔루션인 파이프라인 네트워크의 차별화된 처리를 무시합니다.
황-함유 폐수: H2S, NH₃ 및 휘발성 페놀을 포함하는 탑 상단의 유수 분리기에서 나오는 물-은 황이 함유된-폐수 제거 전처리를 거쳐야 합니다. 탈황 및 암모니아 제거 후 정제수는 오일- 함유 폐수 시스템에 통합되며 생물학적 처리 시스템에 직접 공급될 수 없습니다.
폐수를 포함하는 오일-: 탱크 영역 세척, 펌프 세척 및 대기/진공 처리/수소화 배수에서 나오는 물은 폐수 처리장으로의 주요 유입수를 구성하며 "오일-수 분리 → 부유" 메인 라인을 따릅니다. 알칼리 잔류물/폐알칼리: 휘발유 및 액체 탄화수소 알칼리 세척 폐수, 고pH, 고페놀, 고유황으로 고{3}}위험 특수 폐수로 분류되며 기존의 물리화학적 방법으로는 처리할 수 없으며 산성화, 페놀 회수, 습식 산화를 통해 별도로 전처리합니다.
고염도-폐수: 정전식 담수화 배수 및 탈황 세척수, 높은 TDS를 별도로 수집하고 필요에 따라 경화 처리, 막 농축 및 증발을 통해 처리하여 시스템 전체에 지속적인 염 축적을 방지합니다.
초기 오염된 빗물 및 화재 사고수: 처음 15~30분 이내에 공장 구역 및 탱크 구역에서 나온 빗물은 오염된 빗물로 간주되어 폐수 시스템으로 전달됩니다. 사고배수 및 누수세척수는 사고수조에 임시 저장 후 평가, 희석, 전처리 후 폐수처리장으로 질서있게 보내지며, 직접 배출하는 것은 엄격히 금지됩니다.
깨끗한 폐수: 순환수 폐수와 탈염수 배출은 별도로 배관되어 재사용이 우선되며 생화학적 부하에 영향을 미치지 않습니다.
III. 주류 물리화학적 전처리 장치(원리, 선택, 작동 매개변수, 공통 결함)
1. 바 스크린 및 사이클론 그릿 챔버(1단계-물리적 차단)
기능: 플라스틱, 직물 스트립, 섬유 및 모래를 제거하여 다운스트림 펌프, 용존 공기 방출 장치 및 포장이 막히거나 마모되지 않도록 보호합니다.
작동 및 유지 관리 포인트: 기계식 바 스크린에서 연속/시간 제한 슬래그 제거; 모래 입자가 오일 분리기와 부유 시스템으로 유입되는 것을 방지하기 위해 모래 챔버에서 정기적으로 모래를 제거합니다. 스크레이퍼의 마모와 모래 굳어짐은 빈번한 문제입니다.
2. 오일세퍼레이터(API/CPI 경사판 오일세퍼레이터, 부상유 제거용 코어유닛)
원리: 기름과 물의 밀도 차이를 이용하여 중력에 의해 100μm 이상 부유하는 기름 입자를 분리합니다. 떠다니는 기름은 슬러지 탱크에 모아 재사용됩니다. API는 수평 흐름 유형인 반면 CPI 경사판 오일 분리기는 설치 공간이 더 작고 분리 효율이 높습니다. 새로운 정유소는 CPI를 우선시해야 합니다.
제어점: 유압 유지, 수온, 오일 회수 주기; 떠다니는 기름은 즉시 회수해야 합니다. 과도한 오일 축적은 유화되어 아래쪽으로 운반되어 하류 부유 시스템의 부하를 증가시킵니다.
한계: 오일 분리기는 유화되거나 용해된 오일이 아닌 부유 오일만 제거할 수 있습니다. 이는 사이트에서 흔히 발생하는 오해입니다.-
3. 평형조/균형조(피크저감 및 완충, 수질 및 수량 안정화)
기능: 석유화학 공장의 간헐적인 배수, 탱크 구역 단수, 빗물 영향으로 인해 심각한 수질 변동이 발생합니다. 균등화 탱크는 균질화 및 양 균등화와 pH 사전{1}}조정을 달성하여 고농도, 고독성-펄스가 생물학적 공정에 미치는 영향을 방지합니다.
실제 적용: 침전 및 국부적인 혐기성 황화수소 생산을 방지하기 위한 교반/통기 장치가 장착되어 있습니다. 온라인 pH 및 석유 탄화수소 조기 경보 시스템을 갖추고 있습니다. 비정상적인 유입수는 비상 탱크로 전환될 수 있습니다.
4. 응집+용존공기부상(DAF)(유화유 및 콜로이드 오염물질 본체) 유분리기 유출수 내의 분산유와 유화유를 용존공기부상(DAF)으로 분리해야 하는 석유화학폐수 전처리의 핵심설비입니다.
원리: 항유화제, 응고제(철/알루미늄 염) 및 PAM(미립자 AM)을 첨가하면 유제 층이 파괴되어 기름 방울이 불안정해지고 응집됩니다. 가압된 용해 공기는 5~20μm의 미세 기포를 생성하여 플록에 달라붙어 표면에 떠오릅니다. 스크레이퍼는 쓰레기(유해 폐기물 쓰레기로 분류됨)를 수집합니다.
사양(HJ2045): 환류 비율 30%–50%, 용존 공기 탱크 압력 0.3–0.7 MPa, 1차 부양 압력 0.6 MPa 이상; 용존 공기 탱크 내 체류 시간 1-3분, 수온 40도 이하; VOC 및 H2S 중독 위험을 제어하기 위해 밀봉된 덮개와 폐가스 수집 및 처리 기능을 갖춘 각 부유 셀을 오프라인으로 독립적으로 검사할 수 있습니다.
운영 및 유지 관리 위험선: 시약이 많다고 해서 반드시 더 좋은 것은 아닙니다. PAM을 과도하게 첨가하면 생물학적 점성 거품과 막 오염이 발생할 수 있습니다.
목표 지표: 부유 배출수의 석유 함량은 20mg/L 미만으로 안정적으로 제어되어 생물학적 처리를 위한 유입수 기준을 충족해야 합니다.
5. 중화 및 전{1}}산화(황화물 및 독소 감소용): 황을 함유한 폐수를 제거한 후-알칼리성 잔류물 전처리 중에 전-전산화를 사용하여 황화물과 일부 쉽게 분해되는 페놀을 변환하여 생물독성을 줄일 수 있습니다. 일반적으로 사용되는 방법으로는 공기 산화, 차아염소산나트륨, 과산화수소 촉매 산화 등이 있습니다. 과도한 산화는 엄격히 금지됩니다. 잔류 산화제가 질산화 박테리아를 직접적으로 비활성화시키기 때문입니다.
6. 가수분해 및 산성화(해독, 개환, 생분해성 개선, 생화학적 처리 전 전처리 강화): B/C 비율이 낮고(0.1~0.3) 방향족/헤테로고리 난분해성 성분을 함유한 폐수를 정제하는 경우 가수분해 및 산성화는 중요한 전처리 방법이며, 종종 "-생화학적 처리 전 처리"로 분류됩니다.
원리: 조건성 혐기성 박테리아는 혐기성 조건에서 큰 고리형 유기 분자의 사슬을 열고 끊어서 이를 작은 유기산으로 전환하여 B/C 비율을 높이고 독성을 줄입니다. 핵심가치는 COD를 획기적으로 제거하는 것이 아니라 생분해성을 향상시키는 것입니다.
오해: 가수분해 산성화는 만병통치약이 아닙니다. 유입수의 오일 함량이 높으면 패킹 굳힘, 혐기성 슬러지 분해 및 황화수소 폭발이 직접적으로 발생할 수 있습니다. 이는 오일 분리 및 공기 부양 후에 수행되어야 합니다.
IV. 특수 폐수 전처리 기술(가장 중요한 공장 내 전처리-)
1. 황-함유 폐수: 증기 스트리핑. 단일{3}}타워/이중-타워 스트리핑으로 H2S 및 NH₃를 제거합니다. 황 회수를 위해 산성 가스가 보내집니다. 정제수는 정유소로 재활용되거나 유성 폐수 시스템에 통합됩니다. 이는 정유소의 표준 프로세스입니다.
2. 고-페놀 폐수: 용매 추출. 고-농도의 페놀은 폐수 처리장에 들어가기 전에 페놀 부하를 줄이기 위해 우선적으로 추출 및 회수되어 페놀에 의한 질화 박테리아의 강력한 억제를 방지합니다.
3. 고-염분/전해탈염 폐수: 경질막 전처리, 증발. 칼슘 및 마그네슘 스케일링과 지속적인 염분 축적을 방지하여 생물학적 및 재사용 멤브레인 시스템을 보호합니다.
V. 고형 폐기물 전-처리 및 안전 관리(간과되기 쉽고 환경사고 위험이 높은-지역)
1. 세 가지-슬러지 관리: 유분리기의 오일 슬러지, 부유 찌꺼기, 가수분해/생화학적 잔류물 슬러지는 모두 유해 폐기물입니다. 폐쇄된 시스템에서 수집, 탈수 및 외주 기관의 규정에 따라 폐기되어야 합니다. 무작위 투기 및 침출수 직접 배출을 금지합니다.
2. 황화수소 및 폭발 위험: 집수정, 오일 분리기, 균압 탱크 및 가수분해 산성화 탱크는 H2S 방출에 매우 민감합니다. 밀폐된 공간 작업은 검사를 받아야 하고 강제 환기가 이루어져야 하며 작업 허가의 승인을 받아야 합니다. 가스 수집을 위해 구조물을 밀봉해야 하며 배기 가스는 VOC/탈취 시설로 보내야 합니다. 전기 장비는 방폭-기준에 따라 선택해야 합니다.
3. 온라인 조기 경보 우선순위: 석유 탄화수소, pH, ORP 및 황화물에 대한 온라인 모니터링을 선제적으로 구현해야 합니다.{1}} 조기경보가 발령되면 유입수를 차단해 비상탱크로 보내는 것이 우선이다. 충격을 견디기 위해 생물학적 처리에 의존하지 마십시오.
6. 실용적인 결정-프로세스 선택을 위한 논리 만들기
기존 정유소의 종합 유성 폐수에 대한 표준 메인 라인: 그릴 → 침사 제거 → 균압 탱크 → 유분 분리기 → 응고 및 부유선광 → 가수분해 및 산성화(필요에 따라) → 생물학적 처리
황-함유 폐수: 장치 내에서 스트리핑을 통한 전처리 처리, 정제수를 메인 라인에 통합
알칼리 잔류물, 고{0}}페놀 및 고{1}}염 폐수: 장치 내에서 별도의 전-처리를 수행한 후 기준 충족 후 별도로 연결하거나 폐기합니다.
소규모, 저부하-석유 저장소/탱크 팜 폐수: 사이클론 오일 제거 + 소규모-부양으로 충분
일-문장 선택 규칙: 부유유의 유분 분리, 유화유의 부유, 독성 물질의 근원 제거, 분해가 어려운--물질의 가수분해, 충격 치료를 위한 비상 풀
Ⅶ. 사이트에서 자주 사용되는 오해(시스템 안정성에 직접적인 영향을 미치므로 이러한 함정을 피하세요)
❌ 오해: 전처리 중 대규모-COD 제거에 초점 ✅ 정답: 핵심 목표는 오일 제어, 독성 감소 및 수질 안정화입니다. COD는 주요 지표가 아닙니다.
❌ 오해: 유화 오일은 미생물 분해에 의존하여 생물학적 처리 공정에 직접 들어갑니다. ✅ 정답: 유화 오일 코팅 슬러지는 질산화 시스템을 붕괴에 매우 취약하게 만듭니다.
❌ 오해: 황-함유 폐수는 폐수처리장에 들어가기 전에 탈거되지 않고 희석됩니다. ✅ 정답: 황화물은 독성이 매우 높습니다. 미량이라도 질산화를 억제할 수 있으며 악취를 생성하고 중독 위험을 초래할 수 있습니다.
❌ 오해: 부양제는 비용에 관계없이 지속적으로 증가합니다. ✅ 정답: 과도한 응집제/응고제는 생물학적 처리를 도입하여 거품 발생, 느슨한 슬러지 및 막 오염을 유발합니다.
❌ 오해: 비상 탱크는 유휴 탱크로 취급됩니다. ✅ 정답: 비상 탱크는 환경 위험 완화 시설입니다. 충분한 유효 용량이 있어야 하며 쉽게 사용할 수 있어야 합니다.
결론
안정적인 석유화학폐수처리 시스템의 근간은 생물학적 처리조가 아닌 전처리 과정에 있습니다.
오일 분리, 부유, 탈거, 가수분해 산성화, 비상 완충 및 별도의 파이프라인 네트워크가 집합적으로 "독성 격리 장벽"을 형성합니다. 적절한 전처리는 충격에 대한 생물학적 시스템의 저항성, 안정적인 암모니아 질소 및 총 인 수준, 낮은 시약 및 에너지 소비를 보장합니다. 그러나 비효율적인 전처리는 최고의 A/O, MBR 및 MBBR 프로세스를 사용하더라도 지속적으로 표준을 초과하게 되어 반복적인 조정이 필요하고 높은 환경 위험을 유지하게 됩니다.
석유화학폐수처리의 운영 및 유지관리, 공정설계에 종사하는 사람들은 단순히 생물학적 처리조 매개변수 조정에만 집중하기보다는 '부하관리에 대한 원천우선, 전처리, 독성관리'라는 사고방식을 가져야 합니다.