Çin Petrol ve Kimyasal Atık Su Arıtma Tasarım Spesifikasyonlarına dayanarak derlenen bu makale, rafineriler ve petrokimyasal atık su arıtma tesislerindeki proses mühendisleri, işletme ve bakım denetçileri ve EPC teknisyenlerine yöneliktir. Tüm atık su sistemindeki ilk savunma hattı olan ön arıtmaya- odaklanır. Petrokimyasal atık sudaki çoğu biyokimyasal zehirlenmenin, nitrifikasyonun çökmesinin, çevrimiçi aşırılıkların ve koku rahatsızlığının temel nedeni, ön arıtmanın başarısızlığında yatmaktadır.
I. Temel Anlayışın Oluşturulması: Petrokimyasal Atıksu Ön Arıtmanın Konumlandırılması ve Özeti
Belediye atık su ön arıtımı öncelikle cüruf giderme ve homojenleştirmeye odaklanır; Petrokimya atıksu ön arıtımının temel hedefleri şunlardır: yağın uzaklaştırılması, detoksifikasyon, tepe noktasının azaltılması, biyolojik olarak parçalanabilirliğin iyileştirilmesi ve sonraki biyolojik sistemlerin korunması.
Petrokimya atıksuları, güçlü önleyici özellikler sergileyen yüzen yağ, emülsifiye yağ, sülfitler, uçucu fenoller, benzen bileşikleri ve heterosiklik aromatik hidrokarbonlar içerir. Spesifikasyonlar, A/O biyolojik akışındaki petrol içeriğinin 20 mg/L'yi geçmemesini açıkça gerektirir. Bu eşiğin aşılması kolaylıkla mikrobiyal kaplamaya, hızlı aktivite düşüşüne ve amonyak nitrojen standartlarının doğrudan aşılmasına neden olur.
Ön arıtma sadece "çamurun uzaklaştırılması ve çökeltilmesi" değildir; iki ana düzeyi kapsar:-tesis içerisinde yerinde ön arıtma + atık su arıtma tesisinde merkezi ön arıtma. Özel yüksek derecede toksik atık su (kükürt, alkali kalıntı ve elektro-tuzdan arındırma atık suyu içeren) tesis içindeki sahada-ön arıtılmalıdır ve standartları karşılamak amacıyla seyreltme amacıyla entegre atık su sistemine doğrudan deşarj edilmesi kesinlikle yasaktır.
Üst-düzey genel ilkeler: temiz ve kirli suyun ayrılması, yağmur suyu ile atık suyun ayrılması, farklılaştırılmış ön arıtma ve acil durum tampon önlemleri.
II. Kaynak-düzeyinde derecelendirilmiş toplama (önceden ön işleme tabi tutulur, yapılardan daha kritiktir)
Çoğu atık su arıtma tesisi yenilemesi yalnızca petrol-su ayırma ve flotasyona odaklanmakta ve yüzeysel bir çözüm olan boru hattı ağının farklılaştırılmış arıtımını ihmal etmektedir.
Kükürt-içeren atık su: Kulenin tepesindeki yağ-su ayırıcısından gelen, H₂S, NH₃ ve uçucu fenoller içeren suyun, kükürt-içeren atık su sıyırma ön işlemine tabi tutulması gerekir. Kükürt giderme ve amonyak gideriminin ardından arıtılmış su, petrol-içeren atık su sistemine dahil edilir ve biyolojik arıtma sistemine doğrudan beslenemez.
Petrol-içeren atık su: Tank alanı temizleme, pompalı durulama ve atmosferik/vakum arıtma/hidrojenasyon drenajından gelen su, atık su arıtma tesisinin ana akışını oluşturur ve "petrol-su ayırma → yüzdürme" ana hattını takip eder. Alkali kalıntısı/atık alkali: Benzin ve sıvı hidrokarbon alkali yıkama atık suyu, yüksek pH, yüksek fenol, yüksek kükürt, yüksek-riskli özel atık su olarak sınıflandırılır, geleneksel fizikokimyasal yöntemlerle arıtılamaz ve asitleştirme, fenol geri kazanımı ve ıslak oksidasyon kullanılarak ayrı olarak ön arıtılır.
Yüksek-tuzlu atık su: Elektrostatik tuzdan arındırma drenajı ve kükürt giderme yıkama suyu, yüksek TDS, ayrı olarak toplanır, sistem genelinde sürekli tuz birikmesini önlemek için gerektiği gibi sertleştirme işlemi, membran konsantrasyonu ve buharlaştırma ile arıtılır.
İlk kirlenmiş yağmur suyu ve yangın kazası suyu: İlk 15-30 dakika içerisinde tesis alanı ve tank alanından gelen yağmur suyu, kirlenmiş yağmur suyu olarak kabul edilir ve atık su sistemine aktarılır; kaza drenajı ve sızıntı yıkama suları, kaza havuzunda geçici olarak depolanır, değerlendirilir, seyreltilir ve düzenli bir şekilde atık su arıtma tesisine gönderilmeden önce ön arıtımı yapılır ve doğrudan deşarjı kesinlikle yasaktır.
Temiz atık su: Sirkülasyonlu su atık suyu ve demineralize su tahliyesi, yeniden kullanım önceliği verilerek ayrı ayrı borulara bağlanır ve biyokimyasal yükü etkilemez.
III. Ana Akım Fizikokimyasal Ön Arıtma Üniteleri (Prensipler, Seçim, Çalışma Parametreleri, Yaygın Arızalar)
1. Çubuk Elek ve Siklon Kum Odası (Birinci-Aşama Fiziksel Durdurma)
Fonksiyon: Plastikleri, kumaş şeritlerini, elyafları ve kumu çıkararak aşağı yöndeki pompaları, çözünmüş hava tahliye cihazlarını ve salmastrayı tıkanma ve aşınmaya karşı korur.
Çalışma ve Bakım Noktaları: Mekanik çubuk elekten sürekli/zamanlı cüruf temizleme; Kum parçacıklarının yağ ayırıcıya ve yüzdürme sistemine taşınmasını önlemek için kumun kum haznesinden düzenli olarak uzaklaştırılması. Sıyırıcının aşınması ve kumun topaklanması sık görülen sorunlardır.
2. Yağ Ayırıcı (API/CPI Eğimli Plakalı Yağ Ayırıcı, Yüzen Yağı Çıkarmak için Çekirdek Ünite)
Prensip: Yerçekimiyle 100 μm'ye eşit veya daha büyük yüzen petrol parçacıklarını ayırmak için petrol ve su arasındaki yoğunluk farkından yararlanır. Yüzen yağ, yeniden kullanılmak üzere bir çamur tankında toplanır. API yatay akışlı bir tiptir, CPI eğimli plakalı yağ ayırıcılar ise daha küçük ayak izine ve daha yüksek ayırma verimliliğine sahiptir. Yeni rafineriler TÜFE'ye öncelik vermeli.
Kontrol Noktaları: Hidrolik tutma, su sıcaklığı, yağ geri kazanım döngüsü; Yüzen petrolün derhal toplanması gerekiyor. Aşırı yağ birikimi emülsiyonlaşacak ve aşağı doğru taşınacak, bu da aşağı akışlı flotasyon sistemi üzerindeki yükü artıracaktır.
Sınırlamalar: Yağ ayırıcılar yalnızca yüzen yağı çıkarabilir, emülsifiye edilmiş veya çözünmüş yağı çıkaramaz. Bu,-sitede yaygın bir yanılgıdır.
3. Dengeleme Tankı/Dengeleme Tankı (Tepe Tıraşlama ve Tamponlama, Su Kalitesi ve Miktarının Stabilizasyonu)
İşlev: Petrokimya tesislerinden aralıklı drenaj, tank alanı suyunun kesilmesi ve yağmur suyunun etkileri, su kalitesinde önemli dalgalanmalara neden olur. Dengeleme tankı, biyolojik süreçler üzerindeki yüksek-konsantrasyon, yüksek-toksisite darbe etkilerinden kaçınarak homojenizasyon ve miktar eşitleme ile pH ön-ayarını gerçekleştirir.
Pratik Uygulama: Çökelmeyi ve lokalize anaerobik hidrojen sülfit üretimini önlemek için çalkalama/havalandırma ile donatılmıştır; çevrimiçi pH ve petrol hidrokarbon erken uyarı sistemleriyle donatılmıştır; anormal akış acil durum tankına dönüştürülebilir.
4. Koagülasyon + Çözünmüş Hava Flotasyonu (DAF) (Emülsifiye Yağ ve Kolloidal Kirleticiler için Ana Ünite) Yağ ayırıcı çıkışındaki dağılmış yağ ve emülsifiye yağ, çözünmüş hava flotasyonu (DAF) ile ayrılmalıdır, bu da onu petrokimyasal atık su ön arıtımı için temel bir ekipman parçası haline getirir.
Prensip: Emülsiyon önleyicilerin, pıhtılaştırıcıların (demir/alüminyum tuzları) ve PAM'ın (AM partikülleri) eklenmesi emülsiyon katmanını bozarak yağ damlacıklarının dengesizleşmesine ve topaklaşmasına neden olur. Basınçlı çözünmüş hava, floklara yapışan ve yüzeye yüzen 5-20 μm mikrokabarcıklar üretir. Bir kazıyıcı köpüğü toplar (tehlikeli atık köpüğü olarak sınıflandırılır).
Özellikler (HJ2045): Geri akış oranı %30–%50, çözünmüş hava tankı basıncı 0,3–0,7 MPa, birincil yüzdürme basıncı 0,6 MPa'dan düşük değil; çözünmüş hava tankında kalma süresi 1–3 dakika, su sıcaklığı 40 dereceye eşit veya daha az; Her yüzdürme hücresi, VOC'leri ve H₂S zehirlenmesi risklerini kontrol etmek için mühürlü bir kapak ve atık gaz toplama ve işleme ile çevrimdışı olarak bağımsız olarak denetlenebilir.
Operasyonel ve Bakım Kırmızı Çizgileri: Daha fazla reaktif mutlaka daha iyi değildir; aşırı PAM ilavesi daha sonra biyolojik viskoz köpük ve membran kirlenmesine neden olabilir.
Hedef Göstergeler: Flotasyon atık suyundaki petrol içeriği, biyolojik arıtmaya yönelik giriş standartlarını karşılayacak şekilde 20 mg/L'nin altında stabil bir şekilde kontrol edilmelidir.
5. Nötralizasyon ve Ön-oksidasyon (sülfürler ve toksinlerin azaltılması için): Atık su içeren kükürt-'ün çıkarılmasından sonra veya alkalin kalıntı ön arıtımı sırasında, ön-oksidasyon, sülfürleri ve bazı kolaylıkla bozunabilen fenolleri dönüştürmek için kullanılabilir ve biyotoksisiteyi azaltır. Yaygın olarak kullanılan yöntemler arasında hava oksidasyonu, sodyum hipoklorit ve hidrojen peroksit katalitik oksidasyonu bulunur. Artık oksidanlar nitrifikasyon bakterilerini doğrudan etkisiz hale getireceğinden aşırı oksidasyon kesinlikle yasaktır.
6. Hidroliz ve Asitleştirme (Detoksifikasyon, Halka Açma, Geliştirilmiş Biyobozunabilirlik, Biyokimyasal Arıtmadan Önce Geliştirilmiş Ön Arıtma): Düşük B/C oranlarına (0,1–0,3) sahip ve aromatikler/heterosiklik dirençli bileşenler içeren atık suların rafine edilmesi için hidroliz ve asitleştirme, genellikle "ön-biyokimyasal arıtma" olarak kategorize edilen önemli bir ön arıtma yöntemidir.
Prensip: Fakültatif anaerobik bakteriler, anaerobik koşullar altında büyük siklik organik moleküllerin zincirlerini açar ve kırar, bunları küçük organik asitlere dönüştürür, B/C oranını artırır ve toksisiteyi azaltır. Temel değer COD'yi önemli ölçüde ortadan kaldırmak değil, biyolojik olarak parçalanabilirliği arttırmaktır.
Yanlış kanı: Hidroliz asitlendirme her derde deva değildir. Giriş suyundaki yüksek yağ içeriği doğrudan ambalaj kekleşmesine, anaerobik çamur ayrışmasına ve hidrojen sülfür patlamalarına neden olabilir; yağın ayrılması ve hava flotasyonundan sonra yapılmalıdır.
IV. Özel Atık Su Ön Arıtma Teknolojileri (-Bitki kaynaklı ön arıtmada büyük öneme sahiptir)
1. Kükürt-içeren atık su: Buharla sıyırma. Tek-kule/çift-kule sıyırma, H₂S ve NH₃'yi giderir. Kükürt geri kazanımı için asidik gaz gönderilir. Arıtılmış su rafineriye geri dönüştürülür veya yağlı atık su sistemine dahil edilir. Bu rafinerilerde standart bir süreçtir.
2. Yüksek-fenol atıksu: Çözücü ekstraksiyonu. Yüksek-konsantrasyonlu fenoller, atık su arıtma tesisine girmeden önce fenol yükünü azaltmak için tercihen ekstrakte edilir ve geri kazanılır, böylece nitrifikasyon bakterilerinin fenoller tarafından güçlü bir şekilde engellenmesi önlenir.
3. Yüksek-tuzlu/elektrodesalinasyonlu atık su: Sert membran ön arıtması, buharlaştırma. Biyolojik ve yeniden kullanılan membran sistemlerini koruyarak kalsiyum ve magnezyum tortulaşmasını ve sürekli tuz birikimini önler.
V. Katı Atıkların Ön-Arıtımı ve Güvenlik Yönetimi (Kolay Gözden Geçirilen, Çevre Kazaları Açısından Yüksek-Riskli Alan)
1. Üç-Çamur Yönetimi: Yağ ayırıcılardan gelen yağ çamuru, yüzdürme köpüğü ve hidroliz/biyokimyasal kalıntı çamurunun tümü tehlikeli atıklardır. Kapalı bir sistemde toplanmalı, kurutulmalı ve dış kaynaklı bir kuruluş tarafından mevzuata uygun şekilde bertaraf edilmelidir. Sızıntı suyunun rastgele boşaltılması ve doğrudan boşaltılması yasaktır.
2. Hidrojen Sülfür ve Patlama Riskleri: Su toplama kuyuları, yağ ayırıcılar, dengeleme tankları ve hidroliz asitleştirme tankları H₂S salınımına karşı oldukça hassastır; kapalı alan operasyonları denetlenmeli, cebri havalandırmaya sahip olmalı ve çalışma izni ile onaylanmalıdır; gaz toplama için yapılar mühürlenmeli ve egzoz gazları VOC'lere/koku giderme tesislerine gönderilmelidir; elektrikli ekipmanlar patlamaya- dayanıklılık standartlarına göre seçilmelidir.
3. Çevrimiçi Erken Uyarı Önceliği: Petrol hidrokarbonlarının, pH'ın, ORP'nin ve sülfürlerin çevrimiçi izlenmesi-önleyici olarak uygulanmalıdır. Erken uyarı tetiklendiğinde, akışın kesilmesine ve acil durum tankına yönlendirilmesine öncelik verilmelidir; Etkiye dayanmak için biyolojik arıtmaya güvenmeyin.
VI. Pratik Karar-Süreç Seçimi için Mantık Oluşturma
Geleneksel rafinerilerde kapsamlı yağlı atık su için standart ana hat: Izgara → Kum giderme → Dengeleme tankı → Yağ ayırıcı → Koagülasyon ve yüzdürme → Hidroliz ve asitleştirme (gerektiğinde) → Biyolojik arıtma
Kükürt-içeren atık su: Ünite içinde sıyırma yoluyla-ön arıtma, arıtılmış su daha sonra ana hatta dahil edilir
Alkali kalıntısı, yüksek-fenol ve yüksek-tuzlu atık su: Ünite içinde ayrı ön-işlemden geçirilir, daha sonra standartlar karşılandıktan sonra üniteye bağlanır veya ayrı olarak bertaraf edilir
Küçük, düşük-yüklü yağ deposu/tank çiftliği atık suyu: Siklonla yağ giderme + küçük-ölçekli yüzdürme yeterlidir
Tek-cümleli seçim kuralı: Yüzen petrol için petrol ayırma, emülsifiye edilmiş petrol için yüzdürme, toksik maddelerin kaynaktan uzaklaştırılması, bozunması zor-maddeler için hidroliz-ve şok tedavisi için acil durum havuzları
VII. Sahada Sıklıkla Kullanılan Yanılgılar (Sistem Kararlılığını Doğrudan Etkiler, Bu Tuzaklardan Kaçının)
❌ Yanlış Kanı: Ön arıtma sırasında büyük-ölçekli KOİ giderimine odaklanmak ✅ Doğru Cevap: Temel hedefler yağ kontrolü, toksisitenin azaltılması ve su kalitesinin stabilizasyonudur; COD birincil gösterge değildir.
❌Yanlış Kanı: Emülsifiye yağ, mikrobiyal bozunmaya bağlı olarak doğrudan biyolojik arıtma prosesine girer. ✅ Doğru Cevap: Emülsifiye yağ kaplama çamuru, nitrifikasyon sistemini çökmeye karşı son derece savunmasız hale getirir.
❌ Yanılgı: Kükürt-içeren atıksular atıksu arıtma tesisine girmeden önce ayrıştırılmaz ve seyreltilir. ✅ Doğru Cevap: Sülfürler oldukça zehirlidir; Eser miktarlar bile nitrifikasyonu engelleyebilir, aynı zamanda kötü kokular üretebilir ve zehirlenme riski oluşturabilir.
❌Yanlış: Flotasyon ajanları maliyeti ne olursa olsun sürekli artırılıyor. ✅ Doğru Cevap: Aşırı pıhtılaştırıcılar/pıhtılaştırıcılar biyolojik arıtmaya neden olacak, köpüklenmeye, gevşek çamura ve membran kirlenmesine neden olacaktır.
❌ Yanılgı: Acil durum tankları atıl tanklar gibi değerlendirilir. ✅ Doğru Cevap: Acil durum tankları çevresel risk azaltma tesisleridir; yeterli etkin hacme sahip olmalı ve kullanıma hazır olmalıdır.
Çözüm
Stabil bir petrokimyasal atık su sisteminin temeli biyolojik arıtma tankında değil, ön arıtma prosesinde yatmaktadır.
Petrol ayırma, yüzdürme, sıyırma, hidroliz asitleştirme, acil durum tamponları ve ayrı boru hattı ağları topluca bir "toksisite izolasyon bariyeri" oluşturur. Uygun ön arıtma, biyolojik sistemin şoklara karşı direncini, kararlı amonyak nitrojeni ve toplam fosfor seviyelerini ve daha düşük reaktif ve enerji tüketimini sağlar. Ancak etkisiz ön arıtma, en iyi A/O, MBR ve MBBR süreçlerinde bile standartların sürekli olarak aşılmasına neden olacak, tekrarlanan ayarlamalar gerektirecek ve yüksek çevresel riskleri sürdürecektir.
Petrokimyasal atık su arıtımının işletimi, bakımı ve süreç tasarımıyla ilgilenenlerin, yalnızca biyolojik arıtma tankı parametrelerini ayarlamaya odaklanmak yerine, "kaynak önceliği, ön arıtma ve yük kontrolü üzerinde toksisite kontrolü" zihniyetini benimsemesi gerekir.
