Chương 3: Nước thải trong lọc hoá dầuI. Giới thiệu chung

1.1. Nước thải: nguyên nhận chủ yếu gây ô nhiễm môi trườngNước là nguồn tài nguyên quý giá không thể thiếu đối với con người cũng như sự phát triển của xã hội loài người. Nhu cầu về nước sạch ngày càng tăng theo nhịp độ phát triển đô thị phát triển công nghiệp và phát triển xã hội. Ngoài ra, nhu cầu về nước tưới và nuôi trông thực vâqtj, động vật ngày càng nhiều. Chất lượng nước chgo mỗi đối tượng rất khác nhau, nhưng có một điều cơ bhản là cong người, cây trồng, vật nuôi tiêu thụ nước caanf được phát triển bình thường, không bị nhiễm độc trước mắt cũng như lâu dầi. Điều đó đặt ra một vấn đề là cần bảo vệ nguồn nước cũng như môi trờng xung quanh ta để đảm bảo cuộc sống lâu bền của loài người trên trái đất.Để thực hiện được điều này, chúng ta cần biết về ô nhiễm nguồn nước, tác nhân gây ô nhiễm cũng như các biện pháp khắc phục.Như chúng ta đã biết, ô nhiễm nguồn nước do nước thải từ khu vực dân cư, từ các nhà máy công nghiệp, thương nghiệp và dịch vụ, từ khu vui chơi giải trí, trường học, bệnh viện… do nước chảy tràn trên mặt đất và nước tưới tiêu thuỷ lợi kéo theo các chất màu của đất, thốc trừ sâu, phân bón… vào các nguồn nước ao hồ, sông ngòi, biển… và kể cả nước ngầm. Trong đó có thể coi nước thải là nguồn ô nhiễm chính. Chúng ta cần thông nhất về khái niệm ô nhiễm nói chung là: trong môi trường bị ô nhiễm, khi hàm lượng hoặc nồng độ các tác nhân trong đáo đạt đến mức có ảnh hưởng xấu đến đời sống con người, sinh vật sống trong đó hoặc sử dụng nó.Do nhận thức như vậy nên hầu hết các quốc gia đều có những chính sách bảo vệ nguồn nước có luật bảo vệ nguyồn nước hay luật kiểm soát ô nhiễm nguồn nước. Chính các tiêu chuẩn chất lượng nước là sự định lượng của luật này.Tiêu chuẩn chất lượng nước là giới hạn hoặc nồng độ tối đa các tác nhân gây ô nhiễm được cho phép với từng đối tượng cụ thể và trong từ vùng lãnh thổ cụ thể, nhưng cũng có các tiêu chuẩn cơ bản chung. Một khi nồng độ hoặc giói hạn các tác nhân gây ô nhiễm

vượt quá tiêu chuẩn, môi trờng nước tại đó có thể xem là bị ô nhiễm mặc dù chưa có bằng chứng về tác hại ô nhiễm cụ thể.Hầu hết các trường hợp gây ô nhiễm nguồn nước đểu do hoạt động của con người. Các nguồn gây ô nhiễm nguồn nước chủ yếu là nước công nghiệp, nước thải sinh hoạt.

I.2. Nước thải công nghiệpNhiều ngành công nghiệp tiêu thụ và thải ra một lượng nước khổng lồ, như các nhà máy luyện kim, hoá chất, lọc hoá dầu, dệt nhuộm, chế biến thực phẩ. Nước đã qua sử dụng trong các quá trình sản xuất, nước làm mát thiết bị và sản phẩm, nước làm vệ sinh nhà xưởng, máy móc và thiết bị, nước sinh hoạt…đều được coi là nước thải. Thành phần và tính chất của nước thải rất đa dạng, phụ thộc vào từng quá trình sản xuất, vào trình độ và bản thân dây chuyền công nghệ.Trong các xí nghiệp công nghiệp còn có loại nước thải quy ước là sạch. Đó là nước làm nguội thiết bị, nhất là ở các nhà máy điện. Tuy không bẩn nưng sau khỉư dfụng nó có thể có nhiệt độ cao, kéo thêo gỉ sắt ở các thiết bị trao đổi nhiệt, đường ống hoăc do ngẫu nhiên bị sự cố làm cho nước bị nhiễm bẩn. Nước thải loại này làm cho nguồn nước tăng nhiệt dộ, nghèo oxi hoà tan,.. có thể làm chết các sinh vật nước hay có các tác động xấu khác nên chúng cũng cần xử lí khi cần thiết.Lượng nước thải của các nhà máy công nghiệp nặng thường từ 9-14m3/ha/ngày của các nhà máy công nghiệp nhẹ từ 14-28m3/ha/ngày. Có thể tính theo số lượng nước cấp đầu vào; khoảng 95% nước đã qua sử dụng trong các nhà máy, phân xưởng và quá trình công nghệ là nước thải(ngoại lệ ở các nhà máy bia, nước giải khát, nước khoáng).Phân loại nước thải công nghiệp: Nước thải công nghiệp có thể chia thành hai loại. Đây chính là nước thải ra của các mục đích sử dụng khác nhau đã trình bày trong phần trước.+ Nước thải không tiếp xúc trực tiếp: bao gồm

- Nước làm nguyên liệu nồi hơi- Nước làm mát, nước gia nhiệt, nước ngưng tụ làm mát(trao

đổi nhiệt gián tiếp)

+ Nước thải tiếp xúc trực tiếp: bao gồm- Nước dùng để vận chuyển các sản phẩm, vật liệu hay hoá

chất- Nước làm sạch và súc rửa thiết bị, sản phẩm, sàn…- Nước để hoà tan, nước để pha loãng(làm loãng)- Nước làm mát hay gia nhiệt tiếp xúc trực tiếp(trao đổi nhiệt

trực tiếp)- Nước tháo bìnhI.3. Nước làm ô nhiễm môi trườngTrong nước thải nói chung chứa nhiều chất bẩn, độc hại và các vi sinh vật. Nước thải không được xử lí thcíh đáng nếu cho chảy vào a hồ, đầm phá, sông ngòi, biển.. sẽ làm cho môi trường nước của cá khu vực này bị ô nhiễm, gây hậu quả xấu đối với nguồn nước.Nước thải chưa xử lí có một số ảnh hưởng tới nguồn nước như sau:+ Làm thay đổi tính chất hoá lý, đọ trong, màu, mùi, vị/ pH, hàng lượng các chất hữu cơ, vô cơ, các kim loại nặng có độc tính, chất nổi, chất lắng cặn..+ Làm giảm oxi hoà tan do tiêu hao trong quá trình oxi hoá các chất hữu cơ. + Làm thay đỏi hệ sinh vật nước, kể cả vi sinh vật, xuất hiẹn các vi sinh vật gây bệnh làm chết các sinh vật trong nướcKết quả là nguồn nước có thể không sử dụng được.Các chất bẩn, độc hại trong nước thải công nghiệp thwongf có tính độc hại đối với thuỷ sinh. Nồng độ các chất hữu cơ trong nước thải quá cao sẽ sinh ra điều kiện kỵ khí. Các chất dinh dưỡng trong môi trường tăng cao sẽ dẫn đến hiện tượng phát triển tảo. Các chất độc hại có trong nước thải là ảnh hưởng xấu đến trao đổi chất hoặc sinh trưởng. Kết quả là số lượng cá thể và số loài thuỷ sinh bị giảm dần.Nước thải chảy vào các nguồn nước làm ô nhiễm các nguồn nước đó. Người ta chia các nguồn ô nhiếm nước

+ nước bẩn nhẹ hoặc hơi bẩn : Hàm lượng các chất hỡu cp thấp có ion amon và clorua.

+Nướcc bẩn vừa( bẩn trung bình) : Nước đã bị thay đổi các tính chất tự nhiên do nước thải chảy vào + Nước bẩn vaaf rất bẩn : Nước hoàn toàn mât tính chất tự nhiên do nước thải chảy vào quá nhiều 1.4-Thành phần nước thải- Tác nhân gây ô nhiễm Trong nước thải có thể chứa nhiều thành phần khác nhau và chúng là tác nhân gây ra ô nhiễm. Có thể chia chúngg thành các loại sau: +Các chất hữu cơ(bền và dễ bị phân huỷ ) +Các chất rắn +Các kim loại nặng + Các chất vô cơ + Dầu mỡ + Các chất phóng xạ +Các chất có mùi +Các vi sinh vật

A- Các chấthữu cơ : Các chất hữu cơ nhiễm vào nước được chía thành hai loại theo khả năng bị phân huỷ sinh học +Các chất hữy cơ dễ bị phân huỷ : như hydrocacbon , chất béo , một số chất có nguồn gốc thực vật,. . . Các chất này tiêu thụ oxi hoà tan trong nước , làm giảm lượng oxi hoà tan trong nước +Các chất hữu cơ khó bị phân huỷ: như các hydrocaccbon v òng thơm , các hợp chất đa vòng ngưng tụ , các clorua hữu cơ , cácc polime,… Các chất này khó bị phân huỷ do tác nhân sinh học bình thường nên có thể tồn tại lâu dài , gây độc hại đếc môi trường và ccon người Các chất hữu cơ có thể chiếm 55% tổng số chất rắn ,75%trong huyền phù và khoảng 45% trong các chất rắn hoà tan Một số hợp chất hữu cơ có độc tính cao như phenol và các hợp chất phê nol, các chất bảo vệ thực vật và một số chất có nguồn gốc thực vật . b-Các chất vô cơ. Trong nước thải có thể chứa nhiều chất vô cơ khác nhau và chúng thường tồn tại ở dạng ion . Một số ion đặc trưng thường gặp

trong nước thải là amon(NH4+)hay amoniac(NH3),nỉtat(NO3ảnh hưởng đến máu hay thiếu máu),photphat(PO4gây độc hại ), sunphát(SO4gây gỉ đường ống, ăn mòn bê tông ,sét hoá,…),clorua(Cl,tạo vỉ cặn,…) c-Các kim loại nặng Trong nước thải gây ô nhiễm nước cần đặc chú trọng đến các ion lim loại nặng vì chúng thường độc. Các lim loại nặng thường là chì (Pb ảnh hưởng đến máu, não ,có thể gây chết người ,…),thuỷ ngân ( Hg độc hại ,…), asen(Á,cực độc,gây chết người , đột biến ,ung thư,…) d- Các chất rắn: Các chất rắn có thể là chất hữu cơ, chất vô cơ hay các sinh vật . Chúng có thể tồn tại ở dạng keo hay huyền phù e- Các chất màu : Màu nước thải thường do màu của cácc tác nhân gây ô nhiễm như màu nâu đen do các chất hữu cơ, màu vàng do sắt hoặc mangan ,… g-Các chất mùi: do chất hữu cơ bị phân huỷ hay do các hoá chất , dầu mỡ ,… h-Sinh vật: Có nhiều loại vi sinh vật ,vi rút,tảo ,rêu,…1.5-Các thốnố quan trọng của nước thải và đánh giá chất lượng chất thải Khi cấp nước ,các chỉ tiêu quan trọng cần xem xét là pH, độ trọng,hàm lượng sắt, độ cứng ,hàm lượng mangan,chỉ số côli. với nước thải cần quan tâm đến một số thông số như sau:+ Hàm lượng chất rắn:-Tổng lượng chất rắn hoà tan(cô màu nước cạn thành cặn rồi sấy ở 105 độ C)- Chất rắn qua lọc dầu và không qua lọc dầu (lọc mẫu bằng mẫu lọc tiêu chuẩn,sấy khô ở 105 độ C)+ Màu sắc và mùi + Các thông số đánh giá các chất hữu cơ trong nước thải:

- Nhu cầu o xi hoá các hợp chất hữu cơ có trong nước thải (mg 02/l…) chất o xi hoá mạnh thưòng dùng để xác định COD là bỉcomat kali(k2br2o7)

- Nhu cầu o xi sinh học (BOD)+ Xác định tính độc hại của nước thải:-Xác định 1 số chất hữu cơ có độc tính như phenol,thuốc bảo vệ thực vật,..- Xác định một số chất hữu cơ có độc tính như thuỷ ngân,chì, asen,..+ Xác định một số iôn vô cơ có trong nước thải như NH4,NO3,PO3,SO4,Cl+Xác định vi sinh vật gây bệnh.1.6 – Quản lý chất lượng chất thải Trong qsuản lý môi trường nước, người ta thường dùng các hệ thống tiêu chuẩn chất lượng nước như: + Tiêu chuẩn nước cho các mục đích khác nhau + Tiêu chuẩn dòng nước thải + Tiêu chuẩn dòng sông (dòng chứa nước thải) Để qiản lý chất lượng nước thải thường dùng tiêu chuẩn dòng nướcc thải . Với nước thải công nghiệp giá trị các thông số và nồng độ các chất ô nhiễm theo TCVN 5945 1995. Cũng có thể tham khảo các hệ thống tiêu chuẩn chất lượng nước thải khác như tiêu chuẩn của Mĩ,Anh , Đức,Nhật, Ấn Độ,.. hay tiêu chuẩn quốc tế. Bảng 3.1 : Giá trị giới hạn cácc thông số và nồng độ chất ô nhiễm trong nước thải công nghiệp theo TCVN 5945- 1995

TT Thông số Đơn vị 1234567

89101112131415161718192021222324252627282930313233

Ghi chú :KPHĐ:Không phát hiện được Nước thải công nghiệp có giá trị các thông số và nồng độ các chất:<=giá trị cột A:có thể thải vào nước được dùng làm nguồn cung cấp nước sịnh hoạt <=giá trị cột B: chỉ được thải vào nước dùng cho giao thông thuỷ ,tưới tiêu,bơi lội,thuỷ sản,trồng trọt.

Cột B<=X<=cột C:Thải vào nơi quy định :>cột C:Không được phép thải vào nơi quy định 1.7-Các giải pháp công nghệ xử lí nước thải (các phương pháp xử lí nước thải) Chúng ta biết rằng, có nhiều loại nước thải và thành phần của chúng cũng rất khác nhau . Các đô thị và các khu ciing nghiệp hàng ngày thảu ra một lượng nước thải khá lớn Nếu cho nước thải chảy ra ngoài không qua xử lí sẽ gây ô nhiễm môi trường , ảnh hưởng đến cây trồng ô nhiễm nguồn nước , ảnh hưởng đến con người và động vật … Trước đây ,quá trình đô thị hoá và công nghiệp hoá chưa phát triển thì vấn đề xử lý nướcc thải còn đơn giản . Đến nay , tại các nước phát triển cũng như các nước đang phát triển vấn đề này đã trở thành vấn đề cấp bách và không thể không đặt ra trong quy hoạch phát triển.

1.7.1- Phân loại quá trình và phương pháp xử lý nước thải Nước thải thường chứa rất nhiều tạp chất có bản chất khác nhau . Vì vavạy mục đích của xử lý nước thải là khử các tạp chất đó sao cho nước sau khi được xử lý đạt tiêu chuẩn chất lượng ở mức chấp nhận được theo các chỉ tiêu đã đặt ra . Các tiêu chuẩn chất lượng đó thường phụ thuộc vavò mục đích và cách sử dụng : nước sẽ tái sử dụng hay thải thẳng vào các nguồn tiếp nhận trước . Để đạt được mục đích trên , trong công nghệ xử lí nướcc thải đã sử dụngg nhiều phương pháp và quá trình xử lý khác nhau.

a- Các phương pháp xử lí nước thảiCó nhiều phương pháp xử lí nước thải như các phương hpá cơ học, lí học, hoá học và sinh học. Thông thường, công nghệ xử lí nước thải sử dụng kết hợp nhiều phương pháp để tạo thành biện pháp( hệ thống hay quá trình) xử lí như xử lí cơ-lí-hoá học; xử lí kết hợp các biện pháp sinh học và cơ-lí-hoá học. Biện pháp sau cùng có nhiều ưu vieetj và hiệu quả khá cao, nước có thể tái sử dụng cho các mục đích khác nhau. Các phương pháp xử lí inh học được sử dụng nhiều với hiệu quả cao, đặc biệt đối với nước thải có cứa nhiều chất hữu cơ dễ bị phân huỷ nhưng ít hiệu quả đối với nước thải công nghiệp có các chất vô cơ độc hại hoặc

các chất hữu cơ bền vững và cũng ít hiệu quả đối với một vài loài sinh vật gây bệnh.+ Các phương pháp xử lí nước thgải bằng các biện pháp cơ-lí-hoá học: có 5 phương pháp cơ-lí- hoá học được dùng để xử lí nước thải lài:- Phương pháp lắng và đông tụ(keo tụ): loại bỏ các chất rắn và

các chất lơ lửng (huyền phù).- Phương pháp trung hoà axit hoặc kiềm- Phương pháp chiết tách- Phương pháp diệt khuẩn và phân huỷ các chất độc1) Phương pháp lắng và đông tụ: Dùng một số chất làm tác nhân

lắng và keo tụ như- Phèn nhôm Al2(SO4)3.nH2O(m=3-18)- Sôđa kết hợp với phèn: Na2CO3= +AL2(SO4)3

- Sunphat sắt(II): FeSO4.7H2O- Aluminat natri: Na2Al2O4

- Clorua và sunphat sắt(II): FeCl3 và Fe2(SO4)3

- Nước vôi : Ca(OH)2

Một số tác dụng của các chất trên đối với các chất ô nhiễm như:( Viết phưong trình vào)2) Phương pháp hấp phụ: Dùng một số chất hấp phụ để tách các

chất ô nhiễm. Các chất hấp phụ thường dùng là than hoạt tính, than bùn sấy khô, đất sét hoạt tính, diatonmit, betonit…Các chất hữu cơ, các kim loịa nặng và các chất màu dễ bị hấp phụ. Lượng chất hấp phụ sử dụngt uỳ thuộc vào khả năng hấp phụ của từng chất và hàm lưonựg chất bẩn có trong nước thải. Phương pháp này có tác dụng tốt, có thể hấp phụ được 85-95% các chất hữu cơ và các chất màu.Để loại bỏ kim loại nặng, các chất hữu cơ, vô cơ độc hại người ta dùng than bùn để hấp phụ và nuôi bèo tây trên mặt nước.

3) Phương pháp diệt khuẩn (khử trùng): nước thải sau khi được xử lí bằng các biện pháp cần thiêt, trước khi đưa vào nguồn nước cũng như tái sử dụng cần phải sát khuẩn. Chất sát

khuẩn thường dùng và ít độc hại là khí clo hay hợp chất clo và một số chất oxi hoá mạnh khác

Việc clo hoá nước nằm diệt các vi sinh vật, tảo và làm giảm mùi của nước. Các hợp chất clo tdùng ở đây là clo lỏng, clorua vôi có lượng clo 25-35%, các hypoclorit NaOCl, Ca(OCl)2 vừa có hoạt tính của clo vừa có tính oxi hoá nên có thể phân huỷ được nhiều chất độc hữu cơ thành các chất không hay ít độc+ Phương pháp xử lí nước bằng biện pháp sinh học: thường dùng 2 nhóm phưonư gpháp là - Các phương pháp hiếu khí(ưa khí) - Cá phương pháp kỵ khíNgoài ra có thể dùng 2 phương pháp hấp phụ là phưong pháp thiếu khí và phương pháp tuỳ nghi1) Phương pháp hiếu khí: Dùng ao hồ ổn định nước thải, dùng

các bể hiếu khí và kỹ thuật bùn hoạt tính hoặc dùng phương pháp lọc và đĩa quay sinh học(màng sinh học) để loại bỏ BOD, natrat…Phương pháp hiếu khí dựa trên hoạt động của quần thể vi sinh vật hiếu khí oxi hoá các chất hữu cơ bằng oxi hoà tan có trong nước. Kết quả là các chất nhiễm bẩn bị phân huỷ và nước đựoc làm sạch

2) Phương pháp kỵ khí(yếu khí): Phương pháp này được dùng để loại bỏ các chất hữu cơ trong phần cặn lắng và bùn đáy bằng các vi sinh vật kỵ khí và kỵ khí tuỳ tiệnCó thể dùng ao hồ kỵ khí, hệ thống bể phản ứng kỵ khí hay các bể tạo khí sinh học.

b- Các quá trình xử lí nwocs thải Theo chất lượng nước thải đạt được, các quá trình xử lí nước thải được tập hợp lại thành các công đoạn xử lí: xử lí cấp I, xử lí cấp II và xử lí cấp III+ Xử lí cấp I: xử lí cấp I gồm các quá trình xử lí sơ bộ và lắng, bắt đầu từ song(lưới) chắng và kết thúc sau lắng cấp I. Công đoạn này có nhiệm vụ loại bỏ các vật rắn nổi có kích thước lớn và các tạp chát rắn khác ra khỏi nước thải để bảo vệ bơm và đường ống. Hầu hết các chất rắn lơ lửng lắng lại ở

bể lắng cấp I. Khu vực này thường gồm các quá trình lọc quá song(lưới) chắng, lắng, tuyển nổi, tách dầu mỡ và trung hoà.+ Xử lí cấp II: xử lí cấp II gồm các quá trình xử lí sinh học(đôi khi cả quá trình xử lí hoá học) có tacds dụng loại bỏ hầu hết các tạp chất hữu cơ hoà tan có thể phân huỷ bằng con đường sinh học, nghĩa là khử BOD. Các quá trình đó là: dùng bùn hoạt tính(hoạt hoá bùn), lọc sinh học hay oxi hoá sinh học trong các bể, hồ sinh học và phân huỷ yếm khí, hiếu khí. Tất cả các quá tình này đề sử dụng khả năng của các vi sinh vật để chuyển hoá các chất thải hữu cơ về dạng ổn định và năng lượng thấp.+ Xử lí cấp III: xử lí cấp III gồm cá quá tình xử lí vi lọc, kết tủa hoá học và đông (keo) tụ, hấp phụ bằng than hoạth tính, trao đổi ion, thẩm thấu ngượic, điện thấm tích, các quá trình khử các chất dinh dưỡng, clo hoá và ozon hoá.Trong thực tế việc lựa chọn các phương pháp làm sạch nước thải tuỳ thuộc vào mức độ sạch cần thiết và hiệu quả làm sạch của các phương pháp, các công đoạn hay qua trình xử lí. Có thể hanm khả bảng sau để lựa chọn phương pháp xử lí.Bảng 3.2: Hiệu quả làm sạch của cá quá trình khác nhau trong xử lí nước thải

2. Nước thải từ công nghiệp lọc hoá dầu2.1. Giới thiệu2.1.1. Các vấn đề môi trường cơ bản của công nghiệp dầu mỏ

Công nghiệp dầu mỏ có thể phân chia thành ba lĩnh vực chủ yếu: sản xuất(tìm kiếm, khai thác) dầu mỏ, lọc và hoá dầu và tiêu thụ sản phẩm. Sản xuất bao gồm các quá trình liên quan đến tìm kiếm và khai thác dầu, lấy dầu từ lòng đất, xử lí sơ bộ tại giàn khoan và vận chuyể dầu thô đến nhà máy lọc dầu. Quy mô của xử lí sô bộ tuỳ thuộc và kiểu dầu thô và thường bao gồm việc loạ bỏ khí và nước biển. Lọc hoá dầu bao gồm các quá trình cần thiết đẻ chuyển hoá dầu thô thành các sảnh phẩm có thể bán và nhiều quá trình chế biến hoá học khác tao ra nhiều sản phẩm có đặc tính khác nhau. Tiêu thụ liên quan đến toàn bộ các hoạt động phân phối và bán các sản phẩm dầu mỏ trung gian và cuối cùng.Tất cả các hoạt động này đề có những tác động đến môi trường. Bốn vấn để môi trường cơ bản tập trung trong công nghiệp dầu mỏ là:+ Lưu huỳnh tỏng nhiên liệu dầu+ Bức xạ ô tô+ Tràn dầu do sự cố khoan hay vận chuyển dầu+ Các dòng chảy và phát xạ từ nhà máy lọc dầu, nhà máy hoá chất và các hoạt động khácNhư vậy nước thải lọc hoá dầu là một trogn các vấn đề được quan tâm, nghiên cứu2.1.2. Chất thải lọc dầu và hoá dầuTrong hoạt động lọc dầu, các chất ô nhiễm có thể được thải vào môi trường. Các chất ô nhiễm là các sản phẩm phụ của các quá trình lọc khác nhau. Các chất thải cơ bản từ lọc dầu bao gồm+ Sunphua hydro(H2S): đây là chất khí tiền thana của oxit lưu huỳnh(SOx), chúng được tạo ra khi xử lí bằng hydro( như reforming xúc tác, hydrotreating và hydrỏcacking) và các quá trình cracking (như cracking xúc tác, cracking nhiệt hay cốc hoá). Một lượng không đáng kể được tạo ra trong các quá trình khác (như chưng cất, sản xuất atphan, sản xuất dầu bôi trơn, alkyl hó..) . Oxit lưu huỳn xũng đựoc tạo ra khi đố cháy các chất lỏng chứa lưu huỳnh. Tương tự như vậy, khi các nhiên liệu chứa nitơ hay hợp chất nitơ được đốt cháy sẽ tạo ra oxit nitơ(NOx).

+ Hơi hydrocacbon: hơi hydrocacbon có thể bay ra từ các bể chứa (dầu thô, sản phẩm)+ Mono oxit cacbon (CO): đây là sản phẩm phụ của quá trình cracking xúc tác hoặc bên cạnh đó bụi xúc tác cũng gây ảnh hưởng đến môi trường+ Các chất tạo ra nhu cầu oxi sinh học(BOD) trong nước thải: các chất này được tạo ra trong các quá trình chế biến như cracking xúc tác, cracking nhiệt, xử lí các sản phẩm dầu mỏ bằng axit sunphuric. Phần lớn các dung môi(như phenol, phuphural…) được dùng trong sản xuất dầu bôi trơn bằng phương pháp chiết lọc cũng tạo ra nhu cầu BOD.+ Nước thải từ các nhả máy lọc dầu có thể chgứa dầu và nhiều chất khác hoặc nước không trung tính (pH≠7)Do các chất thải trên có ảnh hwongr xấu đến môi trường nên chúng cần được xử lí trwocs khi thải vào môi trường. Có một số quá trình kiểm soát các chất thải từ nhà máy lọc dầu như + Loại H2S (phản ứng tạo SOx khi cháy):

- Cád khí chứa H2S được xử lí bằng chất lỏng(thường là dung dịch amin) có kảh năng hấp thụ H2S. H2S sau đó đựoc thu hồi khỏi hỗn hợp lỏng. Cũng có thẻ chuyển hoá nó thành lư huỳnh ròi thu hồi

- Tách chua: các dòng nước thải từ lọc dầu chứa H2S được tách bằng hơi nước để loại bỏ H2S

+ Loại hơi hydrocacbon(phản ứng tạo khói độc):- Lắp các mái vòm nổi hoặc hệ thống thu hồi hơi trên các

thùng chứa.- Bảo quản tốt, tránh rò rỉ

+ Loại dầu và các hợp chất hữu cơ lỏng không có khả năng hoà tan trong nước ( từ nước thải, có hại với môi trường nước, gây bẩn)

- Dùng các thiết bị phân tách dầu nước (thiết bị tách API, CPI..) Dầu được cho nổi trên bề mặt nước bẩn và đwocj hớt bỏ .

- Sục khí: không khí được thổi qua nước bẩn, dầu nổi lên bề mặt như bọt và được hớt bỏ

+ Loại các hợ chất hoà tan trong nước( hoà tan trong nước thải, gây tổn hại đến môi trường nước, giảm lượng oxi hoà tan, mùi khó chịu): dùng các phương pháp xử lí sinh học như màng lọc sinh học hay bùn hạot tính.+ Loại hợp chất phenol(độc với môi trường sống)

- Thu hồi và bán cho các nhà máy hoá chất- Đốt bỏ- Chôn trong bể chứa- Dùng các phương pháp xử lí bằng hydro để loại bớt nhu cầu

tách phenolDưới đây là một số thiết bị được dùng để xử lí chất thải lọc dầu:+ H2S được xử lí trong các phân xưởng có thiết bị rửa khí, chuyển hoá thành S+ Dùng các mái che thủng chứa + Loại bỏ BOD trong các phân xưởng xử lí chất thải có các thiết bị trung hoà nước, thiết bị tách dầu, thiết bị lọc nổ, thiết bị lắng, thiết bị đông tụ và thiết bị xử lí sinh học+ Dầu và các chất rắn lơ lửng được thu hồi và trung hoà trong các phân xưởng xử lí nước thải đơn giản hơn khi loại bỏ BODTrong hó dầu, chất thải đa dạng hơn nhiều và tuỳ thuộc vào các quá tình sản xuất khác nhau. Tuỳ thuộc vào từng loại chất thải mà người ta chọn phương pháp xử lí thích hợp. Xu hướng hiện nay là dùng các công nghệ tiên tiến, giảm thiểu lượng chất thải cần xử lí.2.2. Nước thải lọc hoá dầua- Nguồn và lượng nước thải Nước thải từ nhà máy lọc dầu là rất đa dạng tuỳ thuộc vào các quá tình và các phân xwongr chế biến cơ bản của nhà máy.Các nguồn chủ yế của nước thải trong nhà máy lọc dầu là+ Nước thải nồi hơi và nước thải từ quá trình xử lí, chiếm khoảng 65%, trong đó nước chua chiếm khoảng 25%+ Nước thải từ lĩnh vực làm mát, chiếm khoảng 20%+ Nwocs thải sinh hoạt và nước mưa, chiếm khoang r15%Như vậy nước thải từ nồi hơi và từ các quá trình xử lí chiếm đến 2/3 tổng lượng nước thải (có thể đến 10000-15000m3/ngày đêm hoặc lớn hơn). Nước làm mát chiếm đến hơn 90% tổng lượng nước

sử dụngtrong nhà máy lọc dầu nhưng chỉ đóng góp khoảng 20% tổng lượng thải.Lưu ý rằng nước thải chứa H2S, NH3 và dầu được coi là nước chua. Nó có thể được tách bằng hơi nước để loại bỏ H2S, NH3 và các khí nhẹ. Sau đó chúng được thu hồi hay đốt bỏb- Phân loạiNước thải lọc dầu có thẻ gồm cá loại sau+ Nước được tạo ra hay loại bỏ trong các phản ứng+ Nước rửa để làm sạch các thiết bi, hệ thống, nước tháo bể dự trữ.+ Lượng lón nước chua được tách từ các quá trình tách và nwocs từ nồi hơi thải ra+ Nước kiềm và amin đã sử dụng thải ra từ các thiết bị xử lí sản phẩm và các phân xưởng xử lí+ Nước thải từ tháp làm mát thải ra+ Có thể là nước mưa ô nhiễm gồm nước tháo bề mặt từ các phân xưởng xử lí lọc dầu, các phân xưởng phụ trợ và các khu vực đường đi, vận chuyển…+ Các nguồn nước mưa từ các khu vực không nguy hiểm+ Dòng nước thải sinh hoạt.c- Các chất ô nhiễm chủ yếuCác chất ô nhiễm phổ biến từ nước thải lọc dầu bao gồm + Dầu và mỡ+ Các hydrocacbon+ Phenol và hợp chất phenol+ Các hợp chất sunphua+ Các chất rửa hoà tan+ Các chất hữu cơ dưới dạng COD và BODd- Đặc tính nước thảiCác đặc tính điển hình của nước thải từ nhà máy lọc dầu cho trong bảng sau:Bảng 3: Các đặc tính điển hình của nước thải lọc dầuTT Đặc tính Khoảng giá trị

e- Nước thải từ môt số quá trình xử lí1) Phân đoạn dầu thô( chưng cất khí quyển, chưng cất chân không, tách chân không..) Chất thải từ quá trình phân đoạn dầu thô có thể từ 3 nguồn

- Thứ nhất là từ nước tháo ra từ các bình thu gom ở đỉnh(bình ngưng tụ ở đỉnh trước khi tuần hoàn(hồi lưu) hay chuyển các hydrocacbon tới các tháp phân đoạn khác. Nước tách từ các hydrocacbon trong các bình tu gom đó được lấy ra và thải xuống hệ thống cống ranx. Nước này là nguồn chủ yếu của các hợp chất sunphua, đặc biệt khi chưng cất dầu chua (chế biến dầu chua): nó cũng chứa một phần đáng kể dầu, hợp chất clỏua, các mecaptan và các hợp chất phenol.

- Nguồn thải đáng kể khác được thải ra từ các đường lấy mẫu, dầu này có thể được tách nhưng có thế tạo nhũ tương trong hệ thống nước thải. Có thể coi đây không phải nước thải nhưng lại gây ô nhiễm nguồn nước.

- Nguồn thải thứ ba có thể là những nhũ tương dầu tạo ra trong các bình ngưng tụ baromet( thiết bị ngưng tụ trực tiếp) được dùng để tạo áp suất thấp trong các tháp chưng cất chân không. Tuy nhiên khi cá thiết bị ngưng tụ baromet đựoc thay bằng các thiết bị ngưng tụ bề mặt thì hơi dầu không tiếp xúc trực tiếp với nước nữa và không tạo ra nhũ tương. Tất nhiên, nếu dùng nước để ngưng tụ thì mới tạo ra nước thải.

2) Cracking nhiệt (có liên quan đến các quá trình cốc hoá chậm, cốc hoá tầng sôi, cracking nhiệt, cracking giảm độ nhớt: visbreaking)

Nguồn thải chính trong cracking nhiệt là từ thiết bị thu gom trên đỉnh tháp phân đoạn. Ở đó, nước được tách ra khỏi hơi hydrocabon và chảy vào hệ thống cống rãnh. Nước này thường chứa các phân đoạn dầu và có thể là nguồn BOD, COD, amoinac, phenol và sunphua cao. Nguồn thải này có pH kiềm và có thể có độ kiềm cao.3) Cracking xúc tác: (cracking xúc tác tầng sôi(giả sôi) hay đệm cố định) Các phân xưởng cracking xúc tác là một trong những nguồn nước chua lớn nhất trong nhà máy lọc dầu. Ô nhiễm từ cracking xúc tác nhìn chung là do các thiết bị tách hơi nước và các thết bị thu gọ ở đỉnh của các tháp phân đoạn được dùng để thu hồi và tách các phân đoạn hydrocacbon khác nhau trong các thiết bị phản ứng xúc tác. Các chất ô nhiễm chính từ quá trình cracking xúc tác là dầu, các sunphua, hợp chất phenol và amoniac. Các chất ô nhiễm đó làm cho nước thải có tính kiềm cao cũng như nồng đọ BOD va CoD cao. Nồng đọ phenol và sunphua trong nước thải thay đổi theo loại dầu thô xử lí nhưng nhì chung rất đáng kể.4) Cracking bằng hydro (hydrocracking): Nhiều quá trình liên quan như Isomax, BASF_IFP hydrocracking..)Trong các thiết bị tách và phân đoạn sản phẩm phía sau các thiết bị phản ứng hydrocracking có một lượng H2S hoà tan trong nước. Nước thải từ các thiết bị tách hâythps phân đoạn có thể có hàm lượng các hợp chất sunphua cao và có thể có phenol cũng như amoniac.5) Reforming(reforming xúc tác, reforing nhiệt..)Reforming là quá trình tương đối sạch, lượng nước thải là không đáng kể. Thể tích của dòng thải là nỏ và không có các dòng thải có nồng độ các chất ô nhiễm cao. Chất thải là kiềm và chất ô nhiễm chủ yếu là sunphua từ thiết bị thu gom ở đỉnh của tháp tách được dùng để loại bỏ các phân đoạn hydrocacbon nhẹ từ thiết bị phản ứng đi ra. Thiết bị thu gom ở đỉnh chứa một lượng nước do có thể chứa trong hơi hydrocacbon. Ngoài sunphua, trong nước có thể chứa một lượng nhỏ amoniac, các mecaptan và dầu. 6) Polime hoá: (polime hoá axit, polime hoá nhiệt..)

Phần lớn nước thải là từ quá trình xử lí sơ bộ nguyen liệu trước khi đưa vào thiết bị phản ứng. Người ta dùng các tháp rửa nước và các thiết bị rửa axit để xử lí nguyên liệu. Nước thải có thể có hàm lượng sunphua, các mecaptan và amoniac cao.7) Alkyl hoá(alkyl hoá bằng H2SO4 hay dùng HF)Nước thải là một trong 3 nguồn chất thải của quá trình alkyl hoá dùng axit. Nước được rút ra từ các thiết bị thu gom ở đỉnh chứa hàm lượng dầu và các sunphua khác nhau và cũng có các chất bẩn khác. Nhưng đây không phải là nguồn chính của quá trình này.9) Xử lí bằng dung môi: (hydrotreating): ( có nhiều quá trình khác nhau như HDS, HDN, ..)Lượng chất thải tuỳ thuộc vào quá tình được dùng và nguyên liệu xử lí bằng hydro. Các dòng thải từ các thiết bị thu gom ở đỉnh của các tháp phân đoạn, các thiết bị tách hơi nước và đáy các tháp tách nước chua. Chất ô nhiễm chủ yếu là cá sunphua và amoniac. Có thể có cả các hợp chất phenol nếu nguyên liệu có khoảng nhiệt độ sôi cao.10) Loại atphal(deasphanting)Nước thải được thải ra từ các thiết bị ngưng tụ ở đỉnh của các tháp tách hơi nước được dùng để tách atphan và propan. Nước chua từ các thiết bị ngưng tụ có thể chứa một lượng nhỏ các sunphua, dầu và amoniac.11) Quá tình làm ngot(sweeting)Nước thải ra xuất phát từ nước để rửa sạch sản phẩm đã xử lí và tái sinh dung dịch xử lí như dung dịch plumbua natri(Na2PbO2). Dòng thải này chứa một lượng nhỏ dầu và dung dịch xử lí như Na2PbO2 hay clorua đồng (CuCl2) từ quá trình làm sạch bằng clorua đồng.12) Sản xuất dầu mỡVới quá trình xử lí axit, nước thải có thể chứa axit, hợp chất lưu huynh và dầu nhũ tương. Quá trình xử lí bằng đất sét cũng tạo ra một lượng nhỏ nước thải chứa dầu hay nhũ tương dầu. Nước thải cũng có thể có các dung môi môi xử lí.Như vậy, nước thải từ một số quá trình sản xuất và xử lí trong nhà máy lọc dầu có thể chứa dầu mở, các hydrocacbon, phenol và các

hợp chất phenol, các hợp chất sunphua, các chất rắn hoà tan và các chất hữu cơ khác ở dạng BOD và COD.g- Đánh giá định tính nước thải lọc dầuĐánh giá định tính dòng nước thải và đặc tính của các quá tình lọc dầu cơ bản có thể cho trong bảng 3.3..Có nhiều khó khăn khi xác định lượng các chất thải khacvs nhau với tất cả các thông số cần biết cho mỗi quá trình cơ bản. Do vậy, đây chỉ là các thông tin mang tính chất định tính. Tuy nhiên, các thông tin này cũng có thể được dùng để dự báo định lượng các chất thải.Lượng và đặc tính nước thải của các quá trình khác nhau rất khác nhau. Nhìn chung các nguồn đaóng gó nước thải chủ yếu là nước tháo bình sẹ trữ, nước loại muối và chưng cất dầu thô, các quátình cracking xúc tác và cracking nhiệt, tiếp sau đó là các quá trình xử lí bằng dung môi, loại sáp, làm khô và làm ngọt.Hai dòng nước thải có ý nghĩa lớn là nước chua(chứa sunphua, lưu huỳn mecaptan và dầu) và nước kiềm đã sử dụng. Các nguồn nước chua cơ bản là phần lỏng ngưng tụ từ các tháp phân đoạn khác nhau. Nước kiềm bắt nguồn từ các quá trình frửa kiềm(rửa nguyên liệu, các sản phẩm trung gian và các sản phẩm cuối cùng). Nước này được trung hoà bằng axit, loại bỏ sunphua cũng như lưu huỳnh mecaptan.Bảng 3.3 Đánh giá định tính dòng nước thải lọc dầu

Kiểu phổ biến thường dùng và mức độ phức tạp của các quá tình xử lí nước thải lọc dầu được xác định cơ bản dựa vào lượng chất và đặc tính của dòng thải tổng chứ không phải dựa vào hệ thống các thiết bị hay quá trình xử lí lọc dầu. Tính chính xác của các tiêu chuẩn ô nhiễm càng cao thì việc xử lí nước thải phải được yêu cầu xem xét dưới dạng các vân đề ô nhiễm đặc biệtTrong bảng trên, các thông số được giải thcíh như sau:+ Lưu lượng dòng thải: dựa vào tổng lượng nước sử dụng thì chưng cất dầu thô là phân xưởng sử dụng nước lớn nhất do thể tích của các thiết bị ngưng tụ baromet và các thiết bị loại muối là lớn. Phân xưởng cracking xúc tác và phân xưởng làm ngọt, làm khô là phân xưởng sử dụng nước lớn thứ hai. Qui mô của lượng nước sử dụng bị ảnh hưởng rất nhiều bởi trình độ công nghệ của các quá trình được dùng. Trong các nhà máy mới hơn, việc giảm mạnh lượng nước sử dụng có thể từ phân xưởng loại sáp và cracking xúc tác, mà cơ bản là tăng lượng nước tái sử dụng.+ Nhiệt độ: Loại muối của dầu thôk, đặc biệt quá trình tĩnh điện đógn góp tải nhiệt thải lớn cũng như quá trình chưng cất và cracking. Tăng việc sử duntgj các tháp làm mát đóng vai trò quan trọng trong việc giảm tổng tải nhiệt mà cách chủ yếu là giảm lượng nước thải ra chứ không nhất thiết phải giảm nhiệt độ dòng thải. Tải nhiệt dòng thải có thể có ảnh hưởng bất lợi đến việc xử lí và thu hồi nước bởi vì tăng nhiệt độ làm giảm khả năng hoà tan oxi và phải sử dụng lượng oxi lớn hơn. Cả hai vấn đề đó đều làm giảm khả năng điều khiển tải trong thải của dòng khí.+ pH: pH chỉ ra nồng độ ion hydro(H+) trong nước thải. Tuy nhiên, các giá trị cực đại ta thường quan sát được không phản ánh đúng dung lượng của các chất thải hay ảnh hưởng cuối cùng của nó lên nguồn nước thu hồi. Phần lớn nước thải lọc dầu có tính kiềm. Các nguồn nước kiềm cơ bản là nước tahỉ từa các quá tình cracking (cả cracking xút tác và cracking nhiệt) và nước thải từ quá trình loại

muối của dầu thô. Một số quá trình xử lí bằng dung môi cũng đóng gớp lượng chất kiềm đáng kể. Các quá trình xử lí bằng hydro đang ngày càng trở lên quan trọng cũng đóng gớp lượng nước thải cso tínhkiềm nhất định. Xử lí nước nồi hơi của phân xưởng sản xuất điện góp phần giảm lượng nước thải và bùn có tính kiềm.Các quá trình alkyl hoá và polime hoá dùng các công nghệ xử lí axit và có những vấn đề về axit khá nghiêm trọng. Nhìn chung, các dòng thải lọc dầu có pH khác nhau, nhưng xét về tiêu chuẩn dòng thải nó không phảilà vấn đề chủ yếu. Khi pH nằm ngoài giới hạn thông thường, việc phân phói hay san đều nước thải kiềm( và thỉnh thoảng là nước thải axit) trước khi thải nó xuống hệ thống cống rãnh là biện pháp đảm bảo để duy trì pH. Nhìn chung, thểtích lớn của nước làm mát và nước rửa sẽ hoà tan axit mạnh hoặc chất thải kiềm. Như vậy, pH sẽ là vấn đề quan trong khi thể tích nước làm mát giảm xuống.Điều khiển pH cũng là vấn đề quan trọng xét về các hoạt động xử lí nước thải lọc dầu. pH rất thấp hoặc rất cao có thể gây ra hoặc làm xấu đi quá tình nhũ hoá dầu trong hệ thống nước thải. pH của nước thải có ảnh hưởng đến các quá trình xử lí sinh học nhất là khi xử lí sinhhọc được sử dụng với quy mô lớn hơn. Do vậy, nó là yếu tố quan trọng để đánh giá hiệu quả xử lí.+ Nhu cầu oxi: số đo nhu cầu oxi sinh học và hoá học là cách thông số chất lượng nước rất có ý nghĩa. COD và BOD là các thông số tiêu chuẩn được dùng để đánh giá các nhu cầu oxi hoá học và sinh học đó.Phần lớn nước thải lọc dầu đều có nhu cầu oxi. Các nguồn cơ bản là các hydrocacbon hào tan và các hợp chất sunphua. Dự trữ dầu thô và sản phẩm cũng như các hoạt động phân phối sản phẩm là các nguồn đóng góp COD vàBOD khá quan trọng vì phải dùng rất nhiều thùng và bể chứa và số lần tiếp xúc đến dầu và các sản phẩm là rất nhiều. Tuy nhiên nước thải từ cá hoạt động này là không liên tục. Các quá trình cracking và xử lí dung môi là các nguồn đóng góp BOD lớn và thường xuyên.+ Hàm lượng phenol và các hợp chất phenol: Các quá trình cracking xúc tác, chưng cất phân đoạn dầu thô và xử lí sản phẩm là

các nguồn chủ yếu của các hợp chất phenol. Cracking xúc tác tạo ra các hợp chất phenol bằng cách phân huỷ các hydrocacbon thơm đa vòng như antraxen và phenanthren. Một số quá tình xử lí dung môi dùng phenol làm dung môi và mặc dù nó đựoc thu hồi bằng các quá tình thu hồi nhưng mất mát là không tránh khỏi. Phenol và các hợp chất phenol, đặc biệt khi clo hoá, tạo ra vấn đề mùi và vị trong nước, đồng thời chúng cũng độc+ Hàm lượng sunphua: dòng thải sunphua nhìn chung bắt nguồn từ loại muối dầu thô, chưng cất phân đoạn dầu thô và quảtình cracking. Các hợp chất sunphua thảo luận ở đây bao gồm cả các hợp chất mecaptan. Các hợp chất sunphua gây cản trở các hoạt động lọc dầu. Chúng có thể được loạ bỏ bằng nước kiềmhâyr bằng các dung môi amin như dietanolamin hoặc tồn tại như nước chua ngưng tụ trong các quátình xử lí và sẽ được xử lí như nước chua. Cá quá trình xử lí bằng hydro được dùng để loại bỏ các hợp chất sunphua trong nguyên liệu góp phần làm giảm dòng thải sunphua. Tuynhiên, phần lớn hợp chất sunphua được loịa bỏ ở dạng H2S chúng được thu hồi hay đốt cháy tạo SO2.+ Hàm lượng dầu: Đây là chất ô nhiễm chủ yếu của nước thải các nhà máy lọc dầu. Khi dầu tồn tại ở dạng tự do, nó tạo vết dầu loang trên mặt nước, có nhều màu sắc và bao phủ lên các vật rắn. Các chất rắn bị phủ dầu là vấn đề rất phức tạp vì chúng thường có trọng lượng riêng trung bình và rất khó loại bỏ bằng các công nghệ phân tách trọng lực truyền thống. Dầu và chất rắn bị phủ dầu cũng là vând đề nghiêm trọng đối với môi trường nước.Loại bỏ dầu bằng các thiết bịtách API hoặc các thiết bị khác là bước xửlí sơ bộ cần thết trươc khi xử lí sinh học.Dầu có khả năng hoà tan hạ chế trong nước và do đó chúng cũng đóng góp một lượng nhỏ vào dòng BOD và COD. Tuy nhiên, dầu mỏ và các sản phẩm dầu mỏ chứa nhiều hydrocacbon có khả năng nên chúng có thể xâm nhập vào nước sản phẩm. Dòng nước rửa sản phẩm đó cũng đóng góp nhu cầuBOD và COD.h- Đánh giá định lượng nước thải lọc dầuViệc định lượng các chất thải là rất khó vì các nhà máy lọc dầu thường khác nhau về quy mô, trình độ công nghệ, hệ thống xử lí,

nguyên liệu đầu vào, … ở đây lấy ví dụ một nhà máy lọc dầu công suất khoảng 100000 thùng/nagỳ, so sánh các mức trình độ công nghệ, dùng bao thông số BOD, phenol và sunphua để so sánh. Ba đặc tính này, cùng với dầu, là cá đặc tính chủ yếu cần xử lí. Người ta có thể căn cứ vào các giá trị này để lựa chọn các phương pháp xử lí thích hợp. Với các nhà máy lọc dầu khác, trước khi lựa chọn phương pháp xử lí nước thải cũng cần xác định sơ bộ các thông số này. Bảng 3.4. Lượng chất thải và thể tích nước thải của một số quá trình cơ bản.

Bảng 3.5. Lượng chất thải và thể tích nước thải tính cho 1 đưon vị nguyên liệu.

Bảng 3.6. Tổng lượng chất thải (kể cả các nguồn khác) sau thiết bị tách API.

Bảng 3.7. Tổng lượng chất thải (kể cả các nguồn khác) sau thiết bị tách API tính cho 1 thùng dầu.

Bảng 3.8. Tổng lượng chất thải của các quá trình xử lí.

Bảng 3.9. Dự đoán lượng nước thải và lượng chất thải tính theo 1 đơn vị sản phẩm.

Dưới đây là lượng các chất ô nhiễm chủ yếu trong một số dòng thải lọc dầu.

1) Nước thải loại muối( Nước thải từ quá trình loại muối)Dòng thải này trong các nhà máy lọc dầu có thể chiếmkhoảng 5,7% thể tích dầu thô được chế biến(từ 3.2-8.7%). Nồng độ các chất ô nhiễm của một số nhà máy lọc dầu như sau:+ Các sunphua: từ 0-13mg/l, trung bình 4.3mg/l, khoảng 0.25kg/tấn dầu thô.+ Các phenol:’’10-24’’’15 ‘ ‘ ‘ 0.9+ Dâu : 20-516’’’169’’’10.0+ BOD : 68-610 256 15+ COD(4h,KmnO4) 124-470 ‘’291’’17+ pH: 7.2-9.1 ‘’’’’’’’ 8.2

2) Nước ngưng tụ chuatừ hơi nước bị ngưng tụ trong chưng cất và cracking). Nồng độ các chất ô nhiễm của một số nhà máy lọc dầu như sau:

+ H2S: từ 300-11000mg/l, trung bình 4200mg/l.+ NH3 100----7000 3100+ Các phenol 100-1000 420+ pH 7.5-9.5 8.53) Nước ngưng tụ chứa phenol từ các quá trình cracking: với

một sốnhầmý lọc dầu, nồng độ các chất ô nhiễm như sau: + Các sunphua: từ 40-15600mg/l, trung bình 4500mg/l+ Các phenol: 15-1400 350+ NH3; 86-6975 2000+ Dầu 3-100 + BOD 120-3040

Chú ý rằng, các giá trị nồng độ này chỉ tương ứng với một số nhà máy lọc dầu. Tuy nhiên, với các nhà máy lọc dầu nói chung thì đây đều là những thông số quan tâm trong xử lí nước thải. Ngoài ra, người ta còn quan tâm đến lượng chất rắn lơ lửng, hàm lượng các kim loại nặng..

i- Sơ đồ thu gom nước thải để xử líSơ đồ chỉ gồm một số phân xưởng cơ bản có thải nước, các quá trình khác có thải nước cũng có thể bổ sung vào sơ đồ này.

k- Xử lí nước thải lọc dầu ngay tại nguồn thải.Phân tách các chất thải lỏng chứa hoá chất và các chất có mùi ngay tại nguồn thải chúng để xử lí trước khi thải nước vào hệ thống thu gom nước thải lọc dầu được cho là biện pháp kinh tế và hiệu quả nhất để giảm thiểu các hoá chất và các chất có mủi. Phân xưởng nào là nguồn gốc của các chất thải phải được nghiên cứu để có những sự thay đổi cần thiết có thể trong quá trình hoạt động nhằm giảm các chất thải. Trong một số trwongf hợp, nước thải từ một quá trình xử lí có thể được dùng để xử lí nước thải từ các nguồn khác. Các dòng thải chính có thể được xử lí riêng biệt là: các dòng chứa nhũ tương dầu trong nước, nước chứa lưu huỳnh, cặn bùn axit và nước thải có tính kiềm đã sử dụng.

Để đánh giá tổng thể về tính hiệu quả của các hoạt động xử lí tại nhà máy trong việc giảm ô nhiễm nước thải cần có các thông tin chi tiết về các lưu lượng nước thải, và nồng độ các chất ô nhiễm từ tất cả các phân xưởng chế biến lọc dầu và các phân xưởng phụ trợ. với các thông tin như vậy có thể xác định được các ảnh hưởng ô nhiễm thay thế của phân xưởng này chứ không phải của phân xưởng kia hoặc phải cải thiện hoạt động chung của toàn nhà máy hay là các công việc quản lý.Cải thiện hoạt động chung của toàn nhà máy và các công việc quản lý sẽ giảm lượng chất thải nhiều hơn so với chỉ thay đổi các quá trình sản xuất. Dùng các công nghệ tiên tiến sẽ giảm được đáng kể lượng nước thải.Các phương pháp đều khiển xử lí tại nhà máy quan trọng bao gồm các quá trình tách và thu hồi, trung hoà và oxi hoá kiềm đã sử dụng, xử lí nước cứng và kiểm soát nhiệt độ.2.2.2. Nước thải hoá dầua- Các dòng nước thải chủ yếuTrong các nhà máy hoá dầu, nước thải từ các quá trình khác nhau được phân tách và thu hồi trong các hệthống cống rãnh riêng biệt nghĩa là qua hệ thống nước thải, các kênh nước mưa và các cống nước thải sinh hoạt. Các dòng nước thải thường gặp trong nhầmýhoá dầu bao gồm:

1) Nước thải chứa dầu bao gồm nước thải riêng biệt từ các nhà máy sản xuất hợp chất thơm (thơm hoá AP), nhà máy sản xuất olephin(OP), etylglylcol(EG), vinylclorua(VC)…..

2) Nước thải xử lí từ các quá trình alkyl hoá benzen chứa florua3) Nước chua đã sử dụng chứa sunphua từ các nhà máy sản xuất

olephin4) Nước thải xử lí từ phân xưởng polypropylen chứa bột polỵme

và các kim loại nặng5) Các dòng xyanua loãng hay đặc từ các nhà máy sản xuất

acrynitril, sợi acrylic và acrylat.6) Nước thải xử lí chứa vụn cao su từ nhầmý cao su

polybutandien

7) Nước mưa bị ô nhiễm nặng từ các phân xưởng xử lí, phụ trợ hay các khu vực bốc dỡ.

8) Nước thải từ các tháp làm mát9) Nước thải sinh hoạt

b- Các đặc tính cơ bản của nước thảiNước thải từ các quá trình nêu trên có đặc tính riêng tuỳ thuộc vào quá trình và công nghệ xử lí. Một số thông số có trong nước thải hoá dầu được cho trong bảng sau:Bảng 3.10. Đặc tính nước thải từ nhà máy hoá dầu.

2.3. Công nghệ giảm lượng nước thải và giảm ô nhiễmNước xử lí và nước làm mát là các nguồn nước thải chủ yếu. Do vậy, người ta tập trung nghiên cứu và sử dụng các công nghệ để lượng nước thải và các chất ô nhễm ngày càng giảm đi.2.3.1. Trong lĩnh vực làm mátTrong lĩnh vực làm mát, người ta tìm cách cải thiện nước thải từ các tháp làm mát. Một số biện pháp thường dùng la:+ Sử dụng không khí để làm mát nhiều nhất có thể để giảm tải nhệt của tháp làm mát.

+ Xử lí sơ bộ nước bổ sung vào tháp làm mát bằng phương pháp mềm hoá bằng vôi lạnh, điện phân haymềm hoá bằng zeolit+ Làm mát nước làm mát bằng không khí vào đêm hay thời tiết lạnh+ Tái sử dụng các dòng thải lọc dầu đã được xử lí như là nớc bổ sung vào tháp làm mát(cũng có thể dùng làm mát nước rửa hay nước cứu hoả)+ Sử dụng các dòng thải từ các nồi hơi áp suất thấp làm nước bổ sung vào tháp làm mát.+ Tái sử dụng các dòng thải lọc dầu đã xử lí để dùng cho làm mát 1 lần 9như làm mát các bơm, các máy nén, các thiết bị ngưng tụ bề mặt hay ngưng tụ baromet(gián tiếp và trực tiếp)+ Sử dụng các dòng nước mềm để dòng thải của tháp làm mát là thấp nhất+ Thu gom và tái sử dụng các dòng nước mưa ở các khu vực không có quá trình chế biến làm mát nước bố sung vào tháp làm mát.+ Tái sử dụng nước súc rửa nhựa trao đổi ion của thiết bị loại khoáng làm nước bổ sung+ Sử dụng biện pháp ozon hoá để xử lí nước làm mát nhằm giảm sự tạo cặn bẩn, hạn chế hay ức chế ăn mòn và giảm dòng thải từ tháp làm mát.2.3.2. Trong lĩnh vực nước xử líTrong lĩnh vực nước xử lí có thể áp dụng các biện pháp sau:+ Tái sử dụng các dòng thải đã xử lí làm nước dập cho các lò gia nhiệt loại cốc.+ Giảm thiểu lượng hơi cho các thiết bị tách sườn của tháp chưng cất khí quyển+ Tuần hoàn một phần dòng thải từ thiết bị loại muối làm nước rửa đầu vào+ Sử dụng nước chua đã được tách làm nước rửa loại muối+ Tái sử dụng nước ngưng tụ từ hơi nước cho quá trìnhtách trong tháp chưng cất dâầ thô chứa dầu hoặc dùng phần lỏgn ngưng tụ tư hơi nước của tháp chưng cất chân không làm nước rửa loaị muối hoặc làm nước rửa phun lên các thiết bị ngưng tụ ở đỉnh.

+ Thu gom nước rửa được bhơm vào các thiết bị làm mát trung gian các máy nén khí ướt để bơm ngược lên các thiết bị ngưng tụ ở đỉnh các tháp phân đoạn sản phẩm của quá trình cracking xúc tác tầng sôi.+ Khi rửa sản phẩm, quay vòng một phần nước rửa tới điểm giữa của tháp phenol tiếp xúc kiểu đệm làm việc ngược chiều để tăng nồng độ chất thải và giảm yêu cầu nước sạch (tăng khả năng truyền khối, giảm lượng nước)+ Sử dung nước chua đã được tách laà nước rửa để bơm ngượic chiều với các thiết bị ngưng tụ trong chưng cất dầu thô và cách thiết bị xử lí bằng hydro+ Tái sinh nước rửa cốc(loại cốc), sử dung dòng thải đã xử lí hoặc nước chua đã được tách làm nước bổ sung tới nhánh rửa cốc(loại cốc)+ Giảm thiểu lượng hơi nước dùng cho hệ thống bơm hút dùng dòng hơi nước ở tháp chưng cất chân không.Như vây, người ta cố gắng tối ưu hoá lượng nước và hơi nước sử dụng trong nhà máy để giảm thiểu lượng nước thải.3- Xử lí nước thải lọc hoá dầu.3.1. Mục đích, tiêu chuẩn dòng thải lọc dầuXử lí nước thải nhằm đảm bảo nước thải ra đạt các tiêu chuẩn nước thải quy định. Có thể căn cứ the tiêu chuẩn nước thải công nghiệp hoặc tiêu chuẩn nước thải lọc dẩu. Mỗi quốc gia thường có hệ thống tiêu chuẩn môi trường lọc dầu và tiêu chuẩn nước thải lọc dầu riêng.3.1.2. Một số tiêu chuẩn nước thải lọc dầuCó nhiều loại vf cấp tieu chuẩn khác nhau. Vídụ tiêu chuẩn EPA cảu Mỹ, có các tiêu chuẩn cấp A, B, C, D và E+ Cấp A: có thể áp dụng cho các nhà máy lọc dầu sản xuấtcác sản phẩm dầu mỏ bằng quá trìnhchwng cất dầu thô và reforming xúc tác (chỉ có chưng cất dầu thô và reforrimng xúc tác)+ Cấp B: có thể á dụng cho nhà máy lọc dầu có chưng cất dầu thô, cracking và các úa trình sản xuát khác nhưng không có sản xuất dầu nhờn

+ Cấp C: có thể áp dụng cho nhà máy lọc dầu có chưng cất dầu thô, cracking vào hoá dầu nhưng không có sản xuất dầu nhờn+ Cấp D: có thể áp dụng cho nhà máy lọc dầu có chưng cất dầu thô, cracking, các quá trình sản xuất khác và sản xuất dầu nhờn nhưng không có hoá dầu.+ Cấp E: có thể áp dụng cho nhà máy lọc dầu có chưng cất dầu thô, cracking, các quá trình sản xuất khác, sản xuất dầu nhờn và hoá dầu.Với mỗi cấp tiêu chuẩn lại có một số quy định riêng như quy định BPT, BAT, BCT, NSPS…Bảng 3.11: Tiêu chuẩn nước thải lọc dầu của Mĩ, Canada và tiêu chuẩn phổ biến

+ Quy định BPT: công nghệ kiểm soát khả thi nhất sẵn có , cho tất cả các chất ô nhiễm.+ Quy định BAT: công nghệ sẵn có nhất có thể thực hiện đạt hiệu quả kinhtế, bao gồm sunphat, phenol, COD, NH3, crôm tổng và crom(IV).+ Quy định BCT: công nghệ kiểm soát ô nhiễm phổ biến nhất, bao gồm tổng chất rắn lơ lửng (TSS), dầu và pH+ Quy định NSPS: tiêu chuẩn thực hiện cho các nguồn mớiDưới đây là một số tiêu chuẩn nước thải lọc dầu.Bảng 3.12: Tiêu chuẩn nước thải lọc dầu của Ấn Độ và quốc tế

Bảng 3.13. So sánh tiêu chuẩn Ấn Độ(MINAS) và quy định NSPS

Nước thải của các nhà máy lọc dầu cần đáp ứng các tiêu chuẫn đã được đặt ra, không hcỉ theo các tiêu chuẩn quốc gia mà còn theo các tiêu chuẩn khu vực và quốc tế. Các nhà máy lọc dầu mới xây dựng càng phải đảm bảo các tiêu chuẩn nước thải và phải căn cứ vào các tiêu chuẩn khắt khe nhất.Nước mưa bão chứa chất bẩn thải ra nế được xử lí riêng biệt với nước thải sản xuất sẽ có các tiêu chuẩn sau:

+ Dầu và mỡ: 1.5mg/l, max+ Tổng cacbon hữu cơ: 110mg/l, max3.2. Phương pháp xử lí nước thải lọc dầu3.2.1. Phương pháp xử lía- Phân loạiCó nhiều cách phân loại các phương pháp xử lí khác nhau nhưng người ta thường phân chia theo đặc tính vả theo cấp xử lí+ Theo đặc tính: có các kiểu xử lí như cơ, hoá, sinh học+ Theo cấp xử lí: có thể chia thành 3 cấp xử lí để loại bỏ các chất ô nhiễm trong nước thải lọc dầu đó là:

- Xử lí cấp I: như các phương pháp phân tách trọng lực- Xử li cấp II: như các phương pháp trung hoà, đông tụ và

lắng hoá học, sục khí hoà tan- Xử lí cấp III: dùng các phương pháp hoá, lí và sinh học như

bể khí hoá bùn hoạt tính, màng lọc(thết bị lọc, giọt, oxi hoá, tháp làm mát…)b- Các phương pháp xử líĐể thuận tiện cho việc nghiên cứu, các phương pháp xử lí được chia thành 5 kiểu có đặc điểm chúng: vật lí, hoá học, sinh học, cấp III và xử lí tại nhà máy.B1- Phương pháp vật lí(xử lí vật lí)Nước thải lọc dầu có thể chứa các chất rắn thô, nổi hay lơ lửng, dầu mỡ…Chúng cần được loại bỏ trước khi xử lí hoá học và sinh học. Các quá trình cơ bản, phổ5 biến trong xử lí vật lí là thành(lưới) chắn, lọc sạn, bẫy dầu mỡ, kết bông(tủa bông), lắng, lọc nổi(tuyển nổi), kết tuẩ không dùng chất hoá học, thêm bùn hoạt tính hay chất pha chế.. Phương pháp xử lí này cơ bản loại bỏ các vật liệu trơ có thể gây cản trở các xử lí tiếp theo+ Thanh(lưới) chắn: Mục đích của lưới chắn là loại bỏ các vật liệu nổi có kích thước lớn cũng như tránh sự bám dính trong thiết bị lọc và gây cản trở quá trình khí hoá trong bùn hoạt tính. Chúng có thể làm sạch bằng tay hay thiết bị cơ học. Khi làm sạch bằng tay thì vận tốc giới hạn của dòng là khoảng 0.45m/giây+ Bể lọc sạn: Bể lọc sạn để loạ bỏ các loại sạn như cát, sỏi… có trọng lượng riêng lớn hơn vật liệu hữu cơ lơ lửng. Mục đích của

việc này là bảo vệ các thiết bị cơ học và tránh lắng đọng trong đường ống. Hai kiểu bể lọc sạ thwowngf dùng là bể lọc sạn dòng chảy ngang và bể lọc sạn khí hoá+ Lắng cấp I: Mục đích là lgiảm hàm lượng chất rắn lơ lửng có thể lắng được trong nước thải. Tại đây, nước thải được để yên tĩnh, các hạt có trọng lượng riêng lớn hơn nước thải sẽ lắng xuống và những chất có trọng lượng riêng nhỏ hơn sẽ nổi lên trê. Khoảng 50-60% chất rắn lơ lửng và khoảng 20-40% BOD(ở 20oC) có thể được loại bỏ tại bể lắng được thiết kế phù hợp. Thời gian lưu lại phổ biến là 90-150phút khi lưu lượng dòng chảy trung bình. Trong 1 ngày, 1m3 bể lắng có thể xử lí 20-40m3 nước thải+ Phân tách dầu: Trong nước, dầu có thẻ tồn tại ở dạng tự do hay nhũ tương. Cần loại bỏ dầu tự do trước khi phá nhũ tương dầu nước. Người ta thường cố gắng để dầu tự do nổi trong các bể được thiết kế phù hợp và sau đó nó được hớt bằng tay hay đĩa quay. Vận tốc năng giọt dầu đượctính theo định luật Stoke. Có thể dùng nhiều loại thiết bị phân tách dầu khác nhau như thết bị tách API, CPI, DAF, TPS. Các thiết bị tách trọng lực được thiết kế cơ bản để loại bỏ dầu nổi và các chất rắn lắng được. Hiệu quả loại bỏ dầu có thể tách đựoc là 50-90% và các chất rắn lơ lửng là 10-85%. Các thết bị tách trọng lực cũng loại bỏ được BOD, COD và phenol. Các loại bỏ này là khá lớn(40-50%) tuỳ thuộc vào đặc tính nước thải. Phenol có khả năng hoà tan trong dầu và như vậy có thể chíêt được từ nước thải và loại bỏ cùn với dầu nhờ thiết bị tách.Hiệu quả loại bỏ dầu của các thiết bị tách trọng lực chj ảnh hưởng lớn bởi việc quản lí nước thải tại nhà máy cũng như bởi việc thiết kế và vận hành của bản thân thiết bị tách. Phàn lớn dầu có thể tách đựoc trong hệ thống nước thải có thể được laọi bỏ với hiệu sấut cao nhờ thiết bị tách trọng lực này nhưng chất lượng dòng ra(thay đổi từ 20-150mgdầu/l) sẽ tốt hơn nhiềunếu kiểm soát tại nguồn thải có hiệu quả vì kiểm soát tại nguồn thải là biện pháp để tối thiểu hoá lượng dầu vào hệ thống cống rãnh ở vị trí đầu tiên. Hơn nữa, dầu ở dạng nhũ tương và đặc biệt dầu bao phủ lên chất rắn là rất khó loại bỏ bằng các thiết bị tách trọng lực.

Thiết bị tách API có thể làm việc bình thường mà không cần dùng một hoá chát, chất đông tụ hay chất trợ gúp nào. Dầu và mỡ được tách tử thiết bị này chính là dầu ưu sẽ được thu hồi và tái sử dụng trong lọc dầu. Gần đây, các thiết bị tách đĩa mái ngói (TPS) hoặc các thiết bị phân tách đĩa nhã cũng được dùng để tách dầu tự do ra khỏi nước thải. TPS hoạt động tốt hơn các thiết bị tách trọng lực vì nó giảm quãng nâng của các giọit dầu trước khi tiến đến bề mặt mà ở đó chúng kết hợp là thành lớp dầu tự do và được hớt ra.Các thiết bị tách trọng lực là các phòng hình vuông được trang bị các thiết bị cạo bùn và hớt dầu và thiết kế của thết bị dựa vào việc loại bỏ các giọt dầu đường kính0.015 cm hay lớn hơn. Hiệu quả loại bỏ dầu loà khoảng 98%Nhũ tương đựoc coi là hỗn hợp của hai chất lỏng không hoà tan vào nhau, một trong hai chất lỏng phân tán trong chất lỏng còn lại ở dạng các giọt lỏng. Trong nước thải lọc dầu chứa cả hai loại nhũ tương dầu trong nước và nước trong dầu. Các tác nhân pháp nhũ thường hấp phụ lên trên bề mặt của các hạt nhũ tương làm giảm độ bền của nũ tương. Các tác nhân đó là xà phòng, muối sunphat, axit sunphonic và axit naphtenic, hợp chất amon dạng tứ diện, ete và các este hữu cơ.Người ta thường dùng công nghệ sục khí hoà tan(DAF) để loại bỏ dầu nhũ twong. Công nghệ này có thể được dùng riêng biệt hay kết hợp với quá trình đông tụ. Sự kết hợp này có thể loại bỏ 97% dầu, 75% chất rứan lơ lửng, giảm 80% BOD và COD. Sự giảm này thay đổi theo đặc tính của dòng thải.Cơ chế cơ bản mà nhờ đó nhũ tương dầu trong nước bị phá bao là sự trung hoà điện tíchcủa giọt dầu bằng cách tạ ra hạt kết tủa keo tụ, mục đích này có thể đạt được bằng cách điều chỉnh pH từ 5-6 rồi sau đso kết tủa các chất phá nhũ như axit sunphonic, axit naphtenic bằng cáhc thêm vôi tôi (Ca(OH)2 cho đến khi đạt pH từ 7.5-8.5Cũng có thể dùng các chất điện phân cation để phá nhũ của dầu. Nó có ưu thế so với các phương pháp truềyn thống. Chất hấp phụ polypropylen cũng có thể dùng để phá nhũ. Chất hấp phụ này là

chất ưa dầu, kị nước. Khi đi quá nước thải nó sẽ hấp phụ dầu lên trên bề mặt của nóCác chất đông tj khác như sunphat sắt III , sunphát sắt II, clorua canxi, cacbonat canxi và vôi tôi đã được dùng để phá nhũ trong các thaiết bị tách dầu. Một loại chất đông tụ có thể có hiệu qủ cho nhà máy lọc dầu này nhưng có thể không có hiệu quả đối với nhà máy lọc dầu khác. Do vậy, phải căn cứ vào thực tế nhà máy để chọn chất đông tụ. Các hạt kết tủa keo tụ được tạo ra trong quá trình xử lí như vậy hấp phụ phần lớn dầu và tuỳ thuộc vào nồng độ dầu ban đầu. Sau khi xử lí, dòng thải có thể chứa hàm lượng dầu khoảng 10mg/l hoặc thậm chí thấp hơnXử lí nước thải lọc dầu bằng quá tình bay hơi bị giới hạn khắt khe bởi vị trí địa lý, khí hậu và khả năng đất đai. Đây rõ ràng là phương pháp hấp dẫn ở những nơi các quy tắc dòng thải cho phépTuyển nổi không có hoá chất, giống như quá trình bay hơi, không được sử dụng rộng rãi trong xử lí nước thải lọc dầu. Nhìn chung, có thể so sánh nó với thiết bị tách trọng lực nhưng nó loại bỏ dầu tốt hơn. Hơn nữa, một lượng các hợp chất sunphua sẽ được oxi hoá nhờ oxi hoà tan của không khíThỉnh thoảng, cũng cần tách NH3 nếu pH có tính kiềm, có thể bằng phương pháp sục khí. Hấp phụ bằng cacbon được dùng để làm giảm các chất hữu cơ. Thẩm thấu ngược cũng có thể dùng để loại bỏ các chất hữu cơ và vô cơ.B2) Phương pháp hoá họcSau khi loại bỏ sạn và các chất trôi nổi thì tiến hành loại bỏ các chất hữu cơ hoà tan và lơ lửng. Các quá trình và biện pháp quan trọng liên quan đến xử lí hoá học bao gồm đông tụ, kết bông, lắng hoá học, tuyển nổi có thêm hoá chất…+ Đông tụ, kết bông và lăng hoá học: quá trình sục khí hoà tan có và không có quá trình kết bông được dùng để xử lí nwocs thải có hàm lượng dầu thấp. Với điều kiện phù hợp, quá trình sục khí có thể giảm lượng dầu xuống còn thấp hơn 10mg/l khi dùng các chất đông tụ và các chát trợ đông tụ. Tuy nhiên, quá tình sục khí hoà tan yêu cầu nhiều kỹ năng. Sự giám sát thường xuyên và tiêuthụ năng

lượng nhiều hơn so với các thiết bị tách trọng lực. Do vậy nó ít được dùng hơnHiệu qủ loại bỏ chất ô nhiễm của các phương pháp đông tụ, lắng và tuyển nổi có dùng hoá chất được đánh giá là có mức độ ngang nhau. Các phương pháp hoá học có hiệu quả hơn các thiết bị tách trọng lực, đặc biệt khi loại bỏ dầu nhũ tương. Ngoài ra, phơng pháp đông tụ hoá học có thẻ loạih bỏ nhiều BOD hơn so với tuyển nổi bằng không khí không có hoá chất. Tuyển nổi không khs hoá học loại bỏ được một phần sunphua hoà tan do chúng bị oxi hoá và amoniac đựoc tách ra do không khí.Sunphat nhôm, vôi, sunphat sắt khiđược dùng có thể cho kết quả tốt hơn so với trường hợp chỉ dủng lắng đơn giản. Trong điều kiện thuận lợi có thể giảm 90% các chất lơ lửng. Xử lí hoá học được quan tâm nhiều hơn vì.- Có sự giảm về chi phí hoá chất( hoá chất rẻ hơn)- Ngày càng hiểu cơ chế đông tụ rõ hơn- Nó cải thiện các quá trình xử lí bùnKhi sử dụng các biện pháp này cần phải quan tâm đến thời gian ổn định, vân tốc lắng, cơ chế, khuấy trôn, khoảng pH tối ưu..;+ Kết tủa sunphua: Hydroxyt natri(NaOH) khi được dùng đẻ loại bỏ các hợp chất lưu huỳnh và phenol có thể tạo ra sunphua natri và các sản phẩm khác theo một số phản ứng sau. (gõ phán ứng vao)Nếu nước kiềm đã sử dụng thải ra từ quá trình rửa xăng cracking bằng kiềm thì nó sẽ chứa một ít sunphua natri Na2S và các hợp chất lưu huỳnh mà chủ yếu là mecaptan và thiophenol. Trong một số nhà máy lọc dầu lượng nước kiềm thải ra chứa nồng độ sunphua rất cao thì dùng muối sắt để kết tủa các hợp chất sunphua được coi là phương pháp hiệu quả và kinh tế hơn so với dùng phương pháp trung hoà sau khi tách bằng không khí hay hơi nước. Phương pháp kết tủa sunphua đặc biệt tác dụng đối với nước thải chứa các hợp chất sunphua và mecaptan vì sau đó sunphua sắt cũng kết tủa (viết công thức)Nếu dùng clo và sunphat sắt III thì sẽ hiệu quả hơn. Các phản ứng thực hiện tối ưu trong khoảng pH có tính kiềm

+ Lọc hoá học: loại bỏ các chất lơ lửng còn lại. Phương pháp này có thể đi kèm hoặc không có đông tụ hoá học+ Tách khí hoá học(hấp thụ hoá học): loại bỏ các hợp chất amon và H2S+ Trao đổi ion: loại bỏ photphat, nitơ và chất rắn hoà banB3) Phương pháp sinh họcXử lí sinh học là biện pháp cơ bản cấp I để loại bỏ các chất ô nhiễm như phenol, cặn sunphuavà BOD. Nó cũng được dùng để loại bỏ dầu không thu hồi được trong xử lí cấp II. Các mầm vi khuẩn và các chất dinh dưỡng trong nước thải có dầu sẽ thúc đẩy quát trình phân huỷ sinh học miễn là có đủ oxi hoà tan và thời gian cần thiếtCác phương pháp sinh học được dùnh để xử lí nước thải lọc dầu bao gồm bùn hoạt tính, thiết bị lọc giọt, hồ sực khí và hồ oxi hoá. Tất cả các phưoơg pháp sinh học này đều yêu cầu loại bỏ dầu trước khi sử dụngTrong hệ thống xử lí sinh học chỉ có một mối quan hệ duy nhất và quan trọng giữa amoniac và BOD trong nước thải. Các tổ chức hữu cơ phát triển để oxi hoá các chất hữu có cần khoảng 5 kg NH3 và 1 kg photpho cho mỗi 100 kg BOD loại bỏ. Các chất dinh dưỡng này có thể không phải thêm vào hệ thống xử lí lọc dầu vì gần như luôn có đủ amoniac và photpho có mặt trong nước thải.Tính axit hoặc tính kiềm sẽ thay đổi kèm theo sự phát triển sinh học. Sự thay đổi này cơ bản vì dioxit cacbon(CO2) tạo ra trong quá trình oxi hoá sinh học và sẽ tạo ra bicacbonat trong nước thảiBOD của dầu khoáng là tương đối cao vì khoảng 3-4mg O2 mới phân huỷ được 1mg hydrocacbon. Tuỳ thuộc và thành phần hoá học mà nhu cầu oxi của các loại dầu từ 3.1-3.5mg/mg dầu. So với một số chất khác thì giá trị này lớn hơn nhiều: như 1.07mg O2/1mg gluco, 1.18mg/1mg xellulo, 1.5-1.8mgO2/1mg protein và 2.5-2.9 mgO2/1mg dầu thực vật. Người ta thấy rằng, các vi khuẩn trong các màng sinh học và bùn hoạt ítnh có thể loại bỏ 84% dầu trong nước thải lọc dầu. Mỡ và dầu có sức kháng cự đối với quá trình phân huỷ ki khí và khi có trong bùn chúng tạo ra sự tích luỹ lớp váng dầu dư thừa

trong thiết bị phân hủy làm tắc các lỗ của thiết bị lọc và cản trửo việc sử dụng các thiết bị lọc đồng thời cũng ngăn cản việc dùng phân bón bùn. Khi các chất đo được thải lẫn trong nước thải hay các dòng thải đã xử lí chúng thường tạo ra các màng trên bề mặt và lắng đọng ở các dải đất ven bờBiết lượng dầu và mỡ trong nước thải sẽ giúp ích cho việc khắc phục các khó khăn trong vận hành nhà máy, xác định hiệu quả của nhà máy và đìều khiển sự thải các chất này vào daòng thu hồi. Biết lượng mỡ trong bùn có thể trợ giúp cho việc phán đoán mức độ phân huỷ và loại nước, đồng thời chỉ ra sự phù hợp trong việc dùng phân bón bùn đặc biêt. Tuỳ thuộc vào kiểu chất oxi hoá được dùng, các phương pháp sinh học dùng các vi tổ chức hữu cơ được tập hợp vào nhóm phương pháp xử lí ưa khí( khi có mặt các phân tr oxi tự do) hoặc nhóm phương pháp xử lí kị khí( khí không có mặt oxi tự do)Tốc độ phân huỷ của các vi sinh vật là hàm quan trọng của bề mặt phân chia dầu nước. Bề mặt phân chia dầu nước càng lớn thì tốc độ phân huỷ của các vi sinh vật càng nhanh. Người ta thấy rằng, việc loạibỏ dầu bằng các vi sinh vật xem ra là khả thi với số lượng các vi khuẩn thchs hợp( khaỏng 51-61% dầu thô được tận thu bởi các loài sinh vật trong thời gian 21 ngày).+ Phương pháp xử lí ưa khí: Các phương pháp xử lí ưa khí thường dùng là thiết bị lọc giọt, bùn hoạt tính, mương(bể) oxi hoá, các hồ khí hoá(sục khí), ao oxi hoá.- Thiết bị lọc giọt: Thiết bị này đưa nước thả tiếp xúc với vùng phát triển sinh học.Các thiết bị này có thẻ giảm hàm lượng dầu và phenol trong nước thải lọc dầu- Xử lí bùn hạot tính: Công nghệ này được dùng cho các quá tình xử lí quy mô lớn. Bảng sâu đưa ra số liệu xử lí bùn hoạt tính ở 3 nhà máy lọc dầu:Bảng 3.14: Giá trị trung bình khi xử lí bùn hoạt tính củ 3 nhà máy lọc dầu.

Xử lí bùn hoạt tính có ưu điểm hơn so với thiết bị lọc giọt:- Yêu cầu diện tích nhỏ- Không có mùi và sự khó chịu- Ít yêu cầu về áp suất- Chi phí xây dựng thấp hơn- Ao oxi hoá: Phương pháp này khá đơn giản, dùng các vi sinh vật để loại bỏ chất thải nhiễm dầu. Trong thời gian 30 ngày, lượng sunphua giảm từ 15 xuống 0mg/l, phenol giảm từ 20 xuống 7 mg/l và dầu giảm từ 15 xuống 0mg/l, thời gian lưu là yếu tố quan trọng đảm bảo tính hiệu quả của ao oxi hoá.- Các bể(hồ) khí hoá(sục khí): Đây thường là các hồ chiều sâu 2.4-3.0m. Nước thải được sục khí bằng không khí khuếch tán hay các thiết bị sục khs bề mặt cơ học.+ Phương pháp kị khí: Thường dùng các hồ kị khí. Các hồ kị khí để xử lí nước thải được thiết kế trên cơ sở sự phân huỷ kị khí và hoạt động như các thiết bị phân huỷ mở. Lợi ích chính của các hồ kị khí là:- Lượng chất hữu cơ có thể cao tính trên 1 đơn vị diện tích của các hồ kị khí- Chi phí đầu tư thấp vì chỉ cần đào đắp- Chi phí vận hành thấp vì yêu cầu dinh dưỡng ít hơn nhiều so với xử lí ưa khí- Lượng bùn dư thừa bị thải là ít nhấtB4) Xử lí cấp IIIXử lí dòng nước thải cấp III trong nhà máy lọc dầu được giới hạn bởi phương pháp dùng cacbon hoạt tính và quá trình ozon hoá. Mục đích cơ bản của xử lí cấp III là loại bỏ các chất hữu cơ chịu nhiệt khó phân huỷ và một lượng nhỏ hợp chất phenol còn dư chuyển nhiệt từ các quá trình xử lí sinh học. Cácbon hoạt tính và

ozon hoá là các phương pháp rất có hiệu quả trong việc loịa bỏ các chất này. Quá trình clo hoá không được dùng cho mục đích này vì sẽ tạo ra các chất clorophenol có mùi vị rất khó chịB5) Xử lí tại nhà máyCác quá trình xử lí chủ yếu có thể áp dụng cho các dòng thải riêng biệt hoặc nhóm các dòng thải trong nàh máy lọc dầu là tách nước chua, trung hoà và oxi hoá kiềm thải, phân tách nước tháo bình, thu hồi bùn dầu loãng và điều khiển nhiệt độ.Các thiết bị tách nước chua được thiết kế cơ bản để loại bỏ các hợp chất sunphua và có thể loạ bỏ 85-99% các hợp chất này. Nếu thêm axit vào nước thải thì sẽ không loại bỏ được NH3 cũng sẽ được tách với % thay đổi theo nhiệt độ và pH. Nếu thêm axit vào nước thải thì sẽ không loại bỏ được NH3. Như vậy, hiệu quả loại bỏ NH3 trong nước chua thay đổi từ 0-95%. Tuỳ thuộc vào các điều kiện như pH của nước thải, nhiệt độ và áp suất riêng phần của chất bẩn, các hợp chất phenol và hợp chất xyanua có thể được tách đến 30%. BOD và COD cũng được giảm đi vì đã tách được phenol và các hợp chất lưu huỳnh thành sunphat, quá trình oxi hoá không được áp dụng cho kiềm chứa phenol vì phenol ức chế quá trình oxi hoá.Nước tháo bình không được thải vào hệ thống cống của nhà máy vì dòng thải này có thể tích lớn và là dòng thải không liên tục, nồng độ đầu rất cao sẽ làm rối loạn hệ thống xử lí nước thải lọc dầu. Nước tháo bình được xử lí riêng biệt bằng gia nhiệt, lắng và lọc. Dầu thu hồi thường được chuyển tới hệ thống bùn dầu.Kiểm soát nhiệt độ ngày càng trở lên quan trọng vì tiêu chuẩn dòng thải trở lên khắt khe hơn. Để giảm tải nhiệt mà không thay đổi quá tình sản xuát thường chỉ nhờ vào việc tăng lượng nước tái sử dụng trong tháp làm mát, các điểm phu sương hoặc các thiết bị làm mắt không khí ống có gân khô. Một số nhà máy lọc dầu đã dủng các tháp làm mát như là các thiết bị xử lí sinh học, đặc biệt cho các chất thải chứa phenol.Bùn xử lí và bùn tạo ra trong quá trình xử lí nước thải bằng các phương pháp sinh học nhìn chung được loạ nước và đốt bỏ hoặc vứt bỏ. Đốt bùn phải được điều khiển nghiêm ngặt để tránh gây ô nhiễm không khí.

1.2. Tình hình sử dụng nước trong công nghiệp lọc hoá dầuTrong công nghiệp lọc hoá dầu, vẫn chưa có thống kê chính xác chung về nhu cầu nước sử dụng. Theo một số tài liệu thì lượng nước dùng để chế biến 1 tấn dầu thô thường từ 10-120m3, tuỳ thuộc vào đặc tính dầu thô và hệ thống dây chuyền công nghệ. Tính riêng trong lĩnh vực hoá dầu thì để tạo ra 1 tấn sản phẩm cần trung bình khoảng 50m3 nước. Để sản xuất ra 1 lít xăng cần khoảng 10 lít nước, 1 tấn tơ nhân tạo vítcô cần khoảng 800m3 1 tấn than là sản phẩm phụ của quá trình luyên cốc cần khoảng 11m3 nước…Hiện nay, các nhà máy lọc dầu trên thế giới hàng năm chế biến khoảng 4 tỉ tấn dầu thô (khoảng 25 tỉ thùng hay 800 tỉ gallon). Như vậy, các nhà máy lọc dầu trên thế giới tiêu thụ lượng nước rất lớn, hàng tỉ m3 nước trong 1 năm và chúng cũng tạo ra một lượng nước thải đáng kể. Lượng nước tiêu thụ trong các nhà máy lọc có thể chiếm trên 3% tổng lượng nước công nghiêp. Nước làm mát chiếm khoảng 90% tổng nhu cấu nước sử dụng của các nhà máy lọc dầu. Khoảng trên 1/3 các nhà máy lọc dầu sử dụng lại nước làm mát đó từ 10 đến 15 lần. Một số ít nhà máy lọc dầu dùng hệ thống làm mát 1 lần. Đa số các nhà máy lọc dầu dùng hệ thống làm mát tuần hoàn. Hệ thống làm mát tuần hoàn cần lượng nước làm mát nhiều hơn khoảng 2 lần so với hệ thống làm mát 1 lần nhưng lượng nước bổ sung lại ít hơn khoảng 25 lần. Tuy nhiên, các nhà máy lọc dầu dùng hệ thống làm mát tuần hoàn có lượng nước tiêu thụ trên 1 tấn dầu xử lí nhiều hơn khoảng 24 lần so với các nhà máy lọc dầu dùng hệ thống làm mát 1 lần.Với các nhà máy lọc dầu tiêu thụ nước ít, trung bình một nhà máy lọc dầu không có phân xưởng cracking sử dụng khoảng 9-10m3 nước trên 1 tấn dầu thô, còn các nhà máy lọc dầu có phân xưởng cracking thường dùng khoảng 12-13m3 nước trên 1 tấn dầu thô.

Các nhà máy lọc dầu được cấu tạo bởi các phân xưởng xử lí khác nhau thì lượng nước yêu cầu bổ sung cho các phân xưởng cũng thay đổi, trung bình cần khoảng 3m3 nước cho 1 tấn sản phẩm polime hoá và alkyl hoá và khoảng 0.4m3 nước cho 1 tấn sản phẩm ở phân xưởng chưng cất.Trong nhà máy lọc dầu, phân xưởng cung cấp nước là phân xưởng phụ trợ không thể thiếu. Các nguyồn nước của riêng nhà máy lọc dầu đáp ứng khoảng 95% các nhu cầu sử dụng nước. Các nguồn nước mặt cung cấp khoảng 86% nhu cầu nước sử dụng đó, phần còn lại thường lấy từ nước ngầm. Chỉ khoảng 1% nhu cầu nước sử dụng được lấy từ hệ thống nước thải đô thị nhưng đã được xử lí lại. Chỉ một lượng rất nhỏ nước xử lí (nước công nghiệp) được sử dụng lại. Có nhà máy lọc dầu đã sử dụng lượng nước kiềm từ quá trình trung hoà các chất thải của quá trình alkyl hoá để thêm vào các bình ngưng tụ baromet của tháp chưng cất chân không. Tuy nhiên, sự tạo nhũ tăng lên nhều và quy trình bị loại bỏ. Cũng có nhà máy lọc dầu đã sử dụng các dòng nước thải chứa sunphua từ các bộ phận tách trong các quá trình cracking để điều khiển nhiệt độ trong thiết bị cracking xúc tác tần sôi bằng cách bơm các dòng thải vào vùng phản ứng. Tuy nhiên, có nhiều vấn để nảy sinh từ việc tận dụng này như vấn đề tạo gôm, ngộ độc xúc tác, tái sinh xúc tác…Có nhiều trường hợp các dòng nước thải lọc dầu sau khi xử kí có thể dầu tái sử dụng như việc dùng nước thải chứa phenol hoặc nước ngưng tụ của quá trình tách sunphua làm nước bổ sung vào thiết bị khử muối trong dầu thô. Chỉ một số ít các nhà máy lọc dầu sử dụng một số các phương pháp đó nhưng chỉ ở mức độ giới hạn nào đóChỉ khoảng 6% lượng nước thu hồi được dùng làm nước xử lí. Nước xử lí chỉ chiếm khoảng 1,4% tổng lượng nước sử dụng. Có rất ít thông tin về việc tái sử dụng nước xử lí nhưng việc tái sử dụng có thể có ý nghĩa. Lĩnh cực tái sử dụng nước có hiệu quả nhất là tuần hoàn nước làm mát. Như đã nêu ở trên, trong lọc dầu, nước chủ yếu được dùng làm mát, một lượng nước tương đối nhỏ được dùng làm nguyên liệu

nồi hơi, cho xử lí, phục vụ sinh hoạt, phòng cháy và các mục đích khác. Người ta nhận thấy rằng, một nhà máy lọc dầu có công suất khoảng 50000 thùng dầu/ngày(khoảng 3 triệu tấn dầu/năm) tạo ra hơn 1 tỉ Btu(hơn 1 tỉ KJ) trong 1 giờ và khoảng 50% lượng nhiệt đó được loại bỏ bằng nước. Kể đến các mục đích sử dụng nước khác và giả định nhiệt độ nước làm mát tăng 30oF thì người ta dự đoán rằng nhà máy lọc dầu đó sẽ cần khoảng 160m3/phút để thu hồi lượng nhiệt đó. lượng nước này có thể cung cấp nhu cầu nước sinh hoạt của một thành phố (khoảng 230000m3) trong thời gian tương ứng.Trong lọc hoá dầu, hơi được ngưng tụ thành lỏng trong các thiết bị ngưng tụ và các thiết bị làm mát được dùng để hạ thấp nhiệt độ của sản phẩm lỏng đến nhiệt độ cho phép bảo quản an toàn. Bình thường, nước là chất làm mát trung gian thường được dùng trong các thiết bị này. Tuy nhiên, các nhà máy lọc hoá dầu đều tiết kiệm cả nhiệt và nước bằng cách làm mát các sản phẩm có nhiệt độ cao nhờ nguồn nguyên liệu dầu thô đưa vào và bằng các dòng lỏng có nhiệt độ thấp hơn khác. Như vậy, người ta thường dùng các biện pháp trao đổi nhiệt giữa các sản phẩm và giữa sản phẩm và nguyên liệu.Nhu cầu nước của các nhà máy lọc hoá dầu trước đây là không lớn lắm và việc sử dụng nước cũng khá đơn giản, nước chỉ cần cho làm mát và để tạo hơi đầy đủ cho các bơm hơi. Trong các nhà máy lọc hoá dầu hiện đài thì việc sử dụng nước đã thay đổi, tương đối phức tạp và cho nhiều mục đích khác nhau.Chưng cất chân không dầu thô và dầu thô đã được tách bớt các phân đoạn nhẹ(cặn khí quyển) cần thiết được dùng trong hầu hết các nhà máy lọc dầu và phương pháp chưng lôi cuốn theo bằng hơi nước dùng bơm phun hơi nước là phương pháp được dùng rộng rãi nhất để tạo ra độ chân không cho các quá trình chưng phân đoạn này. Khi dùng các bơm phun hơi nước, hơi được dẫn qua miệng vòi phun để tạo ra độ chân không. Trong tháp chưng cất, hơi nước bay hơi và cuốn theo các cấu tử và phần hơi tách ra từ tháp chưng cất đó cần được ngưng tụ lại để tách nước và các sản phẩm . Trong các quá trình xử lí, hơi đi ra ở đỉnh có thể được ngưng tụ và thu hồi

các chất có giá trịn trong các thiết bị trao đổi nhiệt như thiết bị trao đổi nhiệt loại ống chùm và vỏ ống. Các chất có khả năng ngưng tụ còn lại phải được tách ra trước khi thải dòng hơi đỉnh đó ra không khí. Phương pháp thường dùng là phun nước trực tiếp trong một thiết bị gọi là thiết bị ngưng tụ baromet(thiết bị ngưng tụ trực tiếap loại baromet). Các chất hữu cơ, dầu và hơi nước đã ngưng tu (chất lỏng ngưng tụ) được hoà trộn trong một thể tích nước làm mát lớn. Hỗn hợp và dung dịch loãng đó có xu hướng tạo thành các loạ nhũ tương rất khó tách và thu hồi.Trong các nhà máy lọc hoá dầu, các thiết bị ngưng tụ bề mặt(thiết bị ngưng tụ gián tiếp) cũng có thể được dùng thay thế các thiết bị ngưng tụ baromet. Các thiết bị ngưng tụ đó thường gồm một loạt các thiết bị trao đổi nhiệt loại ống chùm vỏ ống trong đó các chất có khả năng ngưng tụ được tách ra và nước được dùng để làm mát không tiếp xúc trực tiếp với chất ngưng tụ. Trong nhiều trường hợp chất lỏng ngưng tụ có nồng độ cao và có thể được thu hồi. ngoài ra chúng có thể bị đốt bỏ hay xử lí riêng biệt. Nước làm mát không bị nhiễm bẩn dầu và các chất hữu cơ khác có thể được tái sử dụng sau khi đã loại bỏ bớt nhiệt(hạ thấp nhiệt độ). Mặc dù thiết bị ngưng tụ bề mặt gián tiếp có nhiều ưu điểm hơn so với thiết bị ngưng tụ trực tiếp baromet nhưng chúng có chi phí lắp đặt cao nhất, chi phí vận hành và bảo dưỡng cao hơn và tuổi thọ thiết bị ngắn hơn. Các vòi phun hơi nước ngưng tụ bề mặt được dùng trong nhiều nhà máy lọc dầu mới hơn và chúng đóng vai tròn quan trọng trong việc giảm bớt lưọng nước thải.Công nghệ giảm nhu cầu làm mát bằng nước và do đó giảm lượng nước dùng để làm mát có một số ưu điểm. Ở các vùn khô cằn, nước trở thành quý giá thì việc sử dụng các thiết bị làm mát loại ống trao đổi nhiệt có gân là rất quan trọng. Phương pháp làm mát này dùng không khí cưỡng bức thổi qua các dãy ống trao đổi nhiệt có gân mà nước làm mát đã sử dụng chảy trong đó. Nhiệt được truyền từ nước qua bề mặt các ống trao đổi nhiệt tới dòng không khí theo phương thức đối lưu và bức xạ. Lợi thế lớn nhất của phương pháp xử lí này là nước được chảy trong một hệ thống tuần hoàn kín và nhu cầu nước bổ sung là tối thiểu. Một lợi thế khác

nữa là nước có chất lượng rất cao có thể được dùng và sự ăn mòn gần như không có. Các lợi ích gián tiếp khác của việc giảm lượng nước tổng cộng là các đường ống dẫn nước nhỏ hơn và các chi phí cho bơm nước thấp hơn.Việc duy trì dòng sản phẩm ổn định trong nhà máy lọc dầu là điều mong muốn nhưng đòi hỏi sự điều khiển cứng nhắc và thường rất khó. Qui trình phổ biến trong xử lí sản phẩm được yêu cầu là: tạo ra sản phẩm nóng từ quá trình xử lí có sẵn, làm mát chúng và dự trữ chúng để cung cấp như là sản phẩm cuối cùng hay các sản phẩm trung gian cho các quá trình xử lí tiếp theo. Trước khi các sản phẩm trung gian có thể được xử lí tiếp, nó cần phải gia nhiệt lại. Nếu sử dụng máy tính và các tiến bộ công nghệ khác có thể giảm lượng dự trữ trung gian và do đó giảm lượng yêu cầu gia nhiệt và làm mát, tổng yêu cầu nước làm mát của nhà máy lọc dầu sẽ giảm đi. Như vậy, tối ưu hoá vấn đề sử dụng nhiệt sẽ làm giảm lượng nước yêu cầu.Từ đó có thể thấy răng, mặc dù tổng lượng sản phẩm dầu mỏ đang tăng lên nhưng lượng nước lấy vào gần như không tăng. Việc giảm lưu lượng các dòng nước thải nhờ áp dụng quá trình làm mát hiệu quả hơn là có khả năng thực hiện. Các mục đích sử dụng nước khác nhau trong nhà máy lọc hoá dầu yêu cầu các chất lượng nước khác nhau. Ví dụ, nước mặn có thể được dùng để làm mát một lần và nước đã khử khoáng chất lượng cao được dùng cho các nồi hơi cao áp. Mặc dù, trong nhà máy lọc hoá dầu, chất lượng nước được xem là ít quan trọng hơn khối lượng nước nhưng nước có chất lượng tốt vẫn được mong muốn.1.2. Cung cấp nước trong công nghiệp lọc hoá dầuTrong nhà máy lọc hoá dầu, các hệ thống cung cấp nước khác nhau được tạo ra để cung cấp nước cho các mục đích khác nhau. Hệ thống cung cấp nước tuần hoàn được cho là đáp ứng các nhu cầu sản xuất trong nhà máy lọc hoá dầu . Hệ thống này được dựa trên việc sử dụng nước nhiều lần sau một lần lấy từ nguồn nước. Nước nóng chảy ra từ các thiết bị ngưng tụ và các thiết bị làm mát chảy nhờ trọng lực hoặc dưới áp suất cao tới ccs đơn vị cung cấp nước tuần hoàn. Ở đó, nó chảy qua các thiết bị tách dầu tức thời và các

hệ thống làm mát đặc biệt như bể, bể phun hoặc tháp làm mát nước. Thiết bị làm mát nước hiệu quả nhất là tháp làm mát. Các tháp làm mát nước của hệ thống tuần hoàn được thiết kế đặc biêt. Trong thiết bị đó, nước được cho chảy xuống bề mặt của đệm(gỗ mỏng, chướng ngại vật khác) ở dạng màng mỏng hay giọt lỏng. Trong một số thiết kế, các vòi phun được dùng để phun nước. Nước chảy xuống được làm mát bằng gió tự nhiên của không khí bên ngoài(tháp làm mát tuần hoàn tự nhiên) hoặc bằng gió nhân tạo được tạo ra bởi các quạt(tháp làm mát gió cơ học). Trong các tháp gió cơ học, nước có thể được làm mát từ 45-50oC xuống 25-28oC. Nước đã được làm mát được thu gom lại trong các bể của tháp và được dưa trở lại các nơi tiêu thụ bằng các bơm áp lực 0.3-0.4 MPa(khoảng 3-4at).Các nhà máy lọc dầu lớn thường có vài hệ thống cung cấp nước tuần hoàn:(1) để cung cấp cho các thiết bị liên quan đến xử lí dầu mỏ và các sản phẩm dầu mỏ, nước này trong trường hợp khẩn cấp từ nhà máy mà không cần tách hỗn hợp dầu mỏ và các sản phẩm dầu mỏ lỏng; (2) để cung cấp cho các thiết bị của phân xưởng chế biến khí và để làm mát các ổ trục của bơm và các máy nén, nước này không được o nhiễm các sản phẩm dầu mỏ; (3) để cung cấp cho các thiết bị ngưng tụ hỗn hợp baromet, nước sau khi sử dụng chứa một lượng lớn các sản phẩm dầu mỏ, khi xử lí dầu chua thì nó chứa H2S và (4) để cung cấp cho các thiết bị mà từ đó sáp parafin và mỡ có thể xâm nhập vào nướcCó thể chia hệ thống tuần hoàn nước thành hai loại: hệ thống tuần hoàng không làm biến chất nước và hệ thống tuần hoàn làm biến chất nước.Hệ thống tuần hoàn không làm biến chất nước: Tuần hoàn nghĩa là tái sử dụng không hạn chế cùng một lượng nước cho trước cho cùng một mục đích mà không hay ít bị ô nhiễm. Nước bổ sung sẽ thay thế lượng nước mất mát khác nhau ở các dạng long(rò gì, mất mát do cuốn the) hoặc bay hơi trong trường hợp bay hơi thường xuyên xảy ra, Bình thường, nước không được thay đổi hay biến chất khi thêm các ion bên ngoài, các khí hoà tan hoặc do sự khuếch tán của các chất rắn vô cơ và hữu cơ trong suốt quá trình làm việc.

Chỉ các muối ban đầu tj lại và tích luỹ do nước bay hơi. Hai ví dụ điển hình của hệ thống tuần hoàn là quá trình làm mát thiết bị trong hệ thóng tuẩn hoàn mở(hở) và hệ thống cấp nước cho nồi hơi với việc quay trở lại của các chất lỏng ngưng tụ.Tỉ lệ tuần hoàn nước có thể cao và nồng độ các muối có khả năng hoà tan khác nhau bị tăng lên trong suốt quá trình bay hơi. Do vậy, phải tinh chế sơ bộ các muối có khả năng hoà tan ít trong nước bổ sung và dòng nước chảy ra trong hệ thống. Việc xác định tỉ số nồng độ C trong tuần hoàn là cơ sở để tinh chế, với C là tỉ số giữa lượng nước cung cấp hoặc lượng nước bổ sung A và lượng nước tổn thất như là nước lỏng hay do dòng thải ra D, nghĩa là C=A/DNếu gọi E là lượng bay hơi , tỉ số nồng độ C có thể được biểu diễn như tỉ số của hàm lượng muốn trong nước tuần hoàn S với hàm lượng muốn trong nước bổ sung s, nghĩa là C=S/s=A/D=(E+D)/D.Tỉ số tuần hoàn R=Q/A với Q là lưu lượng nước tuần hoàn cũng có thể được dùng để xác định mức độ tinh chế.Trong hệ thống làm mát tuần hoàn hở, C có thể thay đổi từ 1-6 hoặc thậm chí 10. Trong thực tế, tỉ số này có thể được đo bằng cách so sánh nồng độ clo trong hệ thông với nồng độ clo của nước bổ sung vì không có muốn clorua nào được tạo ra. Trong hệ thống cung cấp nước cho nồi hơi, C còn cao hơn nhiều, có thể C=100.Hệ thống tuần hoàn làm biến chất nước: Hệ thống tuần hoàn này là hệ thống tuần hoàn mà nước sử dụng trong hệ thống bị ô nhiễm, các cấu tử bên ngoài được đưa vào nước bổ sung. Sự ô nhiễm đó có thê:+ Xảy ra cùng với quá trình làm mát như:

- Rửa khí khi có mặt HCl- Rửa khí khi có mặt SO2, khí hơi của nồi hơi- Rửa khíkhi có mặt HF, HCN, khí từ các lò đốt- Cặn bẩn(cặn thép) và dòng cuốn theo chứa dầu và cặn dầu- Hoà tan NH3

- Hoà tan hợp chất lưu huỳnh khi vận chuyển xỉ và dập tắt trong quá trình cốc hoá

+ Xảy ra ngoài quá trình làm mát như:- Súc rửa thiết bị làm tăng lượng muối hòa tan

- Rửa khí- vận chuyển vật liệu chứa các chất rắn lơ lửng hay các muối

Nếu lượng ô nhiễm được xem xét, độ mặn và những chất bẩn trong nước bổ sung trở thành yếu tố không quan trọng thì khi đó không cần xử lí sơ bộ nữa. Nếu chỉ cho phép lượng ô nhiễm thấp thì những chất bẩn trong nước bổ sung phải tiếp tục được xử lí.Người ta có thể dùng một số hệ thống cải thiện các điều kiện xử lí nước ô nhiễm tại các thiết bị cung cấp nước tuần hoàn. Tổn thất nước trong các hệ thống tuần hoàn được bù lại bằng cách thêm nước sạch từ bể hay các nguồn thải đã được tinh chế. Sau đó nước được xử lí bằng photphat, axit vàclo để ngăn chặn sự kết tủa của các muốn canxi và magie từ nước tuần hoàn, sự tạo cặn bẩn trong thiết bị trao đổi nhiệt và sự phát triển của cá tổ chức hữu cơ sinh học trong nước.Nước sạch được dùng để cung cấp nguyên liệu cho các nồi hơi, chuẩn bị các thuốc thử, rửa một số sản phẩm và cung cấp lại hệ thống nước tuần hoàn. Hệ thống nước sạch bao gồm các thiết bị lấy nước từ nguồn, các trạm bơm nâng cấp 1, cấp 2 và thỉnh thoảng có cấp 3, các cấu trúc lọc, các thùng hút và các đường ống.Nước có thể uống được dùng để cung cấp cho sinh học. Nguồn nước này là nước ngầm hoặc nước sông được xử lí đặc biệt.Hệ thống nước cứu hoả bao gồm trạm bơm và đường ống chạy theo các đường và phân phối tới toàn bộ nhà máy lọc dầu. Đường ống nước cứu hoả được trang bị vòi nước máy lắp đặt theo tính toán thích hợp nhưng tối đa 150m có 1 cái. Tại nhà máy lọc hoá dầu, đường ống cứu hoả được kết hợp hoặc là với đường ống nước sạch dùng cho sản xuất hoặc là với đường ống nước sinh hoạt, thỉnh thoảng, các hệ thống nước cứu hoả riêng cũng được lắp đặt. Nước cung cấp cho cứu hoả được dự trữ đặc biệt, thường trong các bể ngầm hay các hồ cứu hoả. Hệ thống cung cấp nước tuần hoàn, cung cấp nước sạch và các dòng thải đã được xử lí là các nguồn dự trữ nước cho cứu hoả.1.3. Tái sử dụng nước trong công nghiệp lọc dầuTrong nhà máy lọc hóa dầu, tuần hoàn nước có thể không phải là cách sử dụng nước có hiệu quả kinh tế nhất, quá trình này có thể

làm giảm giá trị của nước. Tái sử dụng nước cũng có thể được sử dụng. tái sửdụng nước được hiểu là dùng vào hai hay nhiều mục đích khác nhau mà có thể phân tách bởi các giai đoạn trung gian hay gia đoạn xử lí.Trong tái sử dụng nước, mụch đích sử dụng sau thường yêu cầu chất lượng nước thấp hơn, thường không quý bằng mục đích thứ nhất và do đó xử lí trong gian là không cần thiết. Ví dụ, nước có thể được dùng vào nhiều mục đích như: Nước mặt có thể được dùng trong hệ thống làm mát một lần hay tuần hoàn hở sau đó lại được dùng tiếp để rửa hay làm sạch khí lò đố.1.5. Lựa chọn nguồn nước cho công nghiệp lọc hoá dầuNgoài việc đánh giá kinh tế, có thể căn cứ vào các yếu tố sau để lựa chọn nguồn nước:+ Tính tương hợp của nguồn nước với mục đích sử dụng nó: cân bằng cacbonat, độ cứng, nhiệt độ, nồng độ yêu cầu và các mức độ SO2, SiO2, Ca2+, Cl-, …+ Tính tương hợp của nước với các kiểu hệ thống xử lí đã có( các quá trình màng, trao đổi ion…).Bảng sau gợi ý cho việc lựa chọn các nguồn nước sẵn có tuỳ thuộc vào mục đích sử dụng. Nước biển có thể được dùng mà không cần giảm độ mặn của nó khi dùng để làm mát các thiết bị ngưng tụ và thu hồi sản phẩm phụ ngoài khơi (thu hồi dầu). Trong phần lớn các trường hợp cần phải loại muối trước khi sử dụng.Bảng 2.1- Các mục đích sử dụng nước chủ yếu và các nguồn nước lựa chọn.Mục đích sử dụng Nguồn nước được chấp

nhận(sau khi xử lí)Nước dùng để xử lí, nước sản xuất có giá trị

Nước có nồng độ khoáng trung bìnhNước uống, nước giếng khoan hoặc nước mặt chỉ bị ô nhiễm nhẹ

Nước đã loại khoáng dùng làm nguyên liệu nồi hơi, loại muối…

Nước giếng khoan hay nước mặt chỉ bị ô nhiễm nhẹ

Nước làm mát trong hệ thống Nước mặt có nồng độ Cl- thấp

tuần hoàn hở dùng các tháp làm mát

Nước thải sau khi xử lí cấp III

Nước làm mát trong hệ thống làm mát một lần cho các thiết bị ngưng tụ và các thiết bị trao đổi nhiệt

Nước mặt, nước biển, nước thải đã xử lí

Nước rửa khí hay rửa sạch sản phẩm, nước vận chuyển, đốt đuốc

Nước mặt hay nước thải đã xử lí cấp II

2. Các mục đích sử dụng nước chủ yếu2.1. Mục đích sử dụng nước chủ yếu Trong công nghiệp, nước được dùng vào nhiều mục đích khác nhau. Phần này chỉ đề cập đến các mục đích sử dụng nước có tính chất công nghiệp, không kể đến nước dùng cho mục đích sinh hoạt tại nhà máy. Có nhiều cách để phân loại các mục đích sử dụng nước. 2.1.1. Phân loại theo tính chất sử dụng(tính chất trao đổi)Theo cách này, có thể chia nước sử dụng trong công nghiệp thành hai nhóm chính: nước tiếp xúc trực tiếp và nước không tiếp xúc trực tiếp(Theo SIC: standard Industrial Classifications)

a- Nước tiếp xúc trực tiếp: Có thể gồm một số loại sau:1) Nước dùng để vận chuyển sản phẩm, nguyên liệu hay các

chất hoá học.2) Nước rửa và làm sạch thiết bị, sản phẩm, đường ống,..(nước

súc, rửa và làm sạch).3) Nước làm dung môi hoà tan.4) Nước để pha loãng. 5) Nước dùng để gia nhiệt và làm mát tiếp xúc trực tiếp(trao đổi

nhiệt trực tiếp).6) Nước dùng cho sản xuất, xử lí.b- Nước không tiếp xúc trực tiếp: Có thể gồm một số loại sau:1) Nước làm nguyên liệu cho nồi hơi2) Nước dùng để gia nhiệt(trao đổi nhiệt gián tiếp).3) Nước dùng làm mát(trao đổi nhiệt gián tiếp).4) Nước dùng để ngưng tụ, làm mát(trao đổi nhiệt gián tiếp)

2.1.2. Phân loại theo mục đích sử dụngTheo cách này, có thể chia thành nhiều loại khác nhau, cụ thể như sau:

a- Nước để tạo hơi nước: dùng làm nguêyn liệu cho nồi hơi, máy giữ ẩm không khí,..

b- Nước dùng để trao đổi nhiệt, để ngưng tụ hơi, để làm mát các chất lỏng và chất rắn hay thiết bị, để gia nhiệt, dùng làm lưu chất cho các thiết bị cắt gọt..

c- Nước dùng để rửa(làm sạch) khí: nước đóng vai trò như dung môi hấp thụ tạp chất trong hõn hợpkhí.

d- Nước dùng để súc, rửa, làm sạch và vận chuyển chất rắn hay ion: dùng trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau như làm sạch than, quặng, sản phẩm nông nghiệp, vận chuyển bột giấy, xử lí bề mặt, nhúng để xử lí bề mặt..

e- Nước dùng để dập tắt(quenching): dùng để dập tắt lửa, ánh sáng, hạ thấp nhiệt độ.. nưh trong luyện cốc, nghiền thành bột, làm xỉ hạ thấp nhiệt độ trong nhiều thiết bị phản ứng..

f- Nước dùng để duy trìn áp suất: đưa vào những khu vực giảm áp để làm tăng áp suất như quá trình thu hồi dầu thứ cấp trong khai thác dầu..

g- Nước dùng để cung cấp năng lượng động học: để cạo sạch cặn bẩn, gỉ sắt.. trong đó dòng nước là dòng lưu thể có năng lượng cao.

h- Nước dùng cho sản xuất và xử lí: Nước đóng vai trò như một thành phần của sản phẩm hay tham gia vào quá trình sản xuất để tạo ra sản phẩm như sản xuất bia, nước giả khát và nhiều quá trình xử lí vật lí, hoá học khác như chưng cất, reforming..

2.1.3. Phân loại theo mụch đích sử dụngTheo cách này có thể chia thành hai loại như sau:

a- Nước dùng cho một mục đích1) Nước dùng trong các hệ thống mở(hở) hoặc bổ sung trực tiếp

2) Nước dùng trong hệ thống tuần hoàn, có hoặc không có sự biến chất nước.

b- Nước được dùng cho hai hay nhiều mục đích khác nhau như trong hệ thống tái sử dụng

2.1.4. Phân loại theo các ngành công nghiệpTheo cách này có bao nhiêu ngành công nghiệp thì có bấy nhiêu loại nước, ví dụ như:

a- Nước làm nguyên liệu nồi hơi: càng mềm càng tốt, không chứa nhiều nitrat hay các chất hữu cơ để tránh đóng cặn hay ăn mòn nồi hơi

b- Nước cho các thiết bị chưng cất rượu: tinh khiết và mát, có thể chứa lượng nhỏ các tởchcs hữu cơ, ít muối clorua natri và clorua magie

c- Nước cho nhà máy giấy:có mặt sắt sẽ gây hại, dư vôi…d- Nước cho nhà máy đường: nếu nước giàu sunphat và

cabonat và đặc biệt là nitrat thì quá trình kết tinh sẽ rất khó thu nhiều mật đường, đường dễ bị chảy; nước chứa các vi chất hữu cơ có thể gây phân huỷ đường..

e- Nước cho các nhà máy nước giải khát: chứa ít vôi và cacbonat magie..

f- Nước cho nhà máy hoá chất: tuỳ yêu cầu cụ thể mà yêu cầu chất lượng nước khác nhau.

g- Nước cho nhà máy lọc dầuh- Nước cho nhà máy điện, thép,xi măng..

2.1.5- Sơ đồ phân loại mục dích sử dụng nước

2.2. Mục đích sử dụng nước trong công nghiệp lọc hoá dầuTrong công nghiệp lọc hoá dầu chủ yếu sử dụng vào mục đích sau

1) Nước dùng làm mát, ngưng tụ làm mát2) Nước dùng để súc rửa và làm sạch3) Nước dùng làm nguyên liệu nồi hơi4) Nước dùng để xử lí5) Nước dùng để phòng cháy chữa cháy6) Nước dùng cho sinh hoạt và cho các mục đích khác

Trong đó nước dùng để làm mát chiểm khoảng 90-92%, nước dùng để rửa dầu, sản phẩm dầu, thiết bị và thùng chứa chiếm khoảng 5%; nước dùng để xử lí chiếm khoảng 1.4%(0.1-1m3/tấn dầu xử lí); nước dùng cho các mục đích còn lại chiếm khoảng 1.6-3.6%Trong hoá dầu, nhìn chung nước cũng được dùng cho các mục đích trên. Chất lượng nước yêu cầu tuỳ thuộc vào từng nhà máy. Rất khó liệt kê yêu cầu chất lượng nước của các nhà máy hoá dầu này.

Sử dụng Làm mát

Hệ thống xử lí trong ống

Đường phụ

3.2.2. - Chọn các phương pháp xử lí a- Lượng chất thải và phương pháp ở một số nhà máy lọc dầuCó nhiều phương pháp xử lí nươc thải lọc dầu như đã trình bày ở trên. Mỗi phương pháp có ưu điểm riêng và chúng thường được sử dụng kết hợp. tuỳ theo đặc tính nước thải và tiêu chuẩn nước thải mà người ta chọn các phương pháp xử lí thích hợp để chi phí thấp nhưng vẫn đạt hiệu quả cao.Các phương pháp phổ biến thường dùng để xử lí nước thải lọc dầu là phân tách trọng lực, kết bông, lọc nổi và xửu lí sinh họcDưới đây là một ví dụ lựa chọn phương pháp xử lí khi biết lượng chất thải.Khi sử dụng các phương pháp tách trọng lực, kết bông, lọc nổi vả xử lí sinh học có thể giảm đáng kể lượng chất thải lọc dầu. Căn cứ vào tình hình cụ thể có thể kết hợp thêm các biện pháp xử lí khác.

c- Mức độ sử dụng các phương pháp khác nhau Như vậy, mỗi nhà máy lọc dầu có thể sử dụng các hệ thống phương pháp và thiết bị xử lí nước thải khác nhau. Tất cả các nhà máy lọc dầu đều dùng một số loại phân tách trọng lực để loại bỏ dầu có thể tách được. Các phương pháp và thiết bị khác được sử dụng ở các mức độ khác nhau. Dưới dây là bảng mức độ sử dụng các phương pháp trong một số nhà máy lọc dầu đã được nghiên cứu. Mức độ sử dụng các phương pháp này có thể thay đổi theo thời gian cũng như số lượng nhà máy lọc dầu.

Thiêu, đốt bao gồm đốt tại đuốc, lò đốt nồi hơi và các thiết bị đốt riêng khác, chỉ dùng khi có tách và bay hơi. Có thể 90-100% nhà máy yêu cầu dùng các phương pháp xử lí sinh học cấp II.c- Hiệu quả xử lí nước thải của một số phương phápTổng kết hiệu quả các quá trình xử lí nước thải trong loại bỏ các chất ô nhiễm lọc dầu cơ bản được cho trong bảng dưới đâyy. Để thuận tiện cho việc nghiên cứu, các phương pháp xử lí được sắp xếp theo đặc điểm chung. Trong bảng cũng chứa một thông số là đầu vào xử lí có khả năng nhất (Đv) (DPPI: Most probable

process influent) chỉ ra kiểu và/ hoặc quy mô của trước tiên được yêu cầu để tận dụng có hiệu quả nhất các phương pháp xử lí triêng biệt đã xem xét.Bên cạnh tính hiệu quả loại bỏ các chất ô nhiêm, bảng tổng kết cũng chứa các thông tin định tính về sự ảnh hưởng của các quá trình xử lí khác nhau lên 3 đặc tính ô nhiễm quan trọng chung là pH, độ độc và nhiệt độ. Khoảng hiệu quả loại bỏ và các ảnh hưởng định tính dựa trên các số liệu sẵn có từ các nhà máy lọc dầu thực tế.Bảng 3.17. Hiệu quả xử lí nước thải lọc dầu dựa trên chất lượng dòng ra (%)

Cần chú ý rằng, BOD và COD được loại bỏ như bảng trên nhờ thiết bị tách trọng lực không bao gồm BOD và COD đóng góp vào dầu có khả năng tách thực tế đã được loại bỏ. Nếu kể cả những lượng thực đó sẽ tạo ra hiệu quả loại bỏ chất hữu cơ cao không thực tế trái với lượng chất bẩn thực tế phân tán trong nước thải.Bảng trên chỉ ra rằng bùn hoạt tính và cacbon hoạt tính là các phương pháp xử lí sinhhọc hiệu quả nhất để loại bỏ các chất hữu cơ. Hiệu quả loại bỏ BOD là 70-95%, COD từ 30-70, phenol và xyanua là 65-99%. Hiệu quả loại bỏ các chất rắn lơ lửng là tốt ngoại trừ trường hợp nồng độ các chất rắn ra khỏi hồ sục khí cao hơn trong nước thải đầu vào.Dưới đấy (bảng 3.18) là kết quả xử lí nước thải lọc dầu của một số phương pháp xử lí khi nồng độ chất thải khác nhau.3.2.3- Xử lí dòng nước thải đặc biệtKhi cần xử lí các dòng nước thải đặc biệt như nước thải chứa nhiều dầu, phenol, HF, nước chua, nước kiềm, H2SO4, kim loại… người ta có thể dùng các hệ thống xử lí nước thải riêng biệt để giảm nồng độ các chất cần xử lí xuống giới hạn cho phép trước khi đưa vầo hệ

thống xử lí nước thải chung toàn nhà máy. Sau đây là một số phương pháp và hệ thống xử lí. a-Loại bỏ hợp chất phenol: có thể dùng nhiều hệ thống xử lí khác nhau như hệ thống xử lí lỏng-không khí, hệ thống xử lí Esso, Mobil, Petrolite, Standar Oil…b- Loại HF: Dùng các thiết bị loại flo chứa hợp chất nhôm(Al), vôi, … để thu AlF, CaF2…

c- Loại sunphua, amon(H2S, NH3): có thể dùng hệ thống oxi hoá không khí dùng dòng hơi nước, dùng hệ thống xử lí Universal, Clauss…, các tháp làm ngọt..d- Loại kiềm: có thể dùng hệ thống của Standard Oil, Mobil…Bảng 3.18. Kết quả xử lí nước thải lọc dầu của một số phương pháp xử lí

3.3. Hệ thống xử lí nước thải lọc dầu3.3.1. Một số thiết bị và thông số xử líTrong xử lí nước thải lọc dầu, hệ thống xử lí gồm nhiều hồ, bể xử lí kết hợp với mốt số hệ thống thiết bị xử lí. Phần này giới thiệu một số hệ thống thiết bị phân tách như API, CPI(TPI), DAF.

a- Hệ thống phân tách APIb- Hệ thống phân tách CPI-TPIc- Hệ thống phân tách DAFd- Hệ thống xử lí đĩa quay sinh học RBCKhi quay, đĩa quay có màng sinh học vừa tiếp xúc với nước thải, vừa tiếp xúc với không khí nên chất thải hữu cơ nhanh bị phân huỷ hơn. Đĩa quay RBC có thể đặt ngang hay đứng.

3.3.2. Một số sơ đồ hệ thống xử lí nước thải lọc dầuHệ thống xử lí nước thải lọc dầu thay đổi tuỳ theo kiểu và kích thước nhà máy lọc dầu cũng như đặc tính và hệ thống thu gom nước thải. Dưới đây là một số sơ đồ hệ thống xử lí nước thải thường dùng tại các nhà máy lọc dầu

+ Nước thải chứa dầu(nước chua, nước làm mát…): có lưu lượng lớn và rất khác nhau, được chứa vào bể chứa rồi được xử lí loại bỏ dầu bằng lọc hay tuyển nôi(lọc nổi). Tuỳ theo nồng độ BOD, phenol,… mà chúng có thể được xử lítheo các phương pháp hoá học hay sinh học. Xử lí cấp III là cần thiết để loại bỏ huyền phù cũng như các chất ô nhiễm dư thừa. + Nước xử lí và nước tháo bình: có thể chứa nhiều muối, nhũ tương và các chất ô nhiễm khác như phenol, sunphua.. được xử lí bằng oxi hoá sơ bộ rồi loại bỏ dầu bằng kết bông, tuyển nổi và xử lí sinh học..Sơ đồ hệ thống xử lí nước thải lọc dầu cũng có thể như hình sau…Để có được hệ thống xử lí hiệu quả nước thải phát sinh trong nhà máy lọc dầu thì vấn đề rất quan trọng là chia tách các dòng nước thải có nồng độ cao để xử lí. Chia tách các dòng nước thải thường làm đơn giản hoá các vấn đề xử lí các dòng thải có liên quan. Các xử lí như vậy thường là giải pháp kinh tế hơn so với trường hợp nước thải được thải trực tiếp vào hệ thống cống rãnh nhà máy lọc dầu.Xử lí tại nguồn cũng giúp ích để thụ hồi các sản phẩm phụ từ dòng nước thải mà sẽ không kinh tế khi thu hồi từ các dòng thải đã được kết hợp lại. Xử lí tại nguồn thải không chỉ hữu ích đối với việc thu hồi các sản phẩm phụ mà còn có tách dụng chuẩn bị các dòng nước thải cho các quá trình xử lí tiếp theo. Ví dụ, nước chua và nước kiềm thải muốn được xử lí sinh học phải qua xử lí để loại bỏ các hợp chất sunphua và mecaptan trước vì chúng độc với các vi chất hữu cơ có mặt trong các thiết bị xử lí sinh học. Chia tách các dòng nước thải tương đối sach, như nước làm mát, sẽ giúp ích cho việc giảm tổng lượng thải cần xử lí vì nước làm mát chiếm lượng khá lớn trong nước thải.Các dòng nước thải cần xử lí cấp II là các dòng nước thải chứa dầu, nước chua và nước kiềm thải. Các dòng thải này có thể được xử lí ở một vài kiểu của hệ thống xử lí cấp II. Thỉnh thoảng, người ta kết hợp với các thiết bị xử lí sinh học chứ không sử dụng riêng từ biện pháp để xử lí nước thải lọc dầu. Thiết bị lọc giọt được dùng để giảm tối đa các chất hữu cơ trước khi dòng thải được xử lí các

dòng nước thải và các tháp làm mát thỉnh thoảng được dùng như các thiết bị xử lí sinh học cho các dòng thải xử lí đặc biệt (nước công nghệ, nước xử lí).Dòng ra từ hệ thống xử lí cấp II có thể được xử lí sâu hơn nữa để loại bỏ các chất hữu cơ, các chất tạo mùi, vị, màu sắc và các chất vô cơ hoà tan. Phương pháp xử lí oxi hoá bằng ozon đặc biệt có ích để loại bỏ các hợp chất phenol từ các dòng nước thải dầu mỏ. Nó rất quan trọng khi dòng nước thải từ nhà máy lọc dầu được thải vào nguồn cung cấp nước.Trao đổi ion có thể được dùng để loại các chất vô cơ từ nước thải nhưng không chắc phương pháp xử lí chất lượng cao như vậy lại cần thiết cho nước thải lọc dầu. Trong xử lí nước thải, bùn và nhũ tương bùn dầu được tạo ra và chúng cần xử lí. Các chất được tạo ra từ các quá trình này được chôn hoặc thiêu đốt.Có một số dòng nước thải không yêu cầu xử lí kéo dài qua nhiều giai đoạn xử lí. Nước làm mát nhìn chung là tương đối sạch hoặc là được thải trực tiếp tới hệ thống thu gom nước hoặc là (nếu chứa dầu) thì được xử lí bằng tách trọng lực trước khi thải. Các chất xúc tác đã dùng thường không được thải xuống hệ thống cống rãnh nước thải. Chúng có thể được tái sinh hay chôn xuống đất.Có một vài yếu tố có thể ảnh hưởng đến hiệu quả xử lí của các quá trình khác nhau. Nước thải chứa dầu sẽ không được trộn với các nước thải xử lí chứa các hoá chất có khuynh hướng tạo nhũ với dầu và làm giảm hiệu quả tách trọng lực. Lượng lớn dầu có xu hướng phủ lên bề mặt vi sinh học ở các thiết bị lọc giọt và làm giảm quá trình trao đổi. Trong bùn hoạt tính, dầu làm cho bùn nổi lên và mất theo dòng nước thải.Trong tách nước chua, pH là quan trọng khi tách các hợp chất sunphua và amoniac. Tách bằng khí đốt làm cho nước thải có tính axit và NH3, không thể loại bỏ được. Trong tách bằng hơi nước thì Nh3 có thể loại bỏ vì pH không thấp.Chi phí của xử lí cấp II sẽ thay đổi tuỳ thuộc vào các thiết bị được sử dụng trong xử lí cấp II. Dùng bùn hoạt tính là rẻ hơn khi xây dựng nhưng chi phí vận hành sẽ cao, thiết bhị lọc giọt được áp dụng cho phần lớn các nhà máy lọc có thể có chi phí đầu tư cao

nhưng chi phí vận hành thấp hơn. Bể xử lí chỉ kinh tế khi đất rẻ và có sẵn nhưng chi phí vận hành lại rất thấp so với bùn hoạt tính và thiết bị lọc giọt. Xử lí nước thải trong tháp làm mát có thể giảm chi phí nước bổ sung.3.3.3. Một số sơ đồ hệ thống xử lí nước thải tại nhà máy lọc dầua- Hệ thống xử lí oxi hoá sơ bộ các hợp chất sunphua từ nước thảiĐây là hệ thống oxi hoá sơ bộ rồi loại bỏ dầu bằng kết bông, tuyển nổi hay xử lí sinh học,… để xử lí nước xử lí và nước tháo bình có nhiều muối, nhũ tương hay các chất ô nhiễm khác.b- Hệ thống xử lí nước thải tại nhà máy lọc dầu Finaneste(Bỉ)Đây là sơ đồ hệ thống xử lí nước thải có tuyển nổi phân nhánh để xử lí nước rửa từ thiết bị lọc và nước loại muối ở nhà máy lọc dầu Finaneste, công suất 1000m3/h. Quy trình xử lí này kết hợp hai phương pháp vật lí và hoá học, kết hợp lọc nhanh nước chứa dầu và tuyển nổi bằng không khí hoà tan, thường dùng để xử lí hai loại nước thải cáo lưu lượng nhỏ hơn:

- Nước thải từ việc rửa thiết bị lọc- Nước nhũ hoá từ thiết bị loại muối và các quá trình xử lí khácd- Hệ thống xử lí nước thải nhà máy

3.4. Thải nước thải lọc dầu xuống hệ thống nước thải sinh hoạtChỉ có khoảng vài % (1-2%) nước thải xử lí từ các nhà máy lọc dầu được thải tới he3ẹ thống nước thải sinh hoạt. Lí do chủ yếu là gần như tất cả các quy định thải đều có quy định cấm thải dầu, chất dễ cháy và vật liệu gây nổ. Nước thải chứa dầu thường bán vào hệ thống nước thải, ảnh hưởng đến thuỷ lực dòng chảy và nguy hiểm cháy nổ. Tuy nhiên, nước thải lọc dầu và nước thải sinh hoạt có thể được xử lí cùng nhau nhưng đầu tiên phải đánh giá xem nước thải lọc dầu có cần phải xử lí sơ bộ hay không. Thông thường, nước thải lọc dầu cần phải xử lí sơ bộ trước khi xử lí chung.