Solución de tratamiento secundario de aguas residuales

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Refinería de petróleo
Tratamiento de aguas residuales

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Problemas de la industria

Características de las aguas residuales de las refinerías de petróleo

Composición compleja:

La composición de las aguas residuales de las refinerías de petróleo es compleja y variada, e incluye hidrocarburos de petróleo, benceno, fenoles, alcoholes, metales pesados, compuestos orgánicos volátiles (COV), etc. Los tipos y concentraciones de estas sustancias pueden variar según el tipo de petróleo crudo y el proceso de refinación.

Alta salinidad:

Las aguas residuales de las refinerías de petróleo suelen tener una alta salinidad debido a la alta concentración de sales disueltas en el agua como resultado del proceso de refinación, que puede implicar enfriamiento de agua, lavado, separación y otras operaciones.

Temperatura alta:

Las aguas residuales del proceso de refinación pueden presentar una temperatura elevada, ya que pueden provenir de instalaciones de alta temperatura, como hornos de craqueo, torres de reacción, etc. Esto hace necesario considerar el efecto de la temperatura en los equipos de tratamiento y las reacciones químicas durante el tratamiento de aguas residuales.

Generado en grandes cantidades:

La industria de refinación suele requerir grandes cantidades de agua para la refrigeración y otros procesos de producción, lo que genera grandes cantidades de aguas residuales. Esto supone un reto para el diseño de equipos de tratamiento y la selección de tecnologías de tratamiento.

Contiene compuestos orgánicos volátiles (COV):

Las aguas residuales de las refinerías pueden contener COV, que pueden causar contaminación del aire en la atmósfera y plantear riesgos potenciales para el medio ambiente y la salud humana.

Estado multifásico:

Las aguas residuales del refinado de petróleo pueden contener fases suspendidas, disueltas, emulsionadas y otras, lo que aumenta la dificultad del tratamiento.

Alta acidez y alcalinidad:

La acidez y alcalinidad de las aguas residuales del refinado de petróleo pueden verse afectadas por los productos químicos utilizados en el proceso de refinación y las condiciones de reacción, por lo que el proceso de tratamiento debe ajustar el valor de pH para cumplir con los requisitos ambientales.

Se requieren procesos de tratamiento complejos:

Debido a la diversidad de aguas residuales de las refinerías de petróleo, generalmente se requieren métodos de tratamiento de múltiples etapas y múltiples procesos, incluido el tratamiento físico, químico y biológico.

Basado en las características de las aguas residuales de las refinerías de petróleo

MBBR debe tener las siguientes propiedades

1

Degradación de alta eficiencia

El MBBR debe tener una capacidad de biodegradación de alta eficiencia y puede degradar eficazmente sustancias orgánicas, aceite y grasa, amoníaco, nitrógeno y otros contaminantes en las aguas residuales de la refinería de petróleo.

2

Resistencia a la carga de impacto

La calidad del agua de las aguas residuales de la refinación de petróleo puede verse afectada por las fluctuaciones de carga, por lo que el sistema MBBR debe tener una fuerte resistencia a la carga de impacto para adaptarse a los cambios de carga instantáneos y garantizar resultados de tratamiento estables.

3

Buena distribución de bioportadores suspendidos

Los bioportadores suspendidos en MBBR (generalmente rellenos plásticos) deberían poder distribuirse uniformemente en el reactor para maximizar el área de la biopelícula y mejorar la eficiencia de degradación.

4

Resistencia a la corrosión

Las aguas residuales de la refinería de petróleo pueden contener sustancias corrosivas, los reactores y componentes del sistema MBBR deben tener una buena resistencia a la corrosión para garantizar el funcionamiento estable del sistema a largo plazo.

5

Fácil de operar y mantener.

El sistema MBBR debe estar diseñado para que sea fácil de operar y mantener, incluyendo fácil de limpiar, reparar y monitorear para garantizar la estabilidad y confiabilidad del sistema.

6

Bajo consumo de energía y bajos costos operativos

El sistema MBBR debe diseñarse para garantizar que el efecto del tratamiento reduzca el consumo de energía y los costos operativos tanto como sea posible, con el fin de mejorar la economía.

7

Adaptabilidad

El sistema MBBR debe tener un cierto grado de adaptabilidad, poder aplicarse a diferentes tipos de aguas residuales de refinería y utilizarse en diferentes condiciones de proceso para lograr buenos resultados.

8

Portadores de biopelícula

Se necesitan soportes de biopelícula eficaces y estables para garantizar una amplia área de crecimiento y buenas propiedades hidráulicas. El material debe ser químicamente estable y físicamente robusto para soportar el desgaste por uso prolongado.

Características

El MBBR y el difusor de disco deben tener rendimiento

En el proceso de refinación de petróleo, los MBBR y los discos de aireación suelen ser componentes clave del sistema de tratamiento biológico. Mediante procesos como la biodegradación y la transferencia de oxígeno, contribuyen a mantener una buena calidad del agua.

MBBR (reactor de biopelícula de lecho móvil)

Adhesión eficiente de biopelículas: La tecnología MBBR se basa en el crecimiento de biopelículas para tratar la materia orgánica y los contaminantes presentes en las aguas residuales. Por lo tanto, el sistema debe promover una adhesión y un crecimiento eficientes y estables de la biopelícula en el material de relleno.
Buena resistencia a la carga de choque: la composición de las aguas residuales de la refinería puede cambiar con el tiempo, y los sistemas MBBR deben poder manejar fluctuaciones en el volumen de afluente y la carga de contaminación para mantener la eficiencia del tratamiento.
Alta eficiencia de eliminación de DQO (demanda química de oxígeno) y DBO (demanda bioquímica de oxígeno): la capacidad de eliminar eficazmente los contaminantes orgánicos de las aguas residuales es un requisito fundamental para que los sistemas MBBR cumplan con los estándares de descarga.
Bajo consumo de energía y requisitos de mantenimiento: el sistema debe estar diseñado para una alta eficiencia energética y bajos costos de operación y mantenimiento para reducir los costos operativos a largo plazo.
Rendimiento operativo estable: el sistema MBBR puede funcionar de manera estable incluso en condiciones ambientales desfavorables, como bajas temperaturas o condiciones de alta salinidad.

Difusores de disco

Transferencia eficiente de oxígeno: Los discos de aireación deben poder transferir oxígeno de manera eficiente a las aguas residuales para favorecer el crecimiento microbiano y los procesos de biodegradación de contaminantes.
Resistencia a la corrosión y a la abrasión: dado que las aguas residuales de la refinería pueden contener sustancias corrosivas, los materiales del disco de aireación deben tener buena resistencia a la corrosión y a la abrasión.
Bajo consumo de energía: El proceso de aireación es uno de los aspectos más intensivos en energía del tratamiento de aguas residuales, por lo que el diseño del disco de aireación debe centrarse en la eficiencia energética para reducir el consumo de energía.
Distribución uniforme de burbujas: para mejorar la tasa de disolución y la utilización del oxígeno, el disco de aireación debe poder producir burbujas microfinas uniformes para mejorar la eficiencia de transferencia de oxígeno en el agua.
Fácil de mantener y limpiar: Los sistemas de aireación requieren una limpieza y un mantenimiento regulares para mantener su eficiencia, por lo que el disco de aireación debe estar diseñado para una fácil limpieza y reemplazo.

Tratamiento de aguas residuales de refinerías de petróleo

Precauciones , proceso del agua y tabla de parámetros

Precauciones para el tratamiento de aguas residuales de refinerías de petróleo

La complejidad de la composición de las aguas residuales: Las aguas residuales de la refinación de petróleo contienen diversas sustancias nocivas, como aceite, materia orgánica, sales inorgánicas, metales pesados y sulfuros. Es necesario elegir la tecnología de tratamiento adecuada según la composición específica de las aguas residuales.
Importancia del pretratamiento: El pretratamiento es crucial para la eliminación de sólidos en suspensión, aceites, grasas y partículas gruesas de las aguas residuales. Un pretratamiento eficaz puede mejorar significativamente la eficiencia y la eficacia de las etapas posteriores del tratamiento.
Selección y combinación de tecnologías: Dada la diversidad y complejidad de las aguas residuales de refinería, a menudo es necesario combinar diversas tecnologías de tratamiento, como las físicas, químicas y biológicas, para lograr resultados óptimos. La elección de la tecnología debe considerar su aplicabilidad, eficiencia, costo e impacto ambiental.
Fiabilidad y estabilidad del sistema: Los sistemas de tratamiento de aguas residuales de refinerías deben operar de forma estable y mantener un rendimiento de tratamiento eficiente incluso cuando varían los caudales de aguas residuales o las cargas de contaminación. El diseño del sistema debe considerar la redundancia y la capacidad de respuesta ante emergencias.
Normativa ambiental y estándares de vertido: El diseño y la operación de los sistemas de tratamiento de aguas residuales deben cumplir con la normativa ambiental y los estándares de vertido locales. Esto suele incluir límites de vertido y estándares de calidad del agua para contaminantes específicos.
Costos energéticos y operativos: Los costos energéticos y operativos de los sistemas de tratamiento de aguas residuales de refinerías son factores importantes. Se deben buscar opciones de tratamiento energéticamente eficientes y rentables, considerando los costos de operación y mantenimiento a largo plazo.
Mantenimiento y Monitoreo: El mantenimiento y monitoreo periódicos del sistema son fundamentales para garantizar el funcionamiento eficaz a largo plazo del sistema de tratamiento de aguas residuales de una refinería. Esto incluye inspecciones periódicas del estado físico de la planta de tratamiento, la supervisión de la eficacia del tratamiento y el ajuste de los parámetros operativos.
Salud y seguridad: En el proceso de tratamiento de aguas residuales, se deben tomar medidas para proteger al personal y al entorno circundante de sustancias químicas nocivas y contaminación biológica. Esto incluye el uso de equipo de protección personal adecuado, capacitación en seguridad y medidas de preparación para emergencias.

Características del proceso de aguas residuales de la refinería de petróleo

Alto contenido de aceite: Las aguas residuales de las refinerías de petróleo suelen contener una alta concentración de sustancias oleosas, como hidrocarburos de petróleo y otros aceites y grasas. Esto requiere un proceso de tratamiento de aguas residuales que separe y elimine eficazmente estas sustancias oleosas para evitar interferencias con las etapas posteriores del tratamiento y la posible contaminación del medio ambiente.
Alta carga orgánica: Las aguas residuales generadas por el proceso de refinación contienen altas concentraciones de contaminantes orgánicos, como la demanda química de oxígeno (DQO) y la demanda bioquímica de oxígeno (DBO), lo que requiere procesos de tratamiento de aguas residuales con alta capacidad de remoción de materia orgánica.
Contienen diversas sustancias nocivas: Las aguas residuales de refinería pueden contener sulfuros, amoníaco, metales pesados, fenoles y otras sustancias nocivas. Es necesario diseñar procesos de tratamiento para estos diferentes contaminantes a fin de garantizar su eliminación eficaz o su reducción a niveles seguros.
Grandes variaciones de temperatura y pH: La temperatura y el pH de las aguas residuales de refinería pueden fluctuar considerablemente, lo que pone en riesgo la estabilidad y la eficiencia del proceso de tratamiento. Por lo tanto, es fundamental seleccionar tecnologías de tratamiento que puedan adaptarse a dichas fluctuaciones.
Procesos de tratamiento complejos: Debido a la complejidad de las aguas residuales de refinería, a menudo se requieren procesos de tratamiento multietapa, que incluyen etapas físicas, químicas y biológicas. Cada etapa se centra en un tipo específico de contaminante para garantizar la purificación completa de las aguas residuales.
Normas estrictas de vertido: La industria de refinación se enfrenta a estrictas regulaciones de protección ambiental y normas de vertido. Los procesos de tratamiento de aguas residuales deben garantizar que la calidad del agua tratada cumpla o supere estas normas para proteger el medio ambiente y la salud pública.
Consideraciones energéticas y de costos: Considerando el alto consumo energético y los costos operativos del tratamiento de aguas residuales de refinerías, la selección y el diseño de los procesos de tratamiento deben considerar la eficiencia económica y los beneficios ambientales. Esto incluye la selección de soluciones tecnológicas de bajo consumo energético, fácil mantenimiento y bajos costos operativos.
Diseño de confiabilidad y redundancia: Dada la naturaleza continua de la producción de la refinería, los sistemas de tratamiento de aguas residuales deben diseñarse con suficiente confiabilidad y redundancia para hacer frente a fallas de los equipos o aumentos repentinos en la demanda de capacidad de tratamiento.
Flexibilidad y escalabilidad de la tecnología: Con el desarrollo del proceso de refinación y la mejora de los estándares ambientales, el proceso de tratamiento de aguas residuales debe tener un cierto grado de flexibilidad y escalabilidad, para facilitar la introducción de nuevas tecnologías y cumplir con los requisitos ambientales más estrictos.

Proceso de tratamiento de aguas residuales de refinerías de petróleo

Etapa de pretratamiento: Rejilla y tamiz: Eliminación de sólidos grandes y materiales flotantes en las aguas residuales para evitar obstrucciones y daños en las instalaciones de tratamiento posteriores. Separación de aceite y agua: Eliminación del aceite libre y parcialmente emulsionado de las aguas residuales mediante separación por gravedad, tecnología de flotación por aire o un separador de aceite y agua para reducir la presión del tratamiento posterior.
Etapa de tratamiento primario: Tanque de acondicionamiento: Ajusta el caudal y la calidad de las aguas residuales para asegurar la estabilidad del tratamiento posterior. Tanque de sedimentación primaria: Elimina los sólidos en suspensión mediante sedimentación por gravedad para reducir la carga del tratamiento biológico posterior.
Etapa de tratamiento secundario (biológico): Proceso de tratamiento biológico: se utilizan microorganismos para degradar la materia orgánica de las aguas residuales. Los procesos de tratamiento biológico más comunes incluyen lodos activados, biopelículas (p. ej., MBBR, bioplataforma giratoria) y biorreactores de membrana (MBR). Tratamiento aeróbico: se lleva a cabo en condiciones aeróbicas, adecuado para la degradación de la mayor parte de la materia orgánica. Tratamiento anaeróbico: se lleva a cabo en condiciones anaeróbicas, aplicable al pretratamiento de aguas residuales orgánicas con alta concentración o a la eliminación de contaminantes específicos.
Etapa de tratamiento terciario: Tratamiento químico: Eliminación de sólidos suspendidos residuales, metales pesados y algo de materia orgánica disuelta mediante procesos de precipitación química, floculación y neutralización. Proceso de oxidación avanzada: el uso de ozono, peróxido de hidrógeno o luz ultravioleta y otros oxidantes para degradar aún más la materia orgánica difícil de degradar y algunos contaminantes específicos. Tecnología de separación por membranas: la tecnología de membranas como la nanofiltración y la ósmosis inversa se utiliza para eliminar contaminantes disueltos, mejorar la calidad del agua y lograr estándares de reutilización.
Tratamiento de residuos sólidos: Tratamiento de lodos: Los lodos provienen de procesos como los tanques de sedimentación primaria y el método de lodos activados. Mediante las etapas de espesamiento, digestión, deshidratación y secado, se reduce la cantidad de lodos para facilitar su eliminación o el aprovechamiento de recursos.
Desinfección y vertido: Desinfección: Eliminación de patógenos mediante cloración, luz ultravioleta u ozono para garantizar que la calidad del agua vertida sea segura o cumpla con los estándares de reutilización. Vertido o reutilización: Dependiendo de su calidad, el agua tratada puede vertirse directamente al cuerpo de agua receptor o reutilizarse para refrigeración industrial, riego y otros fines.

Tratamiento de aguas residuales de refinerías de petróleo

Parámetro típico

A continuación se presenta una tabla de parámetros de un proceso típico de tratamiento de aguas residuales de una refinería de petróleo. Los valores específicos pueden ajustarse según la situación real:

Satge	Unidad de procesamiento	Parámetros típicos	Unidad
Separación sólido-líquido	Tanque de sedimentación	TSS	50 - 500 mg/L
Tratamiento biológico	MBBR	BACALAO	30 - 200 mg/L
		NH3-N	2 - 10 mg/L
		NO2-N	< 1 mg/L
		NO3-N	<10 mg/L
		Tennesse	5 - 30 mg/L
Sistema de aireación	Tanque de aireación	HACER	3 - 8 mg/L
Tratamiento físico	Filtrar	TSS	10 - 50 mg/L
Eliminación de nitrógeno amoniacal	Unidad de eliminación de nitrógeno amoniacal	NH3-N	< 1 mg/L
Esterilizar	Equipo de esterilización	Concentración de esterilizante	0,5 - 5 mg/L
Monitoreo de la calidad del agua	Equipos de monitoreo	Filipinas	6.5 - 8.5
		Conductividad	500 - 2000 μS/cm
		Temperatura	20 - 30 ℃

Para el tratamiento de aguas residuales de refinerías de petróleo

Se recomienda un modelo MBBR único

En base a las características del tratamiento de aguas residuales y la experiencia de clientes cooperativos anteriores, la recomendación es nuestro MBBR64 o MBBR7

MBBR19

Tamaño: Φ25*12 mm

Números de hoyos: 19

Material: 100% HDPE virgen blanco

Densidad: 0,96-0,98 g/cm3

Área de superficie: >650m2/m3

Relación de dosificación: 15-65%

Tiempo de formación de membrana: 3-15 días

Eficiencia de nitrificación: 400-1200 gNH N/M3d

DBO, Eficiencia: 2000-10000 g de DBO/M3d

Eficiencia de COD5: 2000-15000 g DQO/Md

Temperatura aplicable: 5-60 °C

Esperanza de vida: >20 años

MBBR64

Tamaño: Φ25*4 mm

Números de hoyos: 64

Material: 100% HDPE virgen blanco

Densidad: 0,96-0,98 g/cm3

Área de superficie: >1200m2/m3

Relación de dosificación: 85%

Tiempo de formación de membrana: 15-65%

Eficiencia de nitrificación: 3-15 días

DBO, Eficiencia: 400-1200 gNH4 N/M3.d

Eficiencia de COD5: 2000-10000 g de DBO/M3d

Temperatura aplicable: 2000-15000 g DQO5/M3d

Esperanza de vida: 5-60 °C

Tratamiento de aguas residuales de refinerías de petróleo

Caso de cliente de AquaSust

Caso 1: Medio MBBR de Aquasust para el tratamiento de aguas residuales de refinerías de petróleo

Ante el desafío de tratar altos niveles de aceite, grasa, sulfuros y otros compuestos orgánicos, una importante refinería de Arabia Saudita adoptó la tecnología MBBR para mejorar su capacidad de tratamiento de aguas residuales. El medio MBBR de HDPE de Aquasust utilizado en el sistema MBBR proporciona una gran cantidad de superficie para permitir el crecimiento microbiano y la degradación de material orgánico.

El sistema tiene capacidad para tratar 15.000 metros cúbicos de aguas residuales al día. Tras el tratamiento con MBBR, el contenido total de hidrocarburos de petróleo (TPH) en las aguas residuales se redujo de 200 mg/L a menos de 10 mg/L, y la DQO se redujo de 5.000 mg/L a 200 mg/L, superando considerablemente las normas locales de vertido ambiental.

Caso 2: Difusores de aireación de Aquasust en el tratamiento de aguas residuales de refinerías

En una gran refinería de Estados Unidos, la planta introdujo sistemas de aireación de alta eficiencia fabricados por Aquasust para mejorar la eficiencia del tratamiento de aguas residuales, especialmente en la eliminación de sulfuros y nitrógeno amoniacal. Estos difusores de aireación aceleran el proceso de reacción bioquímica mediante la generación de una gran cantidad de burbujas microscópicas que incrementan drásticamente la velocidad de disolución y la eficiencia de transferencia de oxígeno.

Gracias al uso del difusor de disco de Aquasust, la planta de tratamiento de aguas residuales de la refinería puede tratar aproximadamente 10.000 metros cúbicos de aguas residuales por día, en los que el nitrógeno amoniacal se ha reducido de 50 mg/L a menos de 5 mg/L, y el contenido de sulfuro se ha reducido de 100 mg/L a menos de 10 mg/L, controlando eficazmente los contaminantes en las aguas residuales.

La adopción de esta tecnología no solo mejora la eficiencia del tratamiento de aguas residuales, sino que también reduce significativamente los costos operativos debido a una mejor utilización del oxígeno, reduciendo así el consumo de energía.

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Con 20 años de experiencia en el tratamiento de aguas residuales, AquaSust es el experto de confianza en soluciones bioquímicas para piscinas. Si tiene alguna pregunta sobre el tratamiento de aguas residuales, contáctenos y le ofreceremos la mejor solución.

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