石化工業(yè)廢水處理技術(shù)與工藝優(yōu)化

解宏端　王玲　刑文東　楊雨桐

【摘 要】隨著社會對石油需求量的日益增大，石油廢水處理也逐漸成為環(huán)保行業(yè)研究的熱點，同時因其具有毒性大、COD含量高和可生化性差的特點，使原普遍采用的“老三套”處理工藝，已不再能滿足社會環(huán)境的需求，故開發(fā)新工藝、推廣新技術(shù)、提高出水質(zhì)量成為當(dāng)前迫切的任務(wù)。國內(nèi)目前針對石油廢水處理工藝普遍采用的是“老三套”處理工藝，即“隔油-混凝-過濾”或“隔油-氣浮-過濾”工藝。這些工藝組合主要是針對石油廢水中的油和機(jī)械雜質(zhì)進(jìn)行分離處理，以實現(xiàn)污水回注和達(dá)到外排標(biāo)準(zhǔn)。而隨著國家對排放標(biāo)準(zhǔn)的要求越來越嚴(yán)格，傳統(tǒng)的工藝已無法滿足其要求。未達(dá)標(biāo)廢水外排將在水體中形成油膜，阻礙空氣中的氧進(jìn)入水體，同時造成有機(jī)物的分解造成水體酸化、惡臭，造成水質(zhì)惡化。因此，開發(fā)和推廣深度處理的新工藝，成為人們關(guān)注和研究的熱點，人們也在此基礎(chǔ)上開發(fā)了生化處理和深度處理單元，包括SBR法、生物接觸氧化法、氧化塘法、膜技術(shù)和氧化技術(shù)等，并取得良好的效果。

【關(guān)鍵詞】石油廢水；提高水質(zhì)；推廣處理新工藝

1 處理石油廢水的意義

1）通過處理石油廢水，可以減少常規(guī)生化處理過程的石化廢水對生物毒性的影響，對急性毒性、遺傳毒性和內(nèi)分泌干擾活性等不同的毒性特征進(jìn)行評價，并對生物毒性特征性污染物進(jìn)行初歩識別，可以為優(yōu)先污染物的確定以及污染措施的制定提供參考依據(jù)。

2）石油廢水評價與常規(guī)污染物濃度指標(biāo)的結(jié)合，更為客觀全面地反映出石化廢水的污染特征，進(jìn)一步證實了對石油廢水進(jìn)行優(yōu)化處理的必要性。

3）對目前常用的石油廢水處理技術(shù)進(jìn)行研究，考察傳統(tǒng)

處理模式的利弊，以便于處理工藝的改進(jìn)，有利于石油廢水處理效率的提高以及進(jìn)一步的資源化回用。

4）為了可持續(xù)發(fā)展，節(jié)約能源，保護(hù)地球，我們的生活更加富足以及我們的子孫能夠千秋萬代而努力開發(fā)新技術(shù)來處理石油廢水。

2 石油廢水難處理原因

我國石化產(chǎn)業(yè)布局散亂，集中度不高，很多企業(yè)規(guī)模小，技術(shù)設(shè)備水平落后，環(huán)境風(fēng)險極大。在松花江流域、長江流域、黃河流域、沿海區(qū)域均有分布更多有毒有害化學(xué)物質(zhì)進(jìn)入相關(guān)環(huán)境，產(chǎn)生各種綜合污染現(xiàn)象和生物毒性（Kusui， 2000）。所謂生物毒性，指化學(xué)物質(zhì)引起生物體機(jī)體損害的性質(zhì)和能力。根據(jù)作用特點，可分為一般毒性和特殊毒性。一般毒性包括急性毒性、亞慢性毒性和慢性毒性；特殊毒性通常指致畸、致癌、致突變的所謂“三致”效應(yīng)，從機(jī)理來看，致畸、致癌、致突變都與遺傳物質(zhì)的損傷有關(guān)，是遺傳物質(zhì)受到損傷從而導(dǎo)致的生殖細(xì)胞或體細(xì)胞的變化。另外，近年來，環(huán)境中一些具有類激素功能的化學(xué)物質(zhì)引起較多的關(guān)注，研究者認(rèn)為它們都是通過對生物體內(nèi)分泌系統(tǒng)的干擾來發(fā)揮作用的，因而環(huán)境污染物的內(nèi)分泌干擾活性也是一種需要深入研究的特殊毒性。石化廢水造成環(huán)境的污染，近年來引發(fā)了較多的關(guān)注，但大多數(shù)研究都針對處理技術(shù)的改進(jìn)和污染物濃度的控制。石化廢水的生物毒性的研究資料相對較少，主要側(cè)重于兩類。一類是一些特征性污染物的毒理學(xué)研究。如PAHs，它被USEPA和EU列為優(yōu)先控制污染物。目前對石化廢水中的PAHs的濃度以及毒性效應(yīng)進(jìn)行了研究，并認(rèn)為它表現(xiàn)出了遺傳毒性。另外，受石化廢水污染的土壤和水體的生態(tài)效應(yīng)也引起關(guān)注，受到石化廢水污染的土壤中化學(xué)物的致突變性進(jìn)行了研究，國內(nèi)外學(xué)者利用Ames實驗、原噬菌體誘導(dǎo)試驗和大型水蚤慢性毒性實驗對石化廢水污染的河床的生態(tài)毒理學(xué)特征進(jìn)行了分析，對我國長江流域水體的有機(jī)物提取物進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)對大鼠睪丸細(xì)胞、生精細(xì)胞、間質(zhì)細(xì)胞等具有損害作用，認(rèn)為與長江流域石化廢水的排放有較大關(guān)系。由此看來，石油廢水污染及其影響非常大。

3 石油廢水處理技術(shù)現(xiàn)狀

我國石化企業(yè)眾多，大多沿江沿河沿海分布，石化廢水的排放對相關(guān)水域生態(tài)及人群健康具有潛在的負(fù)面影響。石化廢水造成環(huán)境的污染，近年來引發(fā)了較多的關(guān)注我國石化企業(yè)眾多，大多沿江沿河沿海分布，石化廢水的排放對相關(guān)水域生態(tài)及人油開采廢水中主要污染物是原油和懸浮物，為使其處理后能達(dá)到回注水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的要求，目前各油田采用的處理工藝大多為二段法，即除油除懸浮物注水并輔以防垢、緩蝕、殺菌等化學(xué)處理措施。

除油有重力除油：重力除油依靠油水的比重差通過油與水的自然分離實現(xiàn)除油效果。重力除油可去除廢水中的浮油及大部分分散油達(dá)到初步除油的目的。從目前使用情況來看，重力除油的主要設(shè)備有立式除油罐、斜板式隔油池及粗?；凸薜?。

混凝破乳除油：經(jīng)一級重力除油后，浮油和大部分分散油已被去除，但是顆粒直徑小的乳化油仍殘留在水中，通常采用二級混凝破乳除油。

除懸浮物，石油開采廢水中的懸浮物通過過濾工藝進(jìn)行去除，油田通常采用的過濾罐分為壓力式和重力式兩種.由于壓力式濾罐可在工廠預(yù)制，而且現(xiàn)場安裝方便，占地少，生產(chǎn)中運行方便，所以在油田中 使用較多。壓力式濾罐又分為立式和臥式兩種，直徑一般都不超過3m，臥式濾罐由于其過濾斷面懸浮物負(fù)荷不易均勻，因而沒有立式濾罐應(yīng)用得廣泛。壓力濾罐一般都采用大阻力配水方式目前不少油田為保證出水水質(zhì)而采用兩級過濾處理，第一級為雙層濾料過濾，濾料通常選用石英砂和無煙煤，第二級采用纖維素濾料進(jìn)行精細(xì)過濾，以確保出水中的含油量、懸浮物濃度等達(dá)到回注水質(zhì)要求。

4 新技術(shù)在處理石化廢水中的應(yīng)用

石化廢水難處理，但也有一些研究人員開發(fā)了是有廢水處理的新領(lǐng)域。如尹子洋本[1]文采用化學(xué)混凝-Fe2+/NaC10對石化廢水的生化出水進(jìn)行污染物處理研究。在實驗研究的前期階段，綜合分析了石化廢水的水質(zhì)情況，并對石化廢水進(jìn)行了化學(xué)混凝預(yù)處理，然后通過正交實驗，考察了各項影響因素對石化廢水處理效果的影響，同時分析其機(jī)理，最后通過單因素控制實驗，確定最佳的實驗條件。

徐偉[2]石化廢水的處理研究一直是環(huán)保領(lǐng)域研究的焦點和熱點。石化廢水COD濃度高、色度高、可生化性極差，并且含有有毒有害物，由于水質(zhì)的特點，常規(guī)處理難以使其達(dá)標(biāo)，深度處理技術(shù)的研究成為熱點。以牡丹江某石油添加劑企業(yè)的石化廢水為研究對象，探討了生物強(qiáng)化微電解—Fenton 氧化聯(lián)合工藝對石化廢水進(jìn)行深度處理的可行性以及工藝的最佳控制條件，為今后的實踐運用提供了理論依據(jù)和指導(dǎo)。

周璟玲、席宏波[3]采用三維熒光光譜掃描技術(shù)分大型石化企業(yè)綜合污水處理廠各處理單元（水解酸化+A/O+接觸氧化工藝）進(jìn)出水的熒光光譜特征。該處理工藝對熒光有機(jī)物的總?cè)?2%，同時其處理工藝具有較強(qiáng)的抗沖擊荷能力。

李敬美[4]用生物膜復(fù)合工藝及深度處理工藝對活性污泥與生物膜復(fù)合工藝處理石化廢水進(jìn)行研究，以期為石化污水處理廠的技術(shù)改造提供依據(jù). 活性污泥工藝為對照，主要考察了活性污泥與生物膜復(fù)合工藝對石化廢水的處理效果、耐沖擊負(fù)荷能力、污泥性能及溶解氧利用率等。結(jié)果表明，復(fù)合工藝對石化廢水中CODcr的去除效果略好于活性污泥工藝，而對NH3-N的去除效果明顯優(yōu)于活性污泥工藝。另外，兩種工藝對硫化物和油的去除效果類似。提高進(jìn)水負(fù)荷時，復(fù)合工藝表現(xiàn)出較強(qiáng)的耐沖擊負(fù)荷能力， 石化廢水經(jīng)復(fù)合工藝處理后，出水CODcr和油的濃度仍未達(dá)到GB8978-1996中的一級排放標(biāo)準(zhǔn)。

運用絮凝劑應(yīng)用于石化廢水處理石化煉油廠、石油化工廠生產(chǎn)過程產(chǎn)生的高濃度有機(jī)廢水，含有乳化油、懸浮物、膠體和部分難降解有機(jī)物。其 BOD5/ COD 值較小，屬較難生物降解的工業(yè)廢水。為減少懸浮物對水處理設(shè)備的磨損和減少后續(xù)生化處理的負(fù)荷一般都要用混凝法去除廢水中大部分的乳化油、懸浮物、膠體和部分難降解有機(jī)物。

運用氣浮技術(shù)處理含油污水，氣浮技術(shù)是在待處理水中通入大量的、高度分散的微氣泡，使之作為載體與雜質(zhì)絮粒相互粘附，形成整體密度小于水的浮體而上浮到水面，以完成水中固體與固體、固體與液體、液體與液體分離的凈水方法[5]。氣浮技術(shù)最早應(yīng)用于礦冶工業(yè)。1905年，美國專利刊出了加壓溶氣技術(shù)；1907 年，H.Norris 又發(fā)明了噴射溶氣氣浮技術(shù)。目前國外在油田含油廢水處理中廣泛應(yīng)用了氣浮技術(shù)。我國中原油田，勝利油田等處理站都采用了葉輪浮選機(jī)。因此，氣浮技術(shù)在油田污水處理中的應(yīng)用前景良好。孫青亮[6]用水解酸化-缺氧-好氧工藝處理石化廢水，以某典型石化污水處理廠進(jìn)水為研究對象，參考污水廠采用的工藝，設(shè)計了水解酸化-缺氧-好氧一體式小試裝置，通過試驗研究確定了工藝最佳運行參數(shù)，并重點對水解酸化單元的優(yōu)化進(jìn)行了研究，同時對出水中的溶解性有機(jī)物進(jìn)行了分級解析，研究成果為污水廠的提標(biāo)改造和水解酸化-缺氧-好氧工藝在石化廢水處理中的運行優(yōu)化提供了技術(shù)支持。賀銀莉[7]用好氧顆粒污泥結(jié)合共代謝方法處理石化廢水。

處理石化廢水一般多采用好氧與厭氧處理相結(jié)合的方法，很少單獨采用好氧生物處理的方法，現(xiàn)將研究較多的好氧處理法介紹如下：

1）序批式間歇活性污泥法；

2）高效好氧生物反應(yīng)器；

3）生物接觸氧化；

4）膜生物反應(yīng)器；

5）懸浮填料生物反應(yīng)器。

厭氧顆?；夹g(shù)尚有一些缺點，如啟動所需時間長、氮磷去除率低運行要求高的溫度，一般不用于處理強(qiáng)度低的污水。一些研究者成功論證了在升流式厭氧污泥床中，采用厭氧顆粒污泥技術(shù)處理污水具有較大可行性并且去除效果較好。

【參考文獻(xiàn)】

[1]尹子洋.化學(xué)混凝-亞鐵與次氯酸鈉處理石化廢水實驗研究[J].2015（5）.

[2]徐偉.石化廢水處理過程中熒光有機(jī)物變化特征及去除效果[J].2014（3）.

[3]周璟玲，席宏波.石化廢水的活性污泥一生物膜復(fù)合工藝及深度處理研究[J].

[4]李敬美.期絮凝劑應(yīng)用于石化廢水處理的研究進(jìn)展[J].2012.

[5]李俊.氣浮技術(shù)用于含油污水處理的研究進(jìn)展[J].2015.

[6]孫青亮.水解酸化-缺氧-好氧工藝處理石化廢水的實驗研究[J].2015（5）.

[7]賀銀莉.好氧顆粒污泥結(jié)合共代謝處理石化廢水的研究[J].2011（5）.

[責(zé)任編輯：侯天宇]