石油化工廢水處理方法淺析

摘要：石油企業(yè)所產(chǎn)生的含油污水是重要的工業(yè)污染源之一，其中所含的大量的油類、懸浮物、重金屬等物質(zhì)對土壤、水生生物、人體健康和農(nóng)作物生長危害很大，因此，含油污水的處理關(guān)系到企業(yè)的生存與發(fā)展。 本文對石油化工廢水處理技術(shù)的新進展做了詳細(xì)介紹，并對石化廢水處理的前景進行了展望。

關(guān)鍵詞：石油化工 廢水處理 新技術(shù)

隨著油田開采期的延長，尤其是油田開發(fā)的中后期，原油含水量越來越高，而無水開采期則越來越短，目前我國大部分油田原油綜合含水率己達(dá)80%，有的甚至達(dá)到90%，每年采油廢水的產(chǎn)生量約為4.1億t，成為主要的含油污水源。含油污水中的石油類主要由浮油、分散油、乳化油、膠體溶解物質(zhì)和懸浮固體等組成。

石油從地下開采出來，經(jīng)過脫水穩(wěn)定處理后進入到集輸管線，然后輸?shù)綗捰蛷S或油庫，在廠內(nèi)再次進行脫水、脫鹽處理，當(dāng)原油中含水量小于或等于0．5％，含鹽量小于5000mg/L后，方可進入到常減壓裝置。在加熱爐內(nèi)將原油加熱到350℃以上，然后進行常壓蒸餾、減壓蒸餾，分割出汽油、煤油、柴油、潤滑油餾分，常壓重油和減壓渣油作為二次加工的原料。為了提高產(chǎn)品質(zhì)量及原油的綜合利用串，在煉油廠還要進行二次加工，主要裝置有催化裂化、鉑重整、加氫、糠醛精制、聚丙烯、焦化、氧化瀝青等多套裝置，由于這些裝置均采用物理分離和化學(xué)反應(yīng)相結(jié)合的方法，生產(chǎn)過程往往是在高溫下進行的，這就需要消耗燃料及冷卻介質(zhì)(水)。

在工藝汽提及注水、產(chǎn)品精制水洗水和機泵軸封冷卻水等工藝中，水和油品要直接接觸，因而產(chǎn)生含油污水，含酚污水等。

因為石油化工廢水的處理難度大，不僅濃度高，而且難以溶解。因而，在石油化工廢水的處理中，一般要用到化學(xué)成分。典型的就是化學(xué)法、物理法和生化處理技術(shù)。

1、化學(xué)法

化學(xué)法是指在石油化工廢水的處理中，使用化學(xué)成分使廢水中的污染成分分解、溶解或凝集的方法，從而達(dá)到處理廢水的目的，避免環(huán)境污染。

1.1絮凝

石化污水處理的重要過程之一是絮凝，即通過向水中投加絮凝劑破壞水中膠體顆粒的穩(wěn)態(tài)，膠粒之間的相互碰撞和聚集，形成易于從水中分離的絮狀物質(zhì)。絮凝可以用來處理煉油廢水中的濁度、色度、有機污染物、浮游生物和藻類等污染物成分。在具體操作中，絮凝通常與氣浮或者沉淀等工藝聯(lián)用，作為生化處理的預(yù)處理。目前，采用微生物絮凝劑，利用生物技術(shù)制成的廢水處理劑，同其它絮凝劑相比具有許多優(yōu)點，比如，易生物降解、適用范圍廣、熱穩(wěn)定性強、高效和無二次污染等，因此應(yīng)用前景廣闊。

1.2氧化法

氧化法主要有光催化氧化法、濕式氧化法和臭氧氧化法。針對不同成分的石油化工廢水，可以選擇不同的方法，這樣可以達(dá)到最有效、最經(jīng)濟、最安全的處理廢水的目的。

1）光催化氧化法。光催化氧化法，可以有效地將光輻射與O2、H2O2等氧化劑結(jié)合起來，從而達(dá)到處理污水的目的，因此稱為光催化氧化。有人以太陽光為光源，以TiO2、TiO2/Pt、ZnO 等為催化劑，用此法處理含有21 種有機污染物的水，得到的最終產(chǎn)物都是CO2，不產(chǎn)生二次污染。還有人用Fe2+和H2O2作氧化劑， 鐵離子與紫外光之間存在協(xié)同效應(yīng)，使H2O2分解產(chǎn)生氫氧根的速度大大加快，因此氧化效率得到提高，該法在許多國家尚處于研究階段。

2）濕式氧化法。濕式氧化法可以分為兩類，分別是催化濕式氧化（CWO）和濕式空氣氧化（WAO）。CWO是將有機物在高溫、高壓及催化劑存在條件下，氧化分解為CO2、H2O和N2等無毒無害物質(zhì)的過程，它反應(yīng)時間更短、轉(zhuǎn)化效率更高，但pH、催化劑活性對反應(yīng)影響較大。WAO是利用空氣中的分子氧在高溫高壓條件下進行液相氧化的工藝過程，該技術(shù)是有效控制環(huán)境污染物的良好途徑，特別適宜于有毒有害污染物或高濃度難降解有機污染物的處理。盧義成等用濕式空氣氧化工藝處理石化廢液，COD、無機硫化物、硫代硫酸鹽和總酚的去除率平均為81.8%、近100%、91.7%、近100%。結(jié)果表明該法在處理效果上已經(jīng)達(dá)到國外同類設(shè)備的處理效能。

3）臭氧氧化法。臭氧氧化法有其獨到的優(yōu)點：這種方法氧化時不產(chǎn)生污泥和二次污染。但是，其運行及投資費用高，且處理的廢水流量不宜過大。經(jīng)臭氧氧化后，廢水中的小部分有機物被徹底氧化為水和二氧化碳，而大部分轉(zhuǎn)化為氧化中間產(chǎn)物。一般將臭氧氧化和生物活性炭吸附聯(lián)用技術(shù)用于深度處理， 在氧化有機物的同時臭氧迅速分解為氧，使活性炭床處于富氧狀態(tài)，得到再生，提高其使用周期；同時活性炭表面好氧微生物的活性增強，降解吸附有機物的能力提高。能有效去除有機物，改變有機物生色基團的結(jié)構(gòu)，強化活性炭的脫色能力。黎松強等用臭氧-活性炭工藝深度處理煉油廢水，COD、氨氮、揮發(fā)酚、石油類的去除率平均為82.6%、93.4%、99.5%、94.3%，出水主要指標(biāo)達(dá)到地面水Ⅳ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

2、物理法

1）吸附。吸附，指的就是利用固體物質(zhì)的多孔性，使廢水中的污染物附著在其表面而得以去除的方法。常用的吸附劑為活性炭，可有效去除COD、廢水色度和臭味等，但其處理成本較高，而且容易造成二次污染。在石化廢水處理中，吸附常與絮凝或臭氧氧化聯(lián)用。

2）膜分離。膜分離有微濾、超濾、反滲透和納濾等不同的方法，無論哪種方法，都能有效去除廢水的臭味、色度，去除有機物、多種離子和微生物，出水水質(zhì)穩(wěn)定可靠。

3）氣浮法。氣浮，指的是利用高度分散的微小氣泡，作為載體粘附廢水中的懸浮物，使之隨氣泡浮升到水面而加以分離，分離對象為疏水性細(xì)微固體懸浮物以及石化油。在石化廢水處理中，氣浮常置于隔油、絮凝之后。比如，將渦凹?xì)飧。–AF）系統(tǒng)放置于隔油池后處理含油石化廢水， 進水含油約200mg/L，出水含油低于10mg/L，去除率達(dá)到95%。試驗證明氣浮處理廢水的效果是可靠的。

3、生化法

1）好氧處理。在石油化工廢水處理中，好氧處理方法比較多，比如序批式間歇活性污泥法、高效好氧生物反應(yīng)器、生物接觸氧化、膜生物反應(yīng)器處理法等，但單獨使用好氧生物處理較少，主要是與厭氧處理相結(jié)合。

2）厭氧處理。石化廢水COD高、可生化性較差，一般先進行厭氧預(yù)處理以提高后續(xù)處理的可生化性。①升流式厭氧污泥床。UASB反應(yīng)器內(nèi)污泥濃度高，一般平均污泥質(zhì)量濃度為30～40g/L。有機負(fù)荷高，水利停留時間短，中溫消化，COD的容積負(fù)荷一般為10～20kg/（m3·d）。反應(yīng)區(qū)內(nèi)設(shè)三相分離器，被沉淀區(qū)分離的污泥能夠自動回流到反應(yīng)區(qū)，無混合攪拌設(shè)備。污泥床內(nèi)不填載體，造價低。一般用于高濃度有機廢水的處理。②厭氧固定膜反應(yīng)器。厭氧固定膜反應(yīng)器中裝有固定填料，能夠截留和附著大量厭氧微生物，通過其作用，進水中的有機物轉(zhuǎn)化為甲烷和二氧化碳等從而得以去除，具有抗沖擊負(fù)荷能力強、微生物停留時間長和運行管理方便等優(yōu)點。

3）組合工藝。石油化工廢水具有污染物種類較多，因此水質(zhì)情況復(fù)雜，如采用單一的好氧或厭氧處理，很難達(dá)到排放要求，而將厭氧（或缺氧）和好氧處理有效結(jié)合的組合工藝處理效果好，有較廣泛應(yīng)用。比如，采用A/O 工藝的新型組合A/O1、O2工藝處理石油化工廢水，系統(tǒng)由泥法好氧、膜法缺氧和膜法好氧組成。進水COD為1300mg/L，總HRT為60h（分別為20h），出水BOD、COD、MLSS、含油分別低于（30、100、70、10）mg/L。

石油化工企業(yè)含油污水具有水量波動大、水質(zhì)波動頻繁、污染物成分非常復(fù)雜的特點，其中含有大量的油、硫化物、揮發(fā)酚等有毒有害物質(zhì)，直接排放將對環(huán)境造成極大的危害。含油污水處理工藝和回用工藝的正確選擇，是關(guān)系到污水場和回用裝置能否正常運行的關(guān)鍵，也是控制投資實現(xiàn)經(jīng)濟運行的關(guān)鍵。