淺析石油化工廠廢水處理的一般方法及流程

（天津市化工設(shè)計(jì)院，天津 300193）

長久以來，石油化工廠排出廢水的處理是個(gè)世界性的綜合難題，這是因?yàn)樵搹U水所含的各種污染物質(zhì)較難溶解，濃度也較高，因而給環(huán)境造成的污染非常嚴(yán)重。眾所周知，石油化工廢水種類繁多，除含油廢水采用一般治理方法外，對(duì)于特殊廢水應(yīng)有針對(duì)性地進(jìn)行治理。

1 石油化工廢水的分類及特點(diǎn)

1.1 分類：煉油廠及石油化工廠廢水分類見表1

表1

1.2 煉油廠廢水的特點(diǎn)

①廢水排故量大。

②廢水組成復(fù)雜。煉油及石油化工廢水除含有油、流、酚、氰化物、COD外，還含有多種有機(jī)化學(xué)產(chǎn)品，如多環(huán)芳烴化合物、芳香胺類化合物、雜環(huán)化合物等。廢水中的主要污染物，一般可概括為烴類和可溶解的有機(jī)與無機(jī)組分。其中可溶解的無機(jī)組分主要是硫化氫、氯化合物及微量的重金屬；可溶解的有機(jī)組分大多能被微生物所降解，亦有小部分難以生物降解[1]。

廢水中所含氮、磷等營養(yǎng)成分往往不均衡。廢水水質(zhì)隨加工原油的性質(zhì)及工藝過程和方法不同而變化很大。正常生產(chǎn)排放的水質(zhì)與開、停工初期及檢修期間排放的水質(zhì)差別較大[2]。

2 石油化工廢水處理常用方法

在對(duì)石油化工排出廢水進(jìn)行處理時(shí)，通常需要添加化學(xué)試劑。目前，大多采用的就是化學(xué)技術(shù)、物理技術(shù)和生化處理技術(shù)。

2.1 化學(xué)技術(shù)

化學(xué)技術(shù)是指在石油化工廢水的處理過程中，添加化學(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。

2.1.1 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(jī)污染物、浮游生物和藻類等污染物成分[3]。

2.1.2 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(duì)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(jì)、最安全的處理廢水的目的[4]。

1）光催化氧化法。光催化氧化法是目前研究較多的一項(xiàng)高級(jí)氧化技術(shù)。所謂光催化反應(yīng)，就是在光的作用下進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)。光化學(xué)反應(yīng)需要分子吸收特定波長的電磁輻射，受激產(chǎn)生分子激發(fā)態(tài)，然后會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成新的物質(zhì)，或者變成引發(fā)熱反應(yīng)的中間化學(xué)產(chǎn)物。從而達(dá)到處理污水的目的，因此稱為光催化氧化。

2）濕式氧化法。濕式氧化法是使液體中懸浮或溶解狀有機(jī)物在油液香水存在的情況下進(jìn)行高溫高壓氧化處理的方法。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）。

3）臭氧氧化法。用臭氧氧化法處理廢水所使用的是含低濃度臭氧的空氣或氧氣。臭氧是一種不穩(wěn)定、易分解的強(qiáng)氧化劑，因此要現(xiàn)場制造。臭氧氧化法水處理的工藝設(shè)施主要由臭氧發(fā)生器和氣水接觸設(shè)備組成。

2.2 物理技術(shù)

2.2.1 吸附

指當(dāng)流體與多孔固體接觸時(shí)，流體中某一組分或多個(gè)組分在固體表面處產(chǎn)生積蓄的現(xiàn)象。

2.2.2 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(jī)物、多種離子和微生物，出水水質(zhì)穩(wěn)定可靠。

2.2.3 氣浮法

使懸浮物附著氣泡而上升到水面，從而分離水和懸浮物的水處理方法。也有使水中表面活性劑附著在氣泡表面上浮，從而與水分離，稱為泡沫氣浮法。

2.3 生化技術(shù)

2.3.1 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(dú)使用好氧生物處理較少，主要是與厭氧處理相結(jié)合。

2.3.2 厭氧處理

厭氧處理是一種生物過程，其對(duì)于許多工業(yè)設(shè)備所產(chǎn)生的高強(qiáng)廢水的預(yù)處理最為有效。厭氧過程利用自然生長的細(xì)菌將工業(yè)分流廢水中可生物降解的物質(zhì)分解。

3 廢水治理流程

3.1 廢水治理流程的選擇

在上文中已介紹過石油化工廢水處理常用的方法。煉油廠含油廢水的處理過程由四部分組成：隔油、氣浮、生物處理和后處理(如過濾等)。

在生物處理中，為了提高COD及NH3－N的去除率，有的煉油廠采用厭氧－好氧相結(jié)合的流程，即A－O流程。有的煉油廠還采用SBR或BSBR序批式活性污泥法[5]。

除含油廢水處理系統(tǒng)外，假定凈水一般直接排放。未被油污染的雨水通過雨水溝渠排放。含油雨水經(jīng)隔油后排放。循環(huán)水排污系統(tǒng)：此部分廢水可以不經(jīng)生物處理，只需經(jīng)隔油、氣浮和砂濾或混凝沉淀處理即可排放。如果循環(huán)水排污與其它含鹽污水合并組成含鹽廢水泵統(tǒng)，處理流程和含油廢水相似，只是處理后的廢水只能排放，不能回用。局部處理系統(tǒng)：如含硫廢水汽提，酸堿廢水中和等，該系統(tǒng)主要針對(duì)某種污染物進(jìn)行處理，然后排入其它系統(tǒng)。

除了上述廢水處理系統(tǒng)外，煉油廠廢水處理流程還包括污泥處理和處置及污油的回收。油泥、浮渣和剩余活性污泥一般分別經(jīng)濃縮、脫水后送綜合利用或焚燒。污油一般經(jīng)加熱脫水后回收。

3.2 廢水處理場(廠)的位置選擇及總體布置

煉油廠和石油化工廠廢水處理場(廠)的位置選擇，通常結(jié)合工廠總平面布置和排水工程的總體規(guī)劃統(tǒng)一確定。一般應(yīng)符合下列條件。

1)在工廠所在區(qū)域天然水體的下游；在夏季主導(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)側(cè)。

2)在廠區(qū)地形的低點(diǎn)，且不易受洪水淹沒；排水及交通方便。

3)與居民區(qū)或工廠辦公區(qū)應(yīng)有良好的隔離帶，留有擴(kuò)建的可能。廢水處理場(廠)的占地應(yīng)按遠(yuǎn)期規(guī)劃一次確定，分期建設(shè)。目前國內(nèi)煉油廠和石油化工廠廢水處理場(廠)(廢水量在300t以上的)一般占地面積為2～5hm2左右。

廢水處理場(廠)內(nèi)的總體布置包括平面布置和反向布置。對(duì)于所有的處理設(shè)備、構(gòu)(建)筑物、輔助設(shè)施、管道、道路和綠化，設(shè)計(jì)師首先要有一個(gè)總體的統(tǒng)籌考慮，不僅是要考慮工藝設(shè)備、管道的布置，同時(shí)還包括土建的基礎(chǔ)、管溝、管墩、管架的布置、儀表的設(shè)置、儀表電纜和動(dòng)力、照明電纜的布置、變配電設(shè)施。采暖通風(fēng)設(shè)施，地面排水設(shè)施，供水設(shè)施，消防設(shè)施以及防雷、防靜電設(shè)施等的綜合考慮。布置應(yīng)盡量緊湊協(xié)調(diào)，既要節(jié)省基建投資和運(yùn)行費(fèi)用，又要方便操作和維護(hù)，并且力求美觀[6]。

廢水處理裝置的布置，可按流程或操作單元分區(qū)。例如可分為：中和、調(diào)節(jié)、均質(zhì)區(qū)；隔泊、氣浮區(qū)；生物處理區(qū)；砂濾、活性炭后處理區(qū)；污泥處理區(qū)；污油回收區(qū)。各區(qū)的布置要求緊湊，做到塔器共平臺(tái)，池子共壁，管渠兼設(shè)。為節(jié)省能耗，廢水處理的高程布置十分重要，一般宜盡量減少提升，按重力流布置。應(yīng)充分利用地形，保證自流排水順暢。

管道布置應(yīng)避免迂回穿梭；宜采用管架敷設(shè)，并注意防凍設(shè)施。綠化面積應(yīng)不小于20%。從環(huán)保和衛(wèi)生的要求出發(fā)，所有處理的構(gòu)筑物宜采取密閉設(shè)施，特別是有揮發(fā)性污染氣體產(chǎn)生的池子，要加蓋板，防止空氣污染。對(duì)于衛(wèi)生條件較差的崗位，例如污泥貯存他、泥餅縮放場和污泥焚燒裝置等，宜盡量布置在廢水處理場(廠)的邊角隱蔽處，并設(shè)置邊門，以便污泥、泥餅及灰渣的輸送[7]。

[1]陳忠喜,鄧述波,夏福軍.橫向流除油器處理油田污水的研究[J].工業(yè)水處理,2001,21(1):31-33.

[2]王敏,楊昌柱,閆莉,等.波紋板聚結(jié)油水分離器的研究[J].交通環(huán)保,2004,25(1):26-28.

[3]張春霖,張旭軍.新型油水分離器在油田污水處理中的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)[J].石油化工環(huán)境保護(hù),2003,26(1):30-33.

[4]莊建遠(yuǎn),王國麗,翁維瓏.國外油氣田地面工藝技術(shù)發(fā)展動(dòng)向[J].石油規(guī)劃設(shè)計(jì),2003,14(1):45-53.

[5]王生春.聚丙烯中空纖維微孔膜在油田含油污水處理中的應(yīng)用[J].膜科學(xué)與技術(shù),1998,18(2):28.

[6]桑義敏,李發(fā)生,何緒文,等.含油廢水性質(zhì)及其處理技術(shù)[J].化工環(huán)保,2004,24(增):94-97.

[7]豐國斌.一種新型高效除油器的研制與應(yīng)用[J].工業(yè)用水與廢水,2003,34(5):69-72.