石化工業廢水處理技術與工藝優化

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保行業研究的熱點，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境的需求，故開發新工藝、推廣新技術、提高出水質量成為當前迫切的任務。國內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械雜質進行分離處理，以實現污水回注和達到外排標準。而隨著國家對排放標準的要求越來越嚴格，傳統的工藝已無法滿足其要求。未達標廢水外排將在水體中形成油膜，阻礙空氣中的氧進入水體，同時造成有機物的分解造成水體酸化、惡臭，造成水質惡化。因此，開發和推廣深度處理的新工藝，成為人們關注和研究的熱點，人們也在此基礎上開發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、膜技術和氧化技術等，并取得良好的效果。

【關鍵詞】石油廢水；提高水質；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、遺傳毒性和內分泌干擾活性等不同的毒性特征進行評價，并對生物毒性特征性污染物進行初歩識別，可以為優先污染物的確定以及污染措施的制定提供參考依據。

2）石油廢水評價與常規污染物濃度指標的結合，更為客觀全面地反映出石化廢水的污染特征，進一步證實了對石油廢水進行優化處理的必要性。

3）對目前常用的石油廢水處理技術進行研究，考察傳統

處理模式的利弊，以便于處理工藝的改進，有利于石油廢水處理效率的提高以及進一步的資源化回用。

4）為了可持續發展，節約能源，保護地球，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新技術來處理石油廢水。

2 石油廢水難處理原因

我國石化產業布局散亂，集中度不高，很多企業規模小，技術設備水平落后，環境風險極大。在松花江流域、長江流域、黃河流域、沿海區域均有分布更多有毒有害化學物質進入相關環境，產生各種綜合污染現象和生物毒性（Kusui， 2000）。所謂生物毒性，指化學物質引起生物體機體損害的性質和能力。根據作用特點，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，從機理來看，致畸、致癌、致突變都與遺傳物質的損傷有關，是遺傳物質受到損傷從而導致的生殖細胞或體細胞的變化。另外，近年來，環境中一些具有類激素功能的化學物質引起較多的關注，研究者認為它們都是通過對生物體內分泌系統的干擾來發揮作用的，因而環境污染物的內分泌干擾活性也是一種需要深入研究的特殊毒性。石化廢水造成環境的污染，近年來引發了較多的關注，但大多數研究都針對處理技術的改進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，主要側重于兩類。一類是一些特征性污染物的毒理學研究。如PAHs，它被USEPA和EU列為優先控制污染物。目前對石化廢水中的PAHs的濃度以及毒性效應進行了研究，并認為它表現出了遺傳毒性。另外，受石化廢水污染的土壤和水體的生態效應也引起關注，受到石化廢水污染的土壤中化學物的致突變性進行了研究，國內外學者利用Ames實驗、原噬菌體誘導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毒理學特征進行了分析，對我國長江流域水體的有機物提取物進行研究，發現對大鼠睪丸細胞、生精細胞、間質細胞等具有損害作用，認為與長江流域石化廢水的排放有較大關系。由此看來，石油廢水污染及其影響非常大。

3 石油廢水處理技術現狀

我國石化企業眾多，大多沿江沿河沿海分布，石化廢水的排放對相關水域生態及人群健康具有潛在的負面影響。石化廢水造成環境的污染，近年來引發了較多的關注我國石化企業眾多，大多沿江沿河沿海分布，石化廢水的排放對相關水域生態及人油開采廢水中主要污染物是原油和懸浮物，為使其處理后能達到回注水質標準的要求，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，重力除油的主要設備有立式除油罐、斜板式隔油池及粗粒化除油罐等。

混凝破乳除油：經一級重力除油后，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制，而且現場安裝方便，占地少，生產中運行方便，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荷不易均勻，因而沒有立式濾罐應用得廣泛。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行精細過濾，以確保出水中的含油量、懸浮物濃度等達到回注水質要求。

4 新技術在處理石化廢水中的應用

石化廢水難處理，但也有一些研究人員開發了是有廢水處理的新領域。如尹子洋本[1]文采用化學混凝-Fe2+/NaC10對石化廢水的生化出水進行污染物處理研究。在實驗研究的前期階段，綜合分析了石化廢水的水質情況，并對石化廢水進行了化學混凝預處理，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保領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，由于水質的特點，常規處理難以使其達標，深度處理技術的研究成為熱點。以牡丹江某石油添加劑企業的石化廢水為研究對象，探討了生物強化微電解—Fenton 氧化聯合工藝對石化廢水進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和指導。

周璟玲、席宏波[3]采用三維熒光光譜掃描技術分大型石化企業綜合污水處理廠各處理單元（水解酸化+A/O+接觸氧化工藝）進出水的熒光光譜特征。該處理工藝對熒光有機物的總去92%，同時其處理工藝具有較強的抗沖擊荷能力。

李敬美[4]用生物膜復合工藝及深度處理工藝對活性污泥與生物膜復合工藝處理石化廢水進行研究，以期為石化污水處理廠的技術改造提供依據. 活性污泥工藝為對照，主要考察了活性污泥與生物膜復合工藝對石化廢水的處理效果、耐沖擊負荷能力、污泥性能及溶解氧利用率等。結果表明，復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。提高進水負荷時，復合工藝表現出較強的耐沖擊負荷能力， 石化廢水經復合工藝處理后，出水CODcr和油的濃度仍未達到GB8978-1996中的一級排放標準。

運用絮凝劑應用于石化廢水處理石化煉油廠、石油化工廠生產過程產生的高濃度有機廢水，含有乳化油、懸浮物、膠體和部分難降解有機物。其 BOD5/ COD 值較小，屬較難生物降解的工業廢水。為減少懸浮物對水處理設備的磨損和減少后續生化處理的負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物。

運用氣浮技術處理含油污水，氣浮技術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]。氣浮技術最早應用于礦冶工業。1905年，美國專利刊出了加壓溶氣技術；1907 年，H.Norris 又發明了噴射溶氣氣浮技術。目前國外在油田含油廢水處理中廣泛應用了氣浮技術。我國中原油田，勝利油田等處理站都采用了葉輪浮選機。因此，氣浮技術在油田污水處理中的應用前景良好。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水為研究對象，參考污水廠采用的工藝，設計了水解酸化-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，并重點對水解酸化單元的優化進行了研究，同時對出水中的溶解性有機物進行了分級解析，研究成果為污水廠的提標改造和水解酸化-缺氧-好氧工藝在石化廢水處理中的運行優化提供了技術支持。賀銀莉[7]用好氧顆粒污泥結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合的方法，很少單獨采用好氧生物處理的方法，現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）高效好氧生物反應器；

3）生物接觸氧化；

4）膜生物反應器；

5）懸浮填料生物反應器。

厭氧顆粒化技術尚有一些缺點，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處理污水具有較大可行性并且去除效果較好。

【參考文獻】

[1]尹子洋.化學混凝-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合工藝及深度處理研究[J].

[4]李敬美.期絮凝劑應用于石化廢水處理的研究進展[J].2012.

[5]李俊.氣浮技術用于含油污水處理的研究進展[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.好氧顆粒污泥結合共代謝處理石化廢水的研究[J].2011（5）.

[責任編輯：侯天宇]