石油化工廢水處理技術研究進展

崔新悅，李偉鋒(.西門子能源有限公司，北京 0000；.中工國際工程股份有限公司，北京 00080)

0 引言

石油化工產業與國家經濟發展、能源安全等存在較大關聯，在社會發展中具有重要地位。為了保證國家經濟建設的順利發展，必須積極進行石油化工產業的協調發展。石油化工主要以石油為原料，借助精煉、分餾、合成、裂解等手段完成加工，生產環節中會產生大量的廢水。廢水中污染物濃度較高、難降解、水量波動較大，對環境發展具有極為惡劣的影響。隨著水資源的緊缺、大眾環保意識的提升，石油化工廢水處理技術逐漸成為當下研究熱點。

1 物理法處理石油化工廢水

1.1 膜分離

膜分離技術，主要借助功能膜完成介質分離處理，從而實現液體、氣體的分離純化處理，屬于新時期的高新技術，包括微濾、納濾、滲透等，可快速完成廢水色度的脫除，并及時進行離子、有機物、微生物等方面的分離。該技術在液體濃縮、分離等領域極具優勢，膜分離過程一般不會存在明顯的相變，且一般是在常溫下操作，分離設備簡單、操作流程清晰，具有出水水質穩定的優勢，同時裝置占地面積小，可借助自動化完成裝置操作。該方法的弊端是投資金額大、污水處理量較為有限。

李航宇等人借助超濾膜加反滲透膜的雙膜法，進行了石油化工廢水的中試分析，整個系統具有良好的穩定性，處理效果較為穩定，產水率高達90%，出水SDI低于3，但電導率的去除效果較差，出水水質可滿足石化行業的生產要求。

1.2 物理隔油

石油化工廢水處理技術中，物理隔油是廢水處理中最為常規的方式。一般需在專業化隔油池中完成處理。及時將石油化工廢水注入隔油池，進行污染物沉淀。但是不同隔油池的處理效果有所差異，耿世鎖等人經過研究后發現，隔油池采用斜板形式處理，與常規屏樓隔油池相比，作業效果較好。呂炳南等人在石油廢水處理分析中提出，及時進行隔油池的改造處理，可穩定提高石油化工廢水的處理能力，降低廢水中污染物含量，含油量降低到10～15mg/L，可保證石油化工廢水處理技術等滿足最終要求，優化效果較好。

1.3 氣浮法處理石油化工廢水

石油化工廢水處理技術中，氣浮法主要是借助微小氣泡進行廢水內部懸浮物的吸附處理。石油化工廢水處理中，絮凝后，內部會含有大量的懸浮固體顆粒，借助氣浮法便可完成石油化工廢水的處理，懸浮物比例會有所下調，從而深層次進行廢水污染物的處理。陳衛瑋等人借助渦凹氣浮系統完成了石油化工廢水的處理，處理后，污染物可有效去除，實現污水處理能力的提升。朱東輝等人研究后發現，廢水處理中可借助旋切氣浮法進行處理，可快速去除廢水中的廢油類物質，提高了處理效率。肖坤林等人借助單級氣浮技術、多級板式塔技術結合的方法，建立了兩級氣浮處理裝置，該技術可快速完成廢水中含油量的控制，達到廢水處理技術升級的新目標。

1.4 吸附法處理石油化工廢水

石油化工廢水的處理中，吸附法是較為常見的方法。該方法主要借助活性炭完成污染物的吸附，從而確保污染物含量得到有效控制。一般情況下，吸附法需要結合絮凝法、氧化法共同使用，可保證廢水中的污染物去除效率明顯增加。需引起重視的是，活性炭的使用可能會導致二次污染，增加污水處理難度。新時期，社會快速發展，諸多吸附材料逐漸出現在市場中，合理降低了二次污染程度。季凌等人借助纖維活性炭技術完成了石油化工廢水的吸附處理，試驗結果表明，活性炭在廢水處理中使用較為受限，對部分污染物無法起到良好的去除作用，可考慮活性炭結合其他物質共同使用，以期提高廢水處理效率。

2 生物法處理石油化工廢水

當代生物科學技術的發展較為迅速，在石油化工廢水中具有較為廣泛的應用。生物法進行石油化工廢水處理期間，一般是借助微生物完成處理，以期降低石油化工廢水中的好氧、厭氧生物。

2.1 降低好氧生物含量

石油化工廢水處理技術中，好氧生物處理技術是廢水處理技術中較為常見的方法。應用中，需結合廢水中污染物種類、污染物含量等進行分析。比序批式間歇活性污泥去污方法具有良好效果，可快速去除廢水中的好氧生物。彭永臻等人的研究表明，連接兩個活性泥去污系統，并在不同階段加入合適的試劑，便可有效提升廢水處理效率。此外，借助生物接觸氧化法，可在生物濾池基礎之上進行合理處理，屬于新興生物膜法。該方法包括生物濾池、活性污泥兩種方法的優點，適應變化能力較高，一般不會出現污泥碰撞問題。且占地小、污泥產量低、處理方式極為靈活，在工程操作中較為適用。但是該方法不適合于高負荷條件，必須考慮防堵塞問題，需避免后生動物瞬時大塊脫落的負面作用，可能會影響出水水質，如輪蟲類。

2.2 降低厭氧生物含量

石油化工廢水中厭氧生物處理成本較低，同時，厭氧生物處理后，還可將其產物當作能源進行使用。主要操作原理是，針對厭氧生物進行培養，確保石油化工廢水中的厭氧生物逐步降解、發酵。工程實踐中，厭氧生物種類不同、含量不同，相應的處理手段也會有所差異。最終處理方法的選擇需結合實際情況方可確定。

2.3 組合工藝分析

考慮到石化廢水中的污染物種類較多，包括生物抑制物質，且水質極為復雜，僅采用好氧處理或厭氧處理可能無法滿足工業需求。為了保證廢水達到排放標準，可合理結合上述兩種工藝方法。鄒茂榮等人借助水解酸化、好氧生物處理、曝氣生物濾池聯用的HOBAF方法，可明顯提升廢水處理效率，出水水質良好，氨氮去除率高達73.4%、油和硫化物的去除率高達90%。陳美榮等人采用“缺氧-兼氧-好氧”的二級生物處理工藝，缺氧借助水解酸化處理，好氧采用接觸氧化法，運行效果良好，可應用于石化廢水的處理。

3 化學法處理化工廢水

化學法進行廢水處理中，主要原理是借助化學反應使得廢水中的污染物得到去除、轉化。該方法的優勢在于，比生物法處理效果更優，且可控性強，在廢水處理中可隨時進行有效監測。

3.1 臭氧化處理石化廢水技術

該方法在當下工業中具有較為廣泛的應用，包括環境治理、化工工業等方面。臭氧化廢水處理技術主要借助臭氧當做氧化劑，針對廢水進行凈化、消毒處理。該項技術應用后，可快速降低廢水中金屬離子等污染物的含量，與其他去污技術相比更具優勢。

3.2 化學沉淀法處理石化廢水技術

該方法處理廢水污染物是較為傳統的模式。主要原理是：將可溶性化學試劑添加到廢水當中，保證其與廢水中的無機污染物發生化學反應，反應生成沉淀物。及時在污水中進行沉淀物的分離，可保證污水得到快速凈化。

3.3 其他氧化法處理石化廢水技術

當下，存在一些較為新穎的廢水處理方法，對廢水中有機物的去除具有良好效果。該方法主要原理是，借助強氧化劑使廢水中的污染物得到快速分解，保證其降解成簡單的無機物，同時還可保證污染物被氧化成為不溶于水的物質，分離后使廢水得到凈化。

(1)光氧化。當水樣內部存在氧化劑、半導體粉末催化劑的情況下，外界光照射后，可促進形成多種自由基、活性基，從而保證水中有機物得到高效分解。包括光化學氧化、光催化氧化。后者在不飽和有機物、芳烴類化合物的降解處理中更具處理優勢，反應穩定、條件吻合，不會形成二次污染。對廢水處理不會存在明顯的選擇性，人工光源、日光等均可應用于光解處理，合理聯合其他技術，便可提高該方法應用的合理性，該技術的主要發展方向包括光電催化氧化、光熱催化氧化。影響因素包括光照強度、酸堿度、氧氣濃度等。

(2)濕式氧化。該方法包括濕式空氣氧化(WAO)、催化濕式氧化(CWO)。其中WAO技術一般是高溫高壓條件下進行，借助空氣、純氧系統當做氧化劑，及時進行有機物的氧化分解處理，保證其逐步分解為小分子有機物，在毒害作用較強的污染物、高濃度污染物、難降解污染物中較為適用。具有壓力溫度穩定性高，反應速度快、處理效率高、二次污染問題小的優勢，同時還可進行能量、物料方面的回收。CWO主要是高溫高壓、催化劑環境下，及時將有機物進行氧化分解，分解產物一般是二氧化碳、水、氮氣等無害物質。該方法具有WAO的優勢，同時還具有反應時間更短、轉化效率更高的優勢，但催化劑活性、環境酸堿度等影響作用較大。

3.4 絮凝法處理石化廢水技術

石化廢水處理技術中，絮凝法是較為常見的方法，其主要工作原理：借助絮凝劑破壞膠體中的穩態性，并逐步形成絮凝狀物質，從而保證石化廢水得到凈化處理。該方法使用中，可快速去除石化廢水中的有機物。工程項目使用中，需合理控制絮凝劑的用量，要結合具體情況進行選擇，規避絮凝劑用量不當等導致的負面影響。

4 結語

為符合節約資源、保護環境，“人與自然和諧發展”的要求，石油化工企業必須重視石油廢水的處理。一是盡量推廣清潔生產。從源頭出發進行管理，開展循環經濟，降低污染物產生比例。二是開展廢水資源分類處理。將污染程度較低的水，如中水、鍋爐水等，進行回收處理，力求提高水資源重復利用率。三是強化末端治理。對無回收價值的廢水，采用經濟高效的處理方法，確保達標排放。實際應用中，必須加強多種措施，綜合治理。如采用隔油、絮凝、吸附等多種方法的結合，保證組合后達到高效實用的目標。一般采用物化法進行預處理，厭氧加好氧進行二級處理，回收后要再次進行吸附、膜分離處理。業內相關人員要積極進行高效、經濟、節能技術的研發，保證不同工藝的有效結合，這也是石油化工廢水處理技術的未來發展方向。