石化工业废水处理技术与工艺优化

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【摘 要】随着社会对石油需求量的日益增大，石油废水处理也逐渐成为环保行业研究的热点，同时因其具有毒性大、COD含量高和可生化性差的特点，使原普遍采用的“老三套”处理工艺，已不再能满足社会环境的需求，故开发新工艺、推广新技术、提高出水质量成为当前迫切的任务。国内目前针对石油废水处理工艺普遍采用的是“老三套”处理工艺，即“隔油-混凝-过滤”或“隔油-气浮-过滤”工艺。这些工艺组合主要是针对石油废水中的油和机械杂质进行分离处理，以实现污水回注和达到外排标准。而随着国家对排放标准的要求越来越严格，传统的工艺已无法满足其要求。未达标废水外排将在水体中形成油膜，阻碍空气中的氧进入水体，同时造成有机物的分解造成水体酸化、恶臭，造成水质恶化。因此，开发和推广深度处理的新工艺，成为人们关注和研究的热点，人们也在此基础上开发了生化处理和深度处理单元，包括SBR法、生物接触氧化法、氧化塘法、膜技术和氧化技术等，并取得良好的效果。

【关键词】石油废水；提高水质；推广处理新工艺

1 处理石油废水的意义

1）通过处理石油废水，可以减少常规生化处理过程的石化废水对生物毒性的影响，对急性毒性、遗传毒性和内分泌干扰活性等不同的毒性特征进行评价，并对生物毒性特征性污染物进行初i识别，可以为优先污染物的确定以及污染措施的制定提供参考依据。

2）石油废水评价与常规污染物浓度指标的结合，更为客观全面地反映出石化废水的污染特征，进一步证实了对石油废水进行优化处理的必要性。

3）对目前常用的石油废水处理技术进行研究，考察传统

处理模式的利弊，以便于处理工艺的改进，有利于石油废水处理效率的提高以及进一步的资源化回用。

4）为了可持续发展，节约能源，保护地球，我们的生活更加富足以及我们的子孙能够千秋万代而努力开发新技术来处理石油废水。

2 石油废水难处理原因

我国石化产业布局散乱，集中度不高，很多企业规模小，技术设备水平落后，环境风险极大。在松花江流域、长江流域、黄河流域、沿海区域均有分布更多有毒有害化学物质进入相关环境，产生各种综合污染现象和生物毒性（Kusui， 2000）。所谓生物毒性，指化学物质引起生物体机体损害的性质和能力。根据作用特点，可分为一般毒性和特殊毒性。一般毒性包括急性毒性、亚慢性毒性和慢性毒性；特殊毒性通常指致畸、致癌、致突变的所谓“三致”效应，从机理来看，致畸、致癌、致突变都与遗传物质的损伤有关，是遗传物质受到损伤从而导致的生殖细胞或体细胞的变化。另外，近年来，环境中一些具有类激素功能的化学物质引起较多的关注，研究者认为它们都是通过对生物体内分泌系统的干扰来发挥作用的，因而环境污染物的内分泌干扰活性也是一种需要深入研究的特殊毒性。石化废水造成环境的污染，近年来引发了较多的关注，但大多数研究都针对处理技术的改进和污染物浓度的控制。石化废水的生物毒性的研究资料相对较少，主要侧重于两类。一类是一些特征性污染物的毒理学研究。如PAHs，它被USEPA和EU列为优先控制污染物。目前对石化废水中的PAHs的浓度以及毒性效应进行了研究，并认为它表现出了遗传毒性。另外，受石化废水污染的土壤和水体的生态效应也引起关注，受到石化废水污染的土壤中化学物的致突变性进行了研究，国内外学者利用Ames实验、原噬菌体诱导试验和大型水蚤慢性毒性实验对石化废水污染的河床的生态毒理学特征进行了分析，对我国长江流域水体的有机物提取物进行研究，发现对大鼠细胞、生精细胞、间质细胞等具有损害作用，认为与长江流域石化废水的排放有较大关系。由此看来，石油废水污染及其影响非常大。

3 石油废水处理技术现状

我国石化企业众多，大多沿江沿河沿海分布，石化废水的排放对相关水域生态及人群健康具有潜在的负面影响。石化废水造成环境的污染，近年来引发了较多的关注我国石化企业众多，大多沿江沿河沿海分布，石化废水的排放对相关水域生态及人油开采废水中主要污染物是原油和悬浮物，为使其处理后能达到回注水质标准的要求，目前各油田采用的处理工艺大多为二段法，即除油除悬浮物注水并辅以防垢、缓蚀、杀菌等化学处理措施。

除油有重力除油：重力除油依靠油水的比重差通过油与水的自然分离实现除油效果。重力除油可去除废水中的浮油及大部分分散油达到初步除油的目的。从目前使用情况来看，重力除油的主要设备有立式除油罐、斜板式隔油池及粗粒化除油罐等。

混凝破乳除油：经一级重力除油后，浮油和大部分分散油已被去除，但是颗粒直径小的乳化油仍残留在水中，通常采用二级混凝破乳除油。

除悬浮物，石油开采废水中的悬浮物通过过滤工艺进行去除，油田通常采用的过滤罐分为压力式和重力式两种.由于压力式滤罐可在工厂预制，而且现场安装方便，占地少，生产中运行方便，所以在油田中 使用较多。压力式滤罐又分为立式和卧式两种，直径一般都不超过3m，卧式滤罐由于其过滤断面悬浮物负荷不易均匀，因而没有立式滤罐应用得广泛。压力滤罐一般都采用大阻力配水方式目前不少油田为保证出水水质而采用两级过滤处理，第一级为双层滤料过滤，滤料通常选用石英砂和无烟煤，第二级采用纤维素滤料进行精细过滤，以确保出水中的含油量、悬浮物浓度等达到回注水质要求。

4 新技术在处理石化废水中的应用

石化废水难处理，但也有一些研究人员开发了是有废水处理的新领域。如尹子洋本[1]文采用化学混凝-Fe2+/NaC10对石化废水的生化出水进行污染物处理研究。在实验研究的前期阶段，综合分析了石化废水的水质情况，并对石化废水进行了化学混凝预处理，然后通过正交实验，考察了各项影响因素对石化废水处理效果的影响，同时分析其机理，最后通过单因素控制实验，确定最佳的实验条件。

徐伟[2]石化废水的处理研究一直是环保领域研究的焦点和热点。石化废水COD浓度高、色度高、可生化性极差，并且含有有毒有害物，由于水质的特点，常规处理难以使其达标，深度处理技术的研究成为热点。以牡丹江某石油添加剂企业的石化废水为研究对象，探讨了生物强化微电解―Fenton 氧化联合工艺对石化废水进行深度处理的可行性以及工艺的最佳控制条件，为今后的实践运用提供了理论依据和指导。

周Z玲、席宏波[3]采用三维荧光光谱扫描技术分大型石化企业综合污水处理厂各处理单元（水解酸化+A/O+接触氧化工艺）进出水的荧光光谱特征。该处理工艺对荧光有机物的总去92%，同时其处理工艺具有较强的抗冲击荷能力。

李敬美[4]用生物膜复合工艺及深度处理工艺对活性污泥与生物膜复合工艺处理石化废水进行研究，以期为石化污水处理厂的技术改造提供依据. 活性污泥工艺为对照，主要考察了活性污泥与生物膜复合工艺对石化废水的处理效果、耐冲击负荷能力、污泥性能及溶解氧利用率等。结果表明，复合工艺对石化废水中CODcr的去除效果略好于活性污泥工艺，而对NH3-N的去除效果明显优于活性污泥工艺。另外，两种工艺对硫化物和油的去除效果类似。提高进水负荷时，复合工艺表现出较强的耐冲击负荷能力， 石化废水经复合工艺处理后，出水CODcr和油的浓度仍未达到GB8978-1996中的一级排放标准。

运用絮凝剂应用于石化废水处理石化炼油厂、石油化工厂生产过程产生的高浓度有机废水，含有乳化油、悬浮物、胶体和部分难降解有机物。其 BOD5/ COD 值较小，属较难生物降解的工业废水。为减少悬浮物对水处理设备的磨损和减少后续生化处理的负荷一般都要用混凝法去除废水中大部分的乳化油、悬浮物、胶体和部分难降解有机物。

运用气浮技术处理含油污水，气浮技术是在待处理水中通入大量的、高度分散的微气泡，使之作为载体与杂质絮粒相互粘附，形成整体密度小于水的浮体而上浮到水面，以完成水中固体与固体、固体与液体、液体与液体分离的净水方法[5]。气浮技术最早应用于矿冶工业。1905年，美国专利刊出了加压溶气技术；1907 年，H.Norris 又发明了喷射溶气气浮技术。目前国外在油田含油废水处理中广泛应用了气浮技术。我国中原油田，胜利油田等处理站都采用了叶轮浮选机。因此，气浮技术在油田污水处理中的应用前景良好。孙青亮[6]用水解酸化-缺氧-好氧工艺处理石化废水，以某典型石化污水处理厂进水为研究对象，参考污水厂采用的工艺，设计了水解酸化-缺氧-好氧一体式小试装置，通过试验研究确定了工艺最佳运行参数，并重点对水解酸化单元的优化进行了研究，同时对出水中的溶解性有机物进行了分级解析，研究成果为污水厂的提标改造和水解酸化-缺氧-好氧工艺在石化废水处理中的运行优化提供了技术支持。贺银莉[7]用好氧颗粒污泥结合共代谢方法处理石化废水。

处理石化废水一般多采用好氧与厌氧处理相结合的方法，很少单独采用好氧生物处理的方法，现将研究较多的好氧处理法介绍如下：

1）序批式间歇活性污泥法；

2）高效好氧生物反应器；

3）生物接触氧化；

4）膜生物反应器；

5）悬浮填料生物反应器。

厌氧颗粒化技术尚有一些缺点，如启动所需时间长、氮磷去除率低运行要求高的温度，一般不用于处理强度低的污水。一些研究者成功论证了在升流式厌氧污泥床中，采用厌氧颗粒污泥技术处理污水具有较大可行性并且去除效果较好。

【参考文献】

[1]尹子洋.化学混凝-亚铁与次氯酸钠处理石化废水实验研究[J].2015（5）.

[2]徐伟.石化废水处理过程中荧光有机物变化特征及去除效果[J].2014（3）.

[3]周Z玲，席宏波.石化废水的活性污泥一生物膜复合工艺及深度处理研究[J].

[4]李敬美.期絮凝剂应用于石化废水处理的研究进展[J].2012.

[5]李俊.气浮技术用于含油污水处理的研究进展[J].2015.

[6]孙青亮.水解酸化-缺氧-好氧工艺处理石化废水的实验研究[J].2015（5）.

[7]贺银莉.好氧颗粒污泥结合共代谢处理石化废水的研究[J].2011（5）.