煉油廢水處理現(xiàn)狀及新工藝研究

劉芝芳

(貴州楚天環(huán)保有限公司，貴州 貴陽 550000)

1 背景概述

煉油廢水主要來源于原油蒸餾、重質(zhì)油裂化蒸餾以及一些餾分精制的生產(chǎn)過程。煉油廢水在水質(zhì)和水量上都是極為不固定的。水質(zhì)而言，由于石油煉制所使用的原油來源有所不同，煉制過程中所包含的雜質(zhì)也是形態(tài)各異，而且不同的煉制程序也會導致不同種類污染物的產(chǎn)生。就水量而言，石化產(chǎn)品生產(chǎn)過程中使用的生產(chǎn)用水、蒸汽、冷卻用水都是影響水量的因素。一般而言，煉油廢水的污染物除了一般有機物以外，還主要包括有氨氮、油脂、硫化物、酚類等。其特點體現(xiàn)在:

(1)除了包含一般有機物之外，其它的主要污染物還有氨氮、油脂、硫化物、酚類等，它們的COD 含量很高，難以被降解的物質(zhì)多。廢水的酸堿性變化較大，這主要是受到了堿渣廢水和酸洗水的影響。

(2)污水產(chǎn)生量極大，廢水組分復雜，以烴及其衍生物為主的有機物含量頗高，除此以外，還包含多種重金屬。

(3)大小在100 到1000 納米的微小油珠極易被疏水固體和表面活性劑包圍，從而產(chǎn)生乳化油，這些穩(wěn)定懸浮在水中的乳化油無法使用靜置法從廢水里面分離。而直徑大于100 微米的懸浮狀可浮油，因為油水之間存在的密度差而得以從水中分離。

(4)油類污染物一旦排入水中便會產(chǎn)生分子膜，從而使水體的水質(zhì)遭到污染，導致水中溶解氧(DO)含量降低，進一步生產(chǎn)二氧化碳，形成碳酸，導致整個水體的PH 值降低，渾濁程度進一步增加。

煉油廢水產(chǎn)量巨大，如果可以對其進行回收利用，不僅可以避免對水質(zhì)產(chǎn)生的嚴重污染，還能夠節(jié)約水資源，降低煉油企業(yè)的所需要支付的昂貴水費。因此，如何經(jīng)濟、有效地對煉油廢水進行處理、回收再利用是不僅是煉油企業(yè)關(guān)注的問題，也是構(gòu)建節(jié)約社會，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重點。

2 煉油廢水處理現(xiàn)狀

2.1 常規(guī)處理工藝

上世紀七八十年代以前，全國各地的煉油廠把生產(chǎn)產(chǎn)生的廢水僅做簡單處理，甚至不處理就直接排放，為了降低影響，這些煉油企業(yè)都建在比較偏遠的郊區(qū)、荒灘。這種排出的廢水水質(zhì)極差，無法應用于循環(huán)水系統(tǒng)。

圖1 榆林煉廠廢水處理工藝流程

90年代以來，全世界范圍內(nèi)出現(xiàn)了缺水危機，而且世界環(huán)境保護組織也對環(huán)境保護提出了嚴格的要求，才使得各煉油企業(yè)逐漸開始重視和加強煉油廢水的處理。當前我國大部分煉廠都是采用多級處理來處理煉油廢水。這種多級處理裝置包括格柵、調(diào)節(jié)罐、隔油、中和、一，二級氣浮、生化、沉淀、混凝反應、混凝沉淀以及過濾等工藝流程。

上述工藝具有處理費用低，出水可直接進入循環(huán)水系統(tǒng)等優(yōu)點，所以被大部分煉油廠使用。但是該工藝也存在諸多不足之處，例如，為了使得處理后廢水達標，投放了多種藥劑，處理以后的廢水對藥劑的依賴性大，還有粘泥、結(jié)垢和微生物腐蝕等問題。這些都是煉油廠處理廢水時需要考慮的問題。

2.2 現(xiàn)有處理技術(shù)面臨的主要問題

隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，環(huán)境問題愈顯突出，對企業(yè)的排水要求也更高。另一方面，隨著原油的不斷開發(fā)，重質(zhì)油的產(chǎn)量隨之減少，原油密度、粘度、硫含量、酸值都進一步增加。這些原油煉制的廢水對傳統(tǒng)的廢水處理流程提出了大的考驗。主要表現(xiàn)在:(1)高濃度含硫廢水使得廢水處理場進水中揮發(fā)酚濃度、COD、氨氮濃度顯著提高，廢水有機胺含量增加，并在處理過程中水解，形成NH3－N。(2)電脫鹽設備排水的乳化現(xiàn)象嚴重，油含量、COD、鹽含量均明顯增加，可生化性下降，這些都將對除油和生化處理單元的運行效果產(chǎn)生影響。(3)廢水處理場進水水質(zhì)波動、水質(zhì)差，高濃度廢水沖擊頻繁，影響達標穩(wěn)定性。最后一個問題是清凈廢水不能達標，煉油行業(yè)中存在一個專有名詞就是“假定凈水”。一直以來都是對“假定凈水”進行直接排放的，但是隨著處理后的廢水有很高比重是作為循環(huán)水系統(tǒng)的補給水，導致循環(huán)水系統(tǒng)的外排水中COD 含量超過，無法達到廢水排放新標準的水質(zhì)要求。另外，部分煉油企業(yè)使用的源水為硬度、堿度高的地下水，為保證廢水達到工業(yè)用水的要求，廢水處理工藝中選擇反滲透脫鹽技術(shù)，加入的各種藥劑使得濃縮水的COD 超過150mg/L，甚至200mg/L，造成外排水質(zhì)遠遠不能達標。

3 煉油廢水處理新工藝

3.1 O3/UV 高級氧化法

所謂O3/UV 高級氧化法，就是在紫外光作用下完成的光化學反應過程。利用這種高級氧化法處理技術(shù)，可以在偏堿性的環(huán)境中有效降低廢水中的COD，而且隨著廢水中臭氧濃度的增大，廢水中對COD 的去除效果越發(fā)明顯。這種方法主要是替代傳統(tǒng)工藝之中電脫鹽設備排水所造成的乳化現(xiàn)象，有效降低廢水中的COD。

雖然利用這種方法處理煉油廢水的效果得到了明顯的提高，但處理工藝成本也是隨之增加的，在這種條件下仍單純使用高級氧化法來降低廢水的COD 就沒有經(jīng)濟價值了。所以，實際生產(chǎn)中，一般采用O3/UV 高級氧化法進行適度處理，提高廢水的可生物降解性以后，再使用其他的生物化學方法來進一步降低廢水的COD，以達經(jīng)濟高效的目的。

3.2 增加渦凹氣浮和曝氣生物濾池二次生化

最近幾年來，除了大力推進廢水處理新技術(shù)的開發(fā)，對傳統(tǒng)處理裝置的改進也是按部就班地進行著。對煉油廢水處理有著性能提升的措施有增加渦凹氣浮，對傳統(tǒng)處理裝置的改進之后就可以保證生化進水中含油質(zhì)量分數(shù)低于20mg/L，同時使活性污泥處于高效降解狀態(tài)。增加的一級渦凹氣浮(生產(chǎn)廠商為美國麥王公司)，具有占地面積小，運行效率高等優(yōu)點，加強了廢水中油的含量，對生化進料的質(zhì)量提供有效保障。

另一個有效的改進措施是引入曝氣生物濾池二次生化設施，目的是降低生化出水中各污染物的含量，增加廢水的回收再利用。具體操作是在裝置二沉池出水增加曝氣生物濾池深度處理設備，有機污染物借助于附著在陶粒上的微生物得以去除，進一步改善裝置出水的質(zhì)量。另外應對裝置來水污染物含量高，腐蝕嚴重等特點，裝置中的大部分潛水泵都使用離心泵替換，因為離心泵具有更高的運行效率，容易維修，這也降低了機泵的返修比例，使得裝置效率得以提升。

4 總結(jié)與展望

煉油廢水的性質(zhì)千差萬別，組分復雜，廢水的指標值也很大，僅利用物理、物理化學或者化學處理方法獲得的效果都不夠明顯;最有效的處理工藝是結(jié)合這三類方法的綜合處理法，可以獲得各自的優(yōu)點，形成多級處理工藝，提升處理效果。一些煉油廢水處理新工藝的不斷創(chuàng)新和應用，有效地提高了廢水處理設備的運用效率，大大提高了水的利用效率。

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