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)計院，天津 300193）

長久以來，石油化工廠排出廢水的處理是個世界性的綜合難題，這是因為該廢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，對于特殊廢水應(yīng)有針對性地進行治理。

1 石油化工廢水的分類及特點

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

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與無機組分。其中可溶解的無機組分主要是硫化氫、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

在對石油化工排出廢水進行處理時，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，這樣可以達到最有效、最經(jīng)濟、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高級氧化技術(shù)。所謂光催化反應(yīng)，就是在光的作用下進行的化學(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物在油液香水存在的情況下進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

指當流體與多孔固體接觸時，流體中某一組分或多個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，其對于許多工業(yè)設(shè)備所產(chǎn)生的高強廢水的預(yù)處理最為有效。厭氧過程利用自然生長的細菌將工業(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)主要針對某種污染物進行處理，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，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，留有擴建的可能。廢水處理場(廠)的占地應(yīng)按遠期規(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)計師首先要有一個總體的統(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)省基建投資和運行費用，又要方便操作和維護，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，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)用實驗[J].石油化工環(huán)境保護,2003,26(1):30-33.

[4]莊建遠,王國麗,翁維瓏.國外油氣田地面工藝技術(shù)發(fā)展動向[J].石油規(guī)劃設(shè)計,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.