石油化工廢水處理技術(shù)及有效運用研究

陳曉峰 陳文茜 李蕓

摘 要： 針對石化廢水的處理工藝技術(shù)從物理法處理技術(shù)、化學法處理技術(shù)以及生化法處理技術(shù)三個方面分別進行了詳細的介紹，并集中針對最為常用和有效的生化處理工藝中的A/O處理工藝進行了詳細的闡述，對其反應(yīng)機理和處理效果進行了一定的概述。

關(guān) 鍵 詞：石油化工;廢水處理技術(shù);運用

中圖分類號：X 703 文獻標識碼： A 文章編號： 1671-0460（2015）06-1371-03

Research on Petrochemical Wastewater

Treatment Technologies and Their Application

CHEN Xiao-feng， CHEN Wen-qian， LI Yun

（Xinjiang Institute of Light Industry Technology，Xinjiang Urumqi 830021，China）

Abstract： The treatment technology of petrochemical wastewater was introduced from three aspects of physical treatment technology， chemical treatment technology and biological treatment technology， and the A/O process in the biological treatment technology was discussed， its reaction mechanism and treatment effect were analyzed.

Key words： Petrochemical industry; Wastewater treatment technology; Application

石油和化工行業(yè)作為我國發(fā)展規(guī)模較大的一類產(chǎn)業(yè)在生產(chǎn)的過程中會產(chǎn)生大量的廢水，如果將這些廢水直接排放會對環(huán)境造成嚴重的污染，因此需要經(jīng)過處理后達標排放[1]。針對這一類污水的處理工藝有許多，處理的效果也不盡相同，本文就針對這些處理技術(shù)及其運用進行如下的論述。

1 物理法處理技術(shù)

1.1 吸附法

吸附法是最簡單的一種物理處理方法，通常借助于吸附劑，常見的吸附劑為活性炭，利用的是活性炭的多孔特性將石化廢水中的一些污染物質(zhì)吸附在活性炭的固體表面，能夠?qū)U水中色度和臭味去除。但是這種處理方法的成本造價相對較高，需要定期地對活性炭進行更換，因此在實際的處理工藝中經(jīng)常將其與生化法進行有效結(jié)合共同使用[2]。

1.2 氣浮法

這種方法是借助于高濃度分散狀態(tài)下由氣浮機制造產(chǎn)生大量的微小氣泡，這些氣泡會作為載體將石化廢水中的一些懸浮物質(zhì)進行粘附，例如石化廢水中經(jīng)常會有大量的油分，這些油分由于量比較大，不容易主動上浮到水面，需要借助于氣泡進行上浮來實現(xiàn)分離的目的。此外，這種處理方法也能夠處理石化廢水中一些具有疏水性的固體懸浮物。采用氣浮技術(shù)進行石化廢水的處理時，通常會結(jié)合其他的處理工藝，放在絮凝和隔油兩項操作之后來進行。

1.3 膜分離技術(shù)

這種處理技術(shù)包括：超濾、微濾和反滲透等，采用這種技術(shù)能夠?qū)U水中的臭味和色度有效去除，同時還能夠去除水中存在的有機物、多種離子和微生物，相比于其他的處理方法，采用膜分離技術(shù)的處理效果相對更好，出水的COD值和懸浮物值都比較低，但是采用這種方法的造價非常高，需要定期對膜片進行清洗，同時膜片還有一定的使用壽命，需要定期進行更換，這點上和活性炭處理工藝非常類似。

1.4 離心法

這種處理方法通常需要借助于離心機實現(xiàn)油水的分離，處理的主要原理是油與水的密度是不同的，通過離心作用可以實現(xiàn)有效的分離，油密度小，較輕，會浮在水的表面，當前市場中銷售的離心機主要有臥式和立式兩種[3]，從總體上來看這項設(shè)備的結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，運行后期的維護工作非常困難，不利于操作和維修，因此國內(nèi)一般不會采用這種方法進行石化廢水的處理。

1.5 高壓電場法

這種方法相對來說不是十分常用，主要的工作原理是在電場的作用下，廢水中的油滴會受到電場力的作用相互產(chǎn)生吸引或排斥，小油滴會在水中相互碰撞，通過這種相互的碰撞后，小油滴會結(jié)合變成體積較大的油滴，大的油滴會受到水的浮力作用上浮至水的表面，最終實現(xiàn)油水的分離。這種方法需要大量的電能，所以在處理成本上相對較高，同時處理的效果也不是十分理想，對于水中的色度、臭味等不能實現(xiàn)很好的去除，還需要輔助其他的工藝進行二次處理。

1.6 電解磁化法

和上一種一樣，這種方法同樣也不是十分常用，采用這種方法需要向石化廢水中投入大量的電解質(zhì)，以此來提升水中的導(dǎo)電性，然后在借助電子裝置將整個水體轉(zhuǎn)換成一個大的磁流體[4]，進而對水中的微小油滴產(chǎn)生破壞，增強油滴的聚結(jié)能力，之后小的油滴聚結(jié)在一起成為大油滴受水的浮力作用上浮至水的表面達到油水分離的目的。這種方法需要投入大量的電解質(zhì)，所以處理成本也比較高，同時處理效果也不是十分理想，同樣只能當作預(yù)處理工藝輔助其他處理工藝進行廢水的處理。

2 化學法處理技術(shù)

2.1 氧化法

2.1.1 濕式氧化

這種方法又包括催化氧化和空氣氧化。前一種方法主要是通過催化劑的作用，在高壓和高溫的反應(yīng)條件下將水中的污染物氧化生成水、二氧化碳和氮氣等無污染的物質(zhì)，這種方法的反應(yīng)時間短，同時轉(zhuǎn)化率比較高，但是受水中酸堿度和催化劑自身活性的影響比較大。而后一種方法就是在高溫、高壓的條件下，通過空氣中的氧分子來實現(xiàn)對污水中污染物的氧化，這種方法經(jīng)常應(yīng)用于一些難降解的有機污染物。

2.1.2 臭氧氧化

這種方法處理后不會產(chǎn)生污泥和二次污染，因此具有很好的清潔性，但是這種處理工藝的成本比較高，同時對于廢水的處理量也不是十分大，因此經(jīng)常用于一些小型規(guī)模的石化廢水處理過程中。

2.1.3 光催化氧化

這種方法是借助于氧氣、雙氧水和光的作用來實現(xiàn)對污染物的氧化過程。

2.2 絮凝法

采用絮凝法就是石化廢水中投加入絮凝劑PAC（聚合氯化鋁），在絮凝劑的作用下廢水中的微小油滴會發(fā)生碰撞或聚集，形成絮體，之后生成會沉淀達到油水分離的目的。采用這種方法對于石化廢水中的有機污染物、浮游生物、藻類、濁度和色度等都有著很好的去除效果。在采用絮凝法進行污水處理時經(jīng)常還會向其中加入一些助凝劑（PAM），以起到促進污染物絮凝的效果。

3 生化法處理技術(shù)

生化處理技術(shù)是現(xiàn)如今多數(shù)污水處理廠經(jīng)常采用的工藝，無論是對于生活污水還是工業(yè)廢水的處理都應(yīng)用的十分廣泛[5]，這種處理方法相比于其他的處理方法來講，具有處理量大、處理效果好、運行管理簡單、運行成本低等特點。圖1為某污水處理廠處理石化廢水的工藝流程圖。

圖1 工藝流程圖

Fig.1 Process flow diagram

最為常見的生化法就是活性污泥法，這種方法主要是借助于活性污泥中的一些微生物對污染物的分解來實現(xiàn)水中污染物的去除，同時還會輔以一些化學的手段，形成一套系統(tǒng)的、規(guī)?；奶幚砹鞒?。常見的活性污泥法處理工藝包括：A2/O法、A/O法、UASB法、SBR法等，下文以A/O為例介紹采用該工藝處理石化廢水的原理和處理效果。

該處理工藝是一種水解酸化過程和生化過程有效結(jié)合的過程，這是因為生化過程對于廢水有著一定的要求，必須具有一定的可生化性，專業(yè)上經(jīng)常用B/C來衡量一種水體本身的可生化性，如果B/C值大于0.4，那么該水體就可以用生化法來進行處理，而水解酸化的目的就是為了將水體的B/C值提升到0.4以上。

3.1 工作原理

A/O工藝本身是一個反硝化的工藝，生化處理過程首先要經(jīng)過缺氧池，然后在經(jīng)過好氧池，其中，好氧池的一部分混合液會以一定的回流比回流至缺氧池中[6]，二沉池中的一部分污泥也會回流至缺氧池中，通過這種回流操作實現(xiàn)了循環(huán)利用，因此在運行管理上相對比較簡單。這種處理工藝的核心工作原理就是微生物的硝化和反硝化反應(yīng)。

其中，缺氧階段進行的是反硝化反應(yīng)：

對該反應(yīng)產(chǎn)生影響的因素主要有：

pH值：反硝化反應(yīng)的最佳pH值范圍在7.0～8.0左右。

溶解氧（DO）：采用活性污泥法進行的反硝化反應(yīng)對于DO值的要求為不超過0.5 mg/L.

溫度：反硝化反應(yīng)受溫度影響比較大，通常最合適的溫度范圍為20～40 ℃。

好氧階段進行的是硝化反應(yīng)：

對該反應(yīng)產(chǎn)生影響的因素主要有：

pH值：反硝化反應(yīng)的最佳pH值范圍在8.0～8.5左右。

溶解氧（DO）：采用活性污泥法進行的反硝化反應(yīng)對于DO值的要求為2～3 mg/L。

溫度：反硝化反應(yīng)受溫度影響比較大，通常最合適的溫度范圍為30～35 ℃。

3.2 COD去除效果

COD值是衡量一中污水處理效果的重要指標，采用A/O處理工藝進行石化廢水的處理時其COD的去除效率通常和水力停留時間（HRT）與污泥負荷有關(guān)，通過實驗調(diào)查這兩種因素對COD去除效果的具體影響如表1、表2。

表1 HRT對COD去除效果的影響

Table 1 Effect of HRT on COD removal rate

表2 污泥負荷對于COD去除效果的影響

Table 2 Influence of sludge load on the removal efficiency of COD

3.3 其它污染物的處理效果

除了COD值是衡量一中污水處理效果的重要指標之外，還需其它一些指標，采用A/O工藝進行石化廢水處理對這些物質(zhì)的去除效果為：BOD的去除率可以達到90%以上，懸浮物的去除率可以達到90%以上，總磷的去除率可以達到85%以上，總氮的去除率可以達到75%以上。

4 結(jié) 論

綜上所述，對石化廢水的處理技術(shù)是多種多樣的，但是從總體上來看，采用活性污泥法具有很好的處理效果，同時在運行成本上更低、運行管理上更加便捷，因此受到廣泛使用，通過本文的介紹，希望能為石化廢水的處理研究提供一定的借鑒。

參考文獻：

[1]陳卓.低溫膜蒸餾技術(shù)在石油化工廢水處理中的應(yīng)用[C].全國石油與化工行業(yè)節(jié)能節(jié)水減排工作及技術(shù)交流會論文集，2009.

[2]張彬.石油化工廢水處理技術(shù)研究進展[C].石化行業(yè)節(jié)水減排技術(shù)專題研討會論文集，2009.

[3]李多民，喬東凱，鄭英杰.石油化工廢水處理鏈條式刮油刮泥機結(jié)構(gòu)改造[J].給水排水，2011，37（04）：101-103.

[4]喬東凱，李多民.石油化工廢水處理移動罩濾池系統(tǒng)的改造技術(shù)研究[J].價值工程，2012，31（19）：211-212.

[5]馬鵬良，張海.石油化工工業(yè)廢水綜合治理[J].環(huán)境工程，2012，27（S1）：65-67.

[6]石英.石油化工廢水處理技術(shù)及發(fā)展趨勢[J].黑龍江科技信息，2013（22）：27+29.