石油工業(yè)廢水處理方法研究

蒲草 王玲 楊雯婷

（南充職業(yè)技術(shù)學(xué)院，四川 南充 637100）

一、石油工業(yè)廢水的分類

石油被譽(yù)為現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展流淌的“血液”，是現(xiàn)時(shí)世界范圍內(nèi)重要的一次能源。然而，在現(xiàn)代石油工業(yè)體系的快速發(fā)展進(jìn)程中，生產(chǎn)過程中的注水、汽提、冷凝、水洗和油罐切割等均是廢水的主要來源，其次是實(shí)驗(yàn)室、電站、空氣壓縮站和循環(huán)水場(chǎng)等輔助設(shè)施，以及食堂和辦公室等生活設(shè)施。根據(jù)水質(zhì)含成分的特點(diǎn)分類如表1-1：

二、石油工業(yè)產(chǎn)生廢水的特點(diǎn)

由于石化產(chǎn)品種類繁多，工藝流程復(fù)雜，石化廢水具有以下明顯特點(diǎn)。

（一）廢水量大同時(shí)其波動(dòng)也大

石化生產(chǎn)使用大量的水，排放大量的廢水。每生產(chǎn)一噸化學(xué)產(chǎn)品，就會(huì)排放幾噸到幾十噸廢水。石化工業(yè)生產(chǎn)過程復(fù)雜。過程中有些廢水連續(xù)排放，有些廢水間歇排放，水量波動(dòng)很大。

（二）化學(xué)污染物種類繁多，含量差異很大

石化生產(chǎn)涉及數(shù)以千計(jì)的原材料、產(chǎn)品和中間產(chǎn)品，使得廢水中的污染物不計(jì)其數(shù)。由于化工產(chǎn)品的不斷更新和發(fā)展，廢水中有毒化學(xué)品的種類也日益增多。各種污染物的理化性質(zhì)紛繁雜亂。它們的處理受到許多條件的制約，比如，其中最主要的影響因素為污染物的理化特性、劑量、作用時(shí)間、環(huán)境條件、含有污染物的量、菌群的喜好以及催化及的用量等。

（三）毒理毒害性

石油工業(yè)所產(chǎn)生的廢水中往往含有的許多的有毒有害的成分。如，含硫污水的氰酸根、生產(chǎn)農(nóng)藥類的含胺廢水以及其他有毒有機(jī)成分等具有明顯的毒害性?？傮w上表現(xiàn)為，不同工廠排放的毒害物質(zhì)也不相同。

三、處理方法

今年來，隨著水資源日益短缺和人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，將石化廢水變?yōu)榭衫玫乃Y源逐漸成為石化企業(yè)花重金研究的重點(diǎn)項(xiàng)目。由此衍生而來的新技術(shù)新工藝也走向了石化生產(chǎn)的前臺(tái)。簡(jiǎn)單歸納一下，主要包含涉及物理化學(xué)方法、化學(xué)法和生物吸收法。

（一）物理化學(xué)方法

1.密度法。密度法實(shí)質(zhì)上也稱重力沉降法。石油化工生產(chǎn)的含油污水中，部分油污被顆粒雜質(zhì)等所吸附，并且在顆粒的表層形成油狀保護(hù)膜，在實(shí)際處理過程中，這層保護(hù)膜，起到了阻止生物與內(nèi)部污染物反應(yīng)的作用，進(jìn)而，產(chǎn)生了對(duì)廢水處理不利的一面。在實(shí)際操作中通常，采用除油分離罐用于移除。根據(jù)油污的密度，浮油一半都漂浮在表面，油分離罐也用作初級(jí)沉降罐，用以沉降密度大的粗顆粒性物質(zhì)，進(jìn)而降低被油污保護(hù)的顆粒型雜質(zhì)的量，降低后續(xù)處理難度。

2.通氣法。也稱氣浮法。是將氣體通入到廢水中形成分散度極高的氣泡，而這些產(chǎn)生的小氣泡將附著在廢水中的懸浮固體顆粒狀雜質(zhì)上，同時(shí)由于氣泡密度較小，帶著固體顆粒不斷上升懸浮固體就被分離出來。這種方法在石油化工行業(yè)運(yùn)用較為廣泛，一般是在初次油污分離和絮凝后使用進(jìn)一步分離出油污的與親油性微粒懸浮固體。

3.固體吸附法。固體吸附法也是一種常見的物理性廢水處理方法。活性炭是一種常用的固體吸附劑，它具有多孔性，常用于廢水的顏色、味道等的去除。此種方法由于受到經(jīng)濟(jì)成本的限制，同時(shí)如有不慎在填裝加料時(shí)易引起再次污染。所以，在實(shí)際廢水處理操作中，此法應(yīng)與其他方法連用效果較好。

4.膜分離法。膜分離是在上世紀(jì)60年代后迅速崛起的一門分離新技術(shù)。膜的孔徑一般為微米級(jí)，依據(jù)其孔徑的不同，可將過濾物質(zhì)實(shí)現(xiàn)微濾、超濾膜、納濾和反滲透等。膜分離法不僅能去除石化廢水的色、味，還能去除各種陽離子、陰離子有機(jī)物和微小生物。膜分離法操作方便，處理后水質(zhì)較其他方法偏高，同時(shí)其設(shè)備不占空間，能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化處理。但由于其成本造價(jià)較高，其中一些小型工廠只能望洋興嘆。

（二）石油工業(yè)廢水化學(xué)處理法

1.凝聚法。凝聚法又稱絮凝法，是向廢水中投加一定比例的絮凝劑，在污水中生成親油性的絮狀物，使微小油滴吸附于其上，然后用沉降或氣浮的方法將油分去除的方法。通過物理或化學(xué)作用聚集成更大的顆粒。石化廢水處理中絮凝常與文章上述通氣閥吸附法等聯(lián)合使用。

試驗(yàn)證明，高分子絮凝劑運(yùn)用在廢水處理上，不溶于大多數(shù)有機(jī)溶劑，具有良好的絮凝性，可以降低液體之間的磨擦阻力具有易于生物降解。正因?yàn)槿绱四鄯ㄔ谒|(zhì)處理上應(yīng)用廣、效率高、副作用等優(yōu)點(diǎn)。

2.氧化法。（1）光氧化。廢水光氧化處理法是廢水化學(xué)處理法之一種。是利用紫外光線和氧化劑的協(xié)同氧化作用分解廢水中有機(jī)物，使廢水凈化的方法。此種方法過程會(huì)產(chǎn)生一部分氧化自由基與有氧活性成分，它們與水中的有機(jī)物產(chǎn)生氧化還原反應(yīng)，進(jìn)而達(dá)到分解廢水有機(jī)物的作用。光氧化法適用于廢水的高端處理階段，適合化學(xué)法與生物法難以氧化分解的有機(jī)物質(zhì)處理。光氧化法是廢水處理的一種新技術(shù)新方法，逐漸受到行業(yè)的研究應(yīng)用。（2）臭氧氧化。用臭氧作氧化劑對(duì)廢水進(jìn)行凈化和消毒處理的方法。臭氧具有很強(qiáng)的氧化能力，因此在環(huán)境保護(hù)和化工等方面被廣泛應(yīng)用。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，大多數(shù)的臭氧來源于現(xiàn)場(chǎng)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。臭氧發(fā)生器所產(chǎn)生的臭氧，通過氣水接觸設(shè)備擴(kuò)散于待處理水中，通常是采用微孔擴(kuò)散器、鼓泡塔或噴射器、渦輪混合器等。臭氧的利用率要力求達(dá)到90%以上，剩余臭氧隨尾氣外排，為避免污染空氣，尾氣可用活性炭或霍加拉特劑催化分解，也可用催化燃燒法使臭氧分解。臭氧氧化法的主要優(yōu)點(diǎn)是反應(yīng)迅速，流程簡(jiǎn)單，沒有二次污染問題。但目前生產(chǎn)臭氧的電耗仍然較高，每公斤臭氧約耗電20～35度，需要繼續(xù)改進(jìn)生產(chǎn)，降低電耗。同時(shí)需要加強(qiáng)對(duì)氣水接觸方式和接觸設(shè)備的研究，提高臭氧的利用率。

（三）石油工業(yè)廢水處理生化法

1.厭氧微生物處理。石化廢水化學(xué)需氧量普遍較高，生物降解性差。厭氧生物處理是在厭氧條件下,形成了厭氧微生物所需要的營(yíng)養(yǎng)條件和環(huán)境條件,通過厭氧菌和兼性菌代謝作用，對(duì)有機(jī)物進(jìn)行生化降解的過程。主要優(yōu)點(diǎn)為處理過程中可以大大降低能耗，而且還可以回收生物能（沼氣）；厭氧微生物有可能對(duì)好氧微生物不能降解的一些有機(jī)物進(jìn)行降解或部分降解。

2.好氧微生物處理。在石化廢水處理中，好氧處理是指在微生物的參與下，在適宜碳氮比、含水率和氧氣等條件下，將有機(jī)物降解、轉(zhuǎn)化成腐殖質(zhì)樣物質(zhì)的生化過程。好氧微生物處理污水方法的主要如表。

方法序批式間歇活性污泥法高效好氧生物反應(yīng)器（HCR）生物接觸氧化膜生物反應(yīng)器懸浮填料生物反應(yīng)器優(yōu)點(diǎn)應(yīng)器工藝流程簡(jiǎn)單、污染物去除效果好，占地面積小，操作靈活，便于自動(dòng)控制操作啟動(dòng)速度快，氧的利用率高，抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，去除效果穩(wěn)定可靠，BOD去除率可達(dá)75%～85%兼有生物濾池和活性污泥法的特點(diǎn)，對(duì)負(fù)荷變化適應(yīng)性強(qiáng)，無污泥膨脹現(xiàn)象，污泥產(chǎn)量少，占地面積小，處理方式靈活，操作管理方便BOD、SS和濁度去除率達(dá)到98%，COD去除率達(dá)91%，石油類、氨氮和磷等的處理效果也優(yōu)于常規(guī)二級(jí)污水處理，且穩(wěn)定性好，泥負(fù)荷較大，剩余污泥量少操作簡(jiǎn)便，有良好的通氣性、過水性，存在碰撞和切割氣泡等作用，可以強(qiáng)化微生物、污染質(zhì)和溶解氧的傳質(zhì)，提高氧的利用效率，且對(duì)曝氣、布水沒有特殊要求

表3-1 好氧微生物處理污水方法

四、結(jié)束語

針對(duì)石化廢水污染物種類復(fù)雜、濃度高、可生物降解性差的特點(diǎn)，在實(shí)際廢水處理中我們一般建議采用物化法進(jìn)行預(yù)處理，然后采用生物降解進(jìn)一步處理。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，各種新方法新技術(shù)也在自我更迭，優(yōu)勝劣汰。盡管如此兼顧高效、經(jīng)濟(jì)、節(jié)能的宗旨始終是石油工業(yè)廢水處理不變的追求。