石化廢水是指石油化工廠排放的廢水。廢水量大，除生產(chǎn)廢水外，還有冷卻水和其他水；廢水成分復雜，由于石化產(chǎn)品多，反應過程和單元操作復雜，廢水性質(zhì)復雜多變。該廢水含有高含量的有機物，尤其是碳氫化合物及其衍生物，并含有多種重金屬。在加快石化工業(yè)發(fā)展的過程中，必須高度重視污染防治，這對石化工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

石化廢水的組成和來源

石化廢水中污染物種類繁多，導致污染成分豐富。根據(jù)不完全檢測，可以知道石化廢水中有油、硫、酚、氰化物、COD、多環(huán)芳烴、芳香胺和雜環(huán)化合物。

1.含油廢水

主要來源:在工藝過程中產(chǎn)生的冷凝水、中水、生成水、洗油水、油船壓載水、循環(huán)冷卻水、油氣冷凝水、焦化除焦廢水和被油污染的地表水。

2.含酚廢水

主要來源:常減壓延遲焦化、催化裂化和苯酚丙酮、間甲酚、雙酚a等生產(chǎn)裝置。

3.含硫廢水

主要來源:煉油廠二次加工裝置、分離罐排水、油氣冷凝分離聯(lián)合裝置、水和芳烴。

4.氰化物廢水

主要來源:丙烯腈裝置、腈綸裝置聚合車間、紡絲車間和回收車間、丁腈橡膠裝置的排水。

5.含醛廢水

主要來源:乙醛裝置、維尼綸拉絲裝置、醋酸乙烯裝置、甲醛裝置等。

6.含苯廢水

主要來源:苯廠、苯乙烯廠、聚苯乙烯廠、乙苯廠、烷基苯廠和乙烯廠的裂解急冷水洗滌廢水。

7.含酸和堿的廢水

主要來源:煉油廠和石油化工廠的洗滌水、成品罐的切割水、鍋爐水處理排水和酸堿汞室的排放水。

石化廢水的危害

石化廢水中含有大量有毒有害物質(zhì)，特別是其中的一些成分能與土壤中的磷、氮元素緊密結合，導致土壤中磷、氮元素嚴重不足，從而對植物的正常生長造成嚴重的不利影響。石化廢水還含有大量的重金屬元素，如砷、鉻、鎳、鈹?shù)取Ｋ坏┻M入人體，會大大增加癌癥的發(fā)病率，對人的健康產(chǎn)生非常嚴重的影響。沒有處理石化廢水排入河道，水中的含氧量會大大降低，對水中動植物的正常生長發(fā)育產(chǎn)生不利影響。而且水中的微生物在降解石化廢水中的有機物時，會大量消耗水中的溶解氧，從而破壞水中的溶解氧平衡，不利于動植物的長期發(fā)展。

石化廢水處理工藝

目前石化、煉油廢水處理工藝根據(jù)/[K31/]原理可分為物理處理、化學處理和生化處理。

一.物理方法

物理處理法是通過物理作用分離回收廢水中不溶性懸浮污染物(包括油膜和油珠)。常用的方法有油分離、氣浮和超濾。

1.油分離罐

隔油池是石化廢水中常見的處理工藝裝置。根據(jù)沸水中懸浮物相對密度與水不同的特點，去除懸浮物。

這種方法只能去除以較大顆粒為主的水滴或油滴處理，成本低但效率一般。

臥式隔油池和斜板隔油池在我國應用廣泛。

2.充氣浮選

氣浮:利用高度分散的微小氣泡作為載體，粘附廢水中的懸浮固體，使其在氣泡升至水面時被去除。其處理對象為乳化油和疏水性細固體懸浮物。

化學藥劑浮選法:在廢水中加入化學藥劑，選擇性地將親水性污染物轉化為疏水性污染物，然后通過氣浮去除。

在石化廢水處理中，隔油絮凝后往往設置氣浮，應用廣泛。

3.吸附法

吸附是利用固體物質(zhì)的多孔性，使廢水中的污染物附著在其表面并將其去除的方法。常用的吸附劑是活性炭，能有效去除廢水的色度、異味和COD，但處理成本較高，容易造成二次污染。在石化廢水處理中，吸附往往與臭氧氧化或絮凝相結合。

4.剝離剝離法

通過向廢水中通入載氣，使兩相充分接觸，廢水中的溶解氣體和揮發(fā)性溶質(zhì)通過氣液傳質(zhì)進入氣相，從而去除污染物。

石化廢水中需要汽提和汽提的兩種主要污染物是H2S和氨，主要來源于脫硫、脫氮和加氫過程中破壞的有機氮和有機硫組分處理。

這種方法也能去除苯酚，但效率低于硫和氮。

5.薄膜分離

膜分離是以功能膜為分離介質(zhì)，實現(xiàn)液體或氣體的高度分離和凈化的現(xiàn)代高新技術，主要包括反滲透、納濾、超濾和微濾。能有效去除廢水的色度和異味，去除多種離子、有機物和微生物。與現(xiàn)有的分離過程相比，膜分離過程在液體凈化、濃縮和分離領域具有獨特的優(yōu)勢。大多數(shù)膜分離過程沒有相變，并且在室溫下操作。并且流程簡單，出水水質(zhì)穩(wěn)定可靠，占地面積小，操作全自動化。號稱“21世紀水處理技術”，但需要的投資大，需要的污水處理量小。

二?；瘜W方法

在污水中加入某種化學物質(zhì)，通過化學反應將污水中的污染物分離回收。常用的方法有混凝、氧化和電解等。

1.化學凝聚法

絮凝是在廢水中加入某種絮凝劑，使難沉淀的膠體懸浮顆?；蛉榛廴疚锸シ€(wěn)定性，在相互碰撞作用下，聚集、聚合或重疊形成較大顆?；蛐躞w，使污染物更容易下沉或上浮而被去除的方法?？扇コ腆w懸浮物、膠體、可溶性重金屬鹽、有機物、油和顏色等?；炷幚硎軓U水的pH值、堿度、污染物數(shù)量、顆粒大小、溫度和攪拌的影響。

在石化廢水處理中，絮凝通常與氣浮或沉淀相結合，用于生化處理的前置處理或深度處理。

2.電解法

基本原理是在電流的作用下，陽極表面生成具有強氧化性的羥基自由基，將難降解有機物氧化成CO2和H2O。該方法具有氧化能力強、操作簡單、易于控制、無二次污染等優(yōu)點，越來越廣泛地應用于現(xiàn)代工業(yè)廢水處理。

利用這種反應，污染成分可以生成不溶于水的沉淀物，或者生成的氣體從水中溢出，從而使廢水得到凈化。

3.氧化法

氧化法是通過廢水中的污染物與氧氣發(fā)生反應來實現(xiàn)處理石化廢水。其中光催化氧化是目前比較新的處理技術。通過使用半導體材料作為催化劑，污染物在光照條件下被氧氣氧化還原，然后被有效去除。

三。生物方法和組合工藝

生物法是通過微生物代謝將廢水中的有機污染物以溶液、膠體和微懸浮體的形式轉化為穩(wěn)定無害的物質(zhì)，可分為好氧處理法和厭氧處理法及其各種組合工藝。

1.厭氧生物處理

化工廢水COD高，可生化性差。為了提高后續(xù)處理的可生化性，通常先進行厭氧預處理處理。厭氧處理具有污泥產(chǎn)量小、運行費用低、生產(chǎn)率高、操作簡單等優(yōu)點，缺點是啟動時間長、運行不穩(wěn)定。

A.升流式厭氧污泥床

升流式厭氧污泥床(UASB)反應器具有污泥濃度高、有機負荷高、水力停留時間短、運行費用低、操作簡單等特點。但反應器啟動時間長，對顆粒污泥培養(yǎng)條件要求嚴格，常用于高濃度有機廢水處理。

B.厭氧附著膜膨脹床

厭氧附著膜膨脹床反應器是一種新型高效厭氧消化裝置。其床層以一定的膨脹率(10% ~ 20%)運行，改善了反應器內(nèi)的傳質(zhì)條件。并且載體的粒徑較小，可以為微生物的附著和生長提供巨大的表面積，使反應器內(nèi)保持較高的微生物濃度?？疾炝瞬煌瑴囟群退νＡ魰r間下的運行特性。結果表明處理石化廢水具有良好的處理效果。在一定溫度范圍內(nèi)，提高溫度可以提高反應器的有機負荷和去除效果。

C.厭氧固定膜反應器

厭氧固定膜反應器裝有固定填料，可以截留和附著大量厭氧微生物。在固定填料的作用下，進水中的有機物轉化為甲烷和二氧化碳，可以去除。具有微生物停留時間長、抗沖擊負荷能力強、操作管理方便等優(yōu)點。

2.好氧生物處理

在石化廢水處理中，好氧處理方法較多，但單獨使用好氧生物處理的很少，主要是與厭氧處理相結合。新開發(fā)的有氧處理方法主要有以下五種。

a.SBR工藝

序批式活性污泥法(SBR法)是一種不同于傳統(tǒng)活性污泥法的廢水處理工藝，按照給定的程序在反應器中進行充水、反應、沉淀、排水和閑置。工藝系統(tǒng)中的好氧和缺氧狀態(tài)通過曝氣和停氣交替進行。在COD降解的同時，氨氮的硝化和反硝化相繼進行，達到同時脫碳和反硝化的目的。SBR工藝具有結構簡單、運行方式靈活、抗沖擊負荷能力強等一系列連續(xù)流系統(tǒng)無法比擬的優(yōu)點。

B.高效好氧生物反應器

高效好氧生物反應器(HCR)是第三代生物反應器，結合了高速射流曝氣、強化相轉移和湍流剪切等技術，具有深井曝氣和污泥流化床的特點。有學者將其用于處理石化廢水的中試研究。結果表明，HCR具有啟動快、氧利用率高、抗沖擊負荷能力強、去除效果穩(wěn)定可靠、BOD去除率達75% ~ 85%等優(yōu)點。但由于HRT較短，氨氮去除率不高，且由于石化廢水的特殊性，反應器中的污泥容易出現(xiàn)非絲狀菌膨脹，污泥沉降性能較差。與普通活性污泥法相比，HCR工藝的能耗較高，但在較短的HRT下，BOD去除率較高，適用于預處理工藝。

C.生物接觸氧化

接觸氧化是在生物濾池基礎上發(fā)展起來的一種生物膜工藝。它兼有生物濾池和活性污泥法的特點。適應負荷變化能力強，不發(fā)生污泥膨脹，污泥產(chǎn)量少，占地面積小，模式靈活處理運行管理方便。但負荷不宜過高，要采取防堵沖洗措施，產(chǎn)生大量原生動物(如輪蟲)，容易造成生物膜瞬間脫落，影響出水水質(zhì)。

D.膜生物反應器

膜生物反應器是將膜分離技術與生物處理技術相結合而發(fā)展起來的一種新型污水 處理裝置。這種處理方法的實質(zhì)是讓細菌和真菌、原生動物和后生動物等微型動物在填料或某些載體上生長繁殖。污水中的有機污染物作為營養(yǎng)物質(zhì)被生物膜上的微生物吸收，污水得到凈化，微生物自身得到增殖。

廣泛用于中水回用和工業(yè)廢水處理。用MBR裝置處理石化廢水，試驗表明BOD、SS、濁度去除率達到98%，COD去除率達到91%，石油類、氨氮、磷的處理效果也優(yōu)于常規(guī)二級污水處理，穩(wěn)定性好。

E.懸浮填料生物反應器

懸浮生物反應器是一種新型的生物膜反應器，其核心是一種能在反應器中保持懸浮狀態(tài)的特殊填料。該反應器操作簡單，曝氣透水性好，具有碰撞和氣泡切割功能?？梢詮娀⑸?、污染物和溶解氧的傳質(zhì)，提高氧的利用效率，對曝氣和布水無特殊要求。夏四清等人利用其處理石化廢水。試驗結果表明，懸浮填料生物反應器具有較強的充氧能力和抗負荷沖擊能力。當填料投加量為50%時，在與普通曝氣池相同的條件下，反應器的充氧能力可提高到無填料反應器的兩倍以上，污染物去除效果好，出水水質(zhì)穩(wěn)定。當填料投加量為50%，水力停留時間為8h時，COD、氨氮、濁度和SS的去除率分別為75.0%、85.2%、85.7%和86.2%。多級懸浮填料生物反應器處理石化廢水可以進一步提高污染物尤其是氨氮的去除效果。

3.組合工藝

石化廢水具有污染物種類多、生物抑制物質(zhì)多、水質(zhì)復雜的特點。采用單一的好氧或厭氧處理很難滿足排放要求，厭氧(或缺氧)與好氧工藝處理的組合是有效的，應用廣泛。

A.采用A/O工藝 A/O1、O2工藝處理石化廢水新組合，系統(tǒng)由膜缺氧、污泥好氧和膜好氧組成。

B.UASB反應器和曝氣池處理石化廢水厭氧-好氧組合工藝運行穩(wěn)定，污染物去除率高。

C.采用HOBAF工藝處理石化廢水結合水解酸化-好氧生物處理-曝氣生物濾池，處理效率高，出水水質(zhì)好，COD和氨氮的去除率分別為92.8%和73.4%，油

D.采用缺氧-兼氧-好氧二級生物處理工藝處理石化廢水。缺氧采用水解酸化，兼氧采用投加高濃度活性污泥法，好氧采用接觸氧化法。運行效果穩(wěn)定可靠。

總結:

化工廢水成分復雜，污染物濃度高，難降解，嚴重污染環(huán)境。單處理工藝幾乎不能滿足水質(zhì)排放要求。在實際應用中，油分離、氣浮、絮凝、厭氧、好氧、吸附和膜分離等方法被廣泛應用，它們的組合是高效實用的。一般采用物化預處理處理和厭氧+好氧二級處理。如果要再利用，要結合吸附、膜分離等深度處理。高效、經(jīng)濟、節(jié)能處理技術的研究和不同工藝有效組合的系統(tǒng)開發(fā)是石化廢水處理技術研究的主要內(nèi)容和發(fā)展方向。

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