石油化工污水處理工藝匯總

【資料簡(jiǎn)介】

石油化工是以石油作為主要的生產(chǎn)原料，主要是對(duì)石油進(jìn)行裂解、分餾、重整以及合成等化學(xué)處理工藝，在整個(gè)生產(chǎn)加工過(guò)程中會(huì)形成大量的石化廢水，如果處理不當(dāng)就會(huì)對(duì)自然環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。因此，在實(shí)際的石化生產(chǎn)過(guò)程中，要對(duì)石化廢水進(jìn)行科學(xué)合理的分析，并采取有效的處理技術(shù)，進(jìn)而提高對(duì)石化廢水的處理效果，減輕其對(duì)周?chē)h(huán)境所造成的影響，從而有效的避免其對(duì)周?chē)h(huán)境所造成的污染。

石化廢水的特點(diǎn)

石油化工廢水種類(lèi)繁多，組成復(fù)雜，毒性大，抑制生物降解和濃度高，主要特性如下：

1 水量大、水質(zhì)復(fù)雜和變化大

石油化工生產(chǎn)規(guī)模趨向于大型化，生產(chǎn)過(guò)程中需加入各種溶劑、助劑和添加劑，再經(jīng)過(guò)各種反應(yīng)。因此，污水水量大，成份相當(dāng)復(fù)雜。

2 有機(jī)污染較嚴(yán)重

石油化工污水所含的有機(jī)物主要是烴類(lèi)及其衍生物。某些石化裝置排出的高濃度的廢液經(jīng)過(guò)焚燒或其他適當(dāng)方法處理后，COD仍然較高。

3 污水中含有重金屬

由于石化生產(chǎn)許多反應(yīng)是在催化劑作用下完成的，一個(gè)大型石油化工廠使用的催化劑可達(dá)數(shù)十種，因此，污水中往往含有重金屬。

石化廢水組成及來(lái)源

由于石化廢水中所含有的污染物種類(lèi)非常繁多，導(dǎo)致其中的污染組分也是非常豐富的，根據(jù)不*的檢測(cè)，可知其中含有油、硫、酚、qing化物、COD、多環(huán)芳烴化物、芳香胺類(lèi)化合物以及雜環(huán)化合物等。

1 含油廢水

主要來(lái)源：工藝過(guò)程與油品接觸的冷凝水、介質(zhì)水、生成水，油品洗滌水、油品運(yùn)輸船壓艙水、循環(huán)冷卻水、油品油氣冷凝水、焦化除焦廢水及受油品污染的地面水。

2 含酚廢水

主要來(lái)源：常減壓延遲焦化、催化裂化及苯酚-丙酮、間甲酚、雙酚A等生產(chǎn)裝置。

3 含硫廢水

主要來(lái)源 ：煉油廠二次加工裝置、分離罐的排水、油品和油氣的冷凝分離水、芳烴聯(lián)合裝置。

4 含氰廢水

主要來(lái)源：丙烯腈裝置、腈綸廠聚合車(chē)間、紡絲車(chē)間及回收車(chē)間排水、丁腈橡膠裝置。

5 含醛廢水

主要來(lái)源：乙醛裝置、維綸抽絲裝置、醋酸乙烯裝置、甲醛裝置等。

6 含苯廢水

主要來(lái)源：制苯車(chē)間、苯乙烯裝置、聚苯乙烯裝置、乙基苯裝置、烷基苯裝置以及乙烯裝置的裂解急冷水洗廢水。

7 含酸堿廢水

主要來(lái)源：煉油廠、石油化工廠的洗滌水，成品罐的切水、鍋爐水處理排水及酸堿汞房的排放水。

石化廢水的危害

石化廢水中含有大量的有毒有害物質(zhì)，尤其是其中的某些成分能夠與土壤中的磷、氮元素進(jìn)行緊密的結(jié)合，進(jìn)而導(dǎo)致土壤中的磷、氮元素含量嚴(yán)重不足，從而對(duì)植物的正常生長(zhǎng)造成嚴(yán)重的不利影響。石化廢水中還含有大量的重金屬元素，例如，砷、鉻、鎳、鈹?shù)龋坏╇S著水進(jìn)入到人體內(nèi)就會(huì)對(duì)大大提高癌癥的發(fā)病率，對(duì)人們的身體健康造成非常嚴(yán)重的影響。未經(jīng)處理的石化廢水被排入到河中，還會(huì)導(dǎo)致水中的含氧量大大降低，會(huì)對(duì)水中動(dòng)植物的正產(chǎn)生長(zhǎng)發(fā)育造成不利影響，而且水中的微生物對(duì)石化廢水中的有機(jī)物質(zhì)進(jìn)行降解時(shí)，會(huì)消耗水中溶解的大量氧氣，進(jìn)而破壞了水中溶解氧的平衡，不利于動(dòng)植物的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。

石化廢水處理工藝

當(dāng)前，石油化工、煉油廢水處理工藝按照處理原理，可將所有處理方法歸分為物理處理、化學(xué)處理與生化處理三類(lèi)。

含油廢水一般的處理工藝如下：

1 物理法

物理處理法通過(guò)物理作用，以分離、回收廢水中不溶解的呈懸浮狀態(tài)污染物質(zhì)(包括油膜和油珠)，常用的有隔油、汽浮法、過(guò)濾法等。

1.1 隔油池

隔油池是石化廢水處理工藝中常見(jiàn)的一種處理裝置。依據(jù)沸水中懸浮物與水的相對(duì)密度不同這一特點(diǎn)除去懸浮物。

此法只能除去顆粒較大的水滴或油滴，作為初級(jí)處理，成本低但效率一般。

國(guó)內(nèi)應(yīng)用較多的隔油池是平流隔油池和斜板隔油池。

1.2 氣浮法

氣浮法：利用高度分散的微小氣泡作為載體去粘附廢水中的懸浮物,使其隨氣泡升到水面而去除.其處理對(duì)象是乳化油以及疏水性細(xì)微固體懸浮物。

藥劑浮選法：在廢水中投加化學(xué)藥劑,選擇性將親水性污染物變?yōu)槭杷?然后氣浮去除.兩者統(tǒng)稱(chēng)氣浮法。

常用氣浮設(shè)備：加壓溶氣氣浮﹑葉輪氣浮﹑曝氣氣浮﹑射流氣浮和電解氣浮。

氣浮法優(yōu)點(diǎn)：處理效率高,生產(chǎn)的污泥比較干燥,表面刮泥方便,曝氣增加溶解氧有利后續(xù)生化處理。

氣浮法缺點(diǎn)：耗電量大,設(shè)備維修管理工作量大,易堵塞,浮渣怕較大風(fēng)雨襲擊。

1.3 過(guò)濾

一般煉油廠將過(guò)濾作為去除生物二級(jí)處理出水中的殘留膠體和懸浮物的手段，放在生化處理之后，可看成深度處理技術(shù)，可作為活性炭或臭氧等深度處理技術(shù)的預(yù)處理。

油和懸浮物的去除率可達(dá)60%~70%。投加助濾劑后，去除率可提高到90%以上。

多孔材料過(guò)濾

除去較粗大懸浮物的格篩。典型設(shè)備如格柵、篩網(wǎng)和撈毛機(jī)等。

除粒徑細(xì)微顆粒的微孔濾材。

反滲透、超濾、納濾和電滲析等以特別的半透膜為過(guò)濾介質(zhì)的設(shè)備。

顆粒材料過(guò)濾

利用濾料顆粒之間存在的孔隙使水穿過(guò)而懸浮物被截留。常用來(lái)使處理后水的渾濁度滿足用水要求。

1.4 吹脫汽提法

通過(guò)向廢水中通入載氣，使兩相充分接觸，廢水中溶解氣體和易揮發(fā)的溶質(zhì)在氣液間傳質(zhì)進(jìn)入氣相，從而脫除污染物質(zhì)。

石化廢水中需要進(jìn)行吹脫和氣提處理的兩個(gè)主要污染物是H2S和氨，它們主要來(lái)源于脫硫、脫氮和加氫處理過(guò)程中被破壞的有機(jī)氮和有機(jī)硫組分。

苯酚也可以通過(guò)此方法脫除，但是效率低于硫和氮。

1.5 超濾法

超濾是利用超濾膜(孔徑約0.01~0.1μm)截留微小油珠，從而達(dá)到油水分離目的的方法。

吸附在油珠表面的活性劑或活性劑分子相互聚結(jié)成的膠束能被超濾膜截留。因此，超濾膜處理含油污水，不但能去除油，同時(shí)也能去除COD。

超濾法處理含油廢水的zui大優(yōu)點(diǎn)是：處理過(guò)程中不投加任何藥劑，操作簡(jiǎn)單，處理出水一般可達(dá)到工藝回用水要求。

但因膜透水率較低，故處理成本較高。濃縮后的殘液(一般為處理水的5%左右)需進(jìn)一步處置。

2 化學(xué)法

化學(xué)法向污水中投加某種化學(xué)物質(zhì)，利用化學(xué)反應(yīng)來(lái)分離、回收污水中的污染物質(zhì)，常用的有化學(xué)沉淀法、混凝法、中和法、電解法等。

2.1 化學(xué)混凝法

化學(xué)混凝是用來(lái)去除水中無(wú)機(jī)物或有機(jī)膠體懸浮物的一種方法。它可除去固體懸浮物、膠體、可溶性重金屬鹽類(lèi)、有機(jī)物、油類(lèi)及顏色等。混凝處理受到廢水的pH、堿度、污染物的數(shù)量、粒子大小、溫度和攪拌等條件的影響。

為了更好地提高氣浮處理效果，在回流加壓溶氣氣浮工藝中向廢水中投入某種絮凝劑，使水中難沉淀的膠體狀懸浮顆粒或乳化污染物失穩(wěn)，在互相碰撞的作用下，聚集、聚合或搭接形成較大的顆粒或絮狀物，從而使得污染物能夠更容易下沉或上浮而被去除。

2.2 電解法

其基本原理是在電流作用下，陽(yáng)極表面產(chǎn)生具有強(qiáng)氧化性的羥基自由基，將難降解有機(jī)物氧化成CO2和H2O。該方法具有氧化能力強(qiáng)、操作簡(jiǎn)便易于控制、無(wú)二次污染等有點(diǎn)，在現(xiàn)代工業(yè)廢水處理中越來(lái)越受到廣泛應(yīng)用。

利用這種反應(yīng)使污染成分生成不溶于水的沉淀物，或生成氣體從水中溢出，使廢水得到凈化。

2.3 中和法

用化學(xué)方法消除廢水中過(guò)量的酸或堿，使其pH值達(dá)到中性左右的過(guò)程稱(chēng)為中和。處理含酸廢水以無(wú)機(jī)堿為中和劑,處理堿性廢水以無(wú)機(jī)酸作中和劑。

中和處理應(yīng)考慮以"以廢治廢"原則，亦可采用藥劑中和處理、中和處理可以連續(xù)進(jìn)行,也可以間歇進(jìn)行。

中和的方法有酸堿廢水中和、酸性廢水的藥劑中和法、酸性廢水的過(guò)濾中和法等。

2.4 氧化法

氧化法。通過(guò)將廢水中的污染物與氧氣進(jìn)行反應(yīng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)處理石化廢水的目的。其中，光催化氧化法，是當(dāng)前最新的處理技術(shù)，通過(guò)利用半導(dǎo)體材料作為催化劑，在光照的條件下將污染物與氧氣發(fā)生氧化還原反應(yīng)，進(jìn)而對(duì)其進(jìn)行有效的去除。

3 生物法及組合工藝

生物法通過(guò)微生物的代謝作用，使廢水中呈溶液、膠體以及微細(xì)懸浮狀態(tài)的有機(jī)性污染物質(zhì)轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定、無(wú)害的物質(zhì)，可分為好氧生物處理法和厭氧生物處理法以及各種組合工藝。

3.1 活性污泥法

活性污泥法是以活性污泥為主體的廢水生物處理的主要方法。這種技術(shù)將廢水與活性污泥(微生物)混合攪拌并曝氣，使廢水中的有機(jī)污染物分解，生物固體隨后從已處理廢水中分離，并可根據(jù)需要將部分回流到曝氣池中。

活性污泥法是由曝氣池、沉淀池、污泥回流和剩余污泥排除系統(tǒng)所組成。活性污泥中的細(xì)菌是一個(gè)混合群體，常以菌膠團(tuán)的形式存在，游離狀態(tài)的較少。活性污泥在曝氣過(guò)程中，對(duì)有機(jī)物的降解(去除)過(guò)程可分為兩個(gè)階段，吸附階段和穩(wěn)定階段。

3.2 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，是在一個(gè)反應(yīng)器內(nèi)，按照給定的程序進(jìn)行充水、反應(yīng)、沉淀、排水及閑置等。該工藝通過(guò)曝氣、停氣，使系統(tǒng)內(nèi)的好氧和缺氧狀態(tài)交替進(jìn)行。在降解COD的同時(shí)，相繼進(jìn)行了氨氮的硝化和反硝化，達(dá)到同時(shí)脫碳、脫氮的目的。SBR工藝結(jié)構(gòu)形式簡(jiǎn)單，運(yùn)行方式靈活多變，有較強(qiáng)的抗沖擊負(fù)荷能力。

3.3 厭氧生物處理

厭氧生物處理是高濃度有機(jī)廢水處理常用的方法，具有能耗低、負(fù)荷高，再生沼氣能源等優(yōu)點(diǎn)。但在處理高濃度、難降解石油化工廢水時(shí)，由于廢水中往往含有對(duì)產(chǎn)甲烷菌有毒害和抑制作用的高濃度氨氮和硫化物，系統(tǒng)的處理效率會(huì)大大下降。

3.4 好氧生物處理

好氧生物處理是目前普遍采用的生物處理方法，因其處理成本低，運(yùn)行操作簡(jiǎn)單，在大多數(shù)的工業(yè)廢水處理中被廣泛采用。

利用推流式混合曝氣池處理高濃度石化廢水是活性污泥法的另一個(gè)改進(jìn)，然而該方法同樣存在著COD、BOD5、油、酚、硫化物等的去除率高，而氨氮去除率低的問(wèn)題。唐逸衡將混合推流式曝氣池分成六段。

前四段作為異氧菌繁殖場(chǎng)所，主要去除有機(jī)碳；后兩段以進(jìn)行硝化反應(yīng)為主，通過(guò)改變運(yùn)行條件來(lái)促進(jìn)硝化細(xì)菌的生長(zhǎng)。在第五段利用廠區(qū)生產(chǎn)裝置產(chǎn)生的廢堿液來(lái)調(diào)節(jié)pH值和堿度，實(shí)現(xiàn)在去除COD、酚、油等物質(zhì)的同時(shí)，提高氨氮的去除效率。

3.5 接觸氧化法

接觸氧化法是一種兼有活性污泥法和生物膜法特點(diǎn)的一種新的廢水生化處理法。這種方法的主要設(shè)備是生物接觸氧化濾地。在不透氣的曝氣地中裝有焦炭、礫石、塑料蜂窩等填料，填料被水浸沒(méi)，用鼓風(fēng)機(jī)在填料底部曝氣充氧；空氣能自下而上，夾帶待處理的廢水，自由通過(guò)濾料部分到達(dá)地面，空氣逸走后，廢水則在濾料間格自上向下返回池底。活性污泥附在填料表面，不隨水流動(dòng)，因生物膜直接受到上升氣流的強(qiáng)烈攪動(dòng)，不斷更新，從而提高了凈化效果。生物接觸氧化法具有處理時(shí)間短、體積小、凈化效果好、出水水質(zhì)好而穩(wěn)定、污泥不需回流也不膨脹、耗電小等優(yōu)點(diǎn)。

3.6 A/O法

從理論上講，A/O工藝對(duì)石油化工廢水具有良好的處理效果，但在實(shí)際工程中往往會(huì)出現(xiàn)以下問(wèn)題：

（1）受到進(jìn)水水質(zhì)的影響較大，氨氮去除效果不理想；

（2）O段的水力停留時(shí)間難以控制。很多采用A/O工藝的石化廢水處理廠為了獲得較高的有機(jī)物去除效率，將O段水力停留時(shí)間設(shè)置的很長(zhǎng)，有時(shí)長(zhǎng)達(dá)30~40h。過(guò)長(zhǎng)的停留時(shí)間會(huì)使微生物處于衰減相運(yùn)行，污泥中的灰分較多，污泥的活性降低，聚凝性能變差。

3.7 IMBR-A/O法

IMBR-A/O工藝是將MBR與A/O工藝相結(jié)合的一種方法。

IMBR-A/O工藝流程為：原廢水首先經(jīng)過(guò)柵網(wǎng)去除粗大顆粒狀懸浮物并靜沉，再由泵抽到原水槽，然后經(jīng)斜板沉淀池到前置反硝化A段(厭氧槽)。

再溢流進(jìn)入好氧反應(yīng)器O段(好氧槽)，在出水泵的抽吸作用下得到膜過(guò)濾出水，好氧槽連續(xù)曝氣。

3.8 生物膜法

生物膜處理法是與活性污泥法并列的一種污水好氧生物處理技術(shù)。這種處理法的實(shí)質(zhì)是使細(xì)菌和真菌類(lèi)的微生物、原生動(dòng)物和后生動(dòng)物一類(lèi)的微型動(dòng)物附著在填料或某些載體上生長(zhǎng)繁育，并在其上形成膜狀生物污泥———生物膜。

污水中的有機(jī)污染物作為營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，被生物膜上的微生物所攝取，污水得到凈化，微生物自身也得到增殖。

3.9 兩段活性污泥法（AB法）

AB工藝是吸附-生物降解工藝的簡(jiǎn)稱(chēng)，是在常規(guī)活性污泥法和兩段活性污泥法基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種新型的污水處理技術(shù)。

3.10 厭氧—生物膜法

厭氧—生物膜法是厭氧降解和生物接觸氧化法處理的組合工藝。

3.11 三相生物流化床

三相流化床又稱(chēng)氣流動(dòng)力流化床。污水與空氣同步進(jìn)入床體在氣流的作用下， 氣、液、固（生物膜載體）三相進(jìn)行攪動(dòng)接觸，并產(chǎn)生升流在床體內(nèi)循環(huán)的處理床。在這一過(guò)程中，產(chǎn)生有機(jī)污染物的降解反應(yīng)，由于載體間產(chǎn)生強(qiáng)烈的摩擦，生物膜及時(shí)脫落，無(wú)需另設(shè)脫膜設(shè)備。當(dāng)進(jìn)水的BOD濃度較大時(shí)，可采用處理水回流措施。防止氣泡在床內(nèi)并合是此法的技術(shù)關(guān)鍵，為此，可采用減壓釋放或射流曝氣充氧。

3.12 水解酸化-好氧生物處理工藝

水解是指有機(jī)物進(jìn)入微生物細(xì)胞前、在胞外進(jìn)行的生物化學(xué)反應(yīng)。微生物通過(guò)釋放胞外自由酶或連接在細(xì)胞外壁上的固定酶來(lái)完成生物催化反應(yīng)。

酸化是一類(lèi)典型的發(fā)酵過(guò)程，微生物的代謝產(chǎn)物主要是各種有機(jī)酸。

水解和酸化是厭氧消化過(guò)程的兩個(gè)階段，但不同的工藝水解酸化的處理目的不同。

水解酸化-好氧生物處理工藝中的水解目的主要是將原有廢水中的非溶解性有機(jī)物轉(zhuǎn)變?yōu)槿芙庑杂袡C(jī)物，特別是工業(yè)廢水，主要將其中難生物降解的有機(jī)物轉(zhuǎn)變?yōu)橐咨锝到獾挠袡C(jī)物，提高廢水的可生化性，以利于后續(xù)的好氧處理。

國(guó)內(nèi)外學(xué)者在處理石化廢水方面做了大量的研究工作，在處理工藝、運(yùn)行條件上得出了一些有重要價(jià)值的結(jié)論，這對(duì)于處理高濃度、難降解廢水具有重要的指導(dǎo)意義。通過(guò)以上分析也可以發(fā)現(xiàn)，采用常規(guī)的工藝處理高濃度、難降解的石油化工廢水存在著以下問(wèn)題：

（1）污泥培養(yǎng)困難，活性不高甚至大量死亡，系統(tǒng)耐沖擊負(fù)荷能力差；

（2）高濃度進(jìn)水時(shí)有機(jī)物的去除效率不高，不能滿足出水水質(zhì)的要求；

（3）有些工藝雖然能夠?qū)崿F(xiàn)有機(jī)物高的去除率，但是硝化脫氮效果較差，出水氨氮的濃度較高；

（4）對(duì)廢水中有毒物質(zhì)的適應(yīng)能力低，有毒物質(zhì)去除率效果不理想。同時(shí)廢水中有毒物質(zhì)的存在往往導(dǎo)致大量微生物死亡，影響有機(jī)物、氨氮的去除效率；

（5）難以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，操作繁瑣，運(yùn)行成本高。通過(guò)有關(guān)學(xué)者地積極探索，新的、更有效的處理高濃度、難降解的工業(yè)廢水的工藝是采用兩段法的基本思想，即將有機(jī)物的降解和硝化脫氮分別置于兩個(gè)不同的反應(yīng)器中進(jìn)行，這不僅避免了常規(guī)的一段法產(chǎn)生的葡萄糖效應(yīng)，而且在第二段發(fā)生了硝化反應(yīng)，提高了系統(tǒng)的脫氮效率。