石油化工废水处理技术研究进展

2021-04-11段聪仁

当代化工研究 2021年14期

＊段聪仁

（中盐安徽红四方股份有限公司安徽 230022）

中国经济的发展离不开石化产业的支持。现代社会对石化工业的需求越来越大，产生的废水也越来越多。石油化工行业废水的主要来源是石化产品生产过程中产生的废弃物，这些废弃物以较常见的乳化液形式存在。石化废水中石油和有机物含量高于其他工业废水。废水含水量复杂，污染物含量高，使得废水处理更加复杂和困难。现代石油化工废水处理技术往往采用多种处理技术来处理废水。只有经过多次复杂的处理，废水才能有计划地排放，从而达到国家排放标准。

1.物理法处理石油化工废水

(1)进行物理隔油

在石油化工废水处理技术中，物理油分离是处理石油化工废水最基本的工艺，通常在一些特殊的疏油池中进行。首先，将石化废水注入管汇，送至供水系统。但对其他储层来说，结果就大不相同了。通过对比研究发现斜盘式隔振器的设计比普通隔振器更有效。采用的绝缘子为浮动绝缘子，效果良好。吕炳南等通过对储油罐的改进，优化了石油化工废水处理技术。油罐处理石化废水的能力大大提高，废水含油量降至10-15mg/L，可用于生产石化产品。

(2)多效蒸发废水回用技术

环氧丙烷废水的处理是一个全球性问题。国内十余家环氧丙烷生产企业采用氯醇法处理氯化钙废水。这些废水严重腐蚀设备，污染环境。目前，生活污水主要采用淡水稀释和生化处理，这是对水的巨大浪费。采用多效蒸发法将环氧丙烷皂化废水中的氯化钙浓缩至65%-70%，将成品销售过程中产生的冷凝水处理后返回生产车间。该方式每天可节约水量6000t左右。

(3)吸附法处理石油化工废水

吸附法是石化废水处理中最常用的方法。该方法可有效控制石化废水中的主要污染物。但通常是结合粘附法和氧化法，伴随吸附法对污水进行处理，这大大提高了石化废水污染物的去除效率。然而，用活性炭处理石油化工废水会造成二次污染，使废水处理更加困难。然而，随着社会的发展，越来越多的吸附材料被使用，这减少了二次污染的风险。石化废水进行吸附实验的活性炭纤维的使用表明，在石化废水的处理中，活性炭有一定的范围，和一些污染物的去除效率相对较低，但它可以结合一些活性炭使用，可大大提高石化废水的处理效率。

2.化学法处理石油化工废水

(1)絮凝

絮凝是石化废水处理的重要组成部分。向水中加入絮凝剂使水不稳定后，将絮凝剂与水分离，从而去除炼油废水中的物质。如有机污染物、油膜、藻类等，处理石化废水最基本的工艺是絮凝。随着生物技术的发展，城市群的优势越来越明显。通过不断的研发，不仅可以提高生物絮凝剂处理废水的效率，还可以控制废水处理的成本，特别是污泥的沉降。但在使用混凝剂时，应遵循适当的原则，以确保其使用的有效性。在混凝剂不足的情况下，不能达到处理效果，过多的混凝剂可能会降低处理效果。

(2)氧化法

在石化废水的形成方面，可以选择最为合适的方法来进行最有效、经济和安全的废水处理。①光催化氧化法。光催化氧化法能有效地将光辐射与H、O等氧化剂结合起来，达到污水处理的目的。有人用阳光作为光源，用TiO、Pt、ZnO等作为催化剂来处理含有21种有机污染物的水，最终产物都是一氧化碳，没有二次污染。有些人使用Fe2+和H2O作为氧化剂。铁离子与紫外线之间存在协同作用，由于其产生羟基自由基，可大大促进H、0的分解并提高氧化效率，该方法仍在研究中。②湿式氧化法。湿式氧化法常分为两种（催化湿式氧化和湿式空气氧化）。在高温、高压和催化剂的作用下，催化湿式氧化能将有机物氧化分解成无毒无害的物质，反应时间短，通话效率高。湿式空气氧化是一种将大气中的分子氧在高温高压下转化为液体的技术。是有效控制环境污染物的好方法，尤其适用于处理有毒有害物质或高浓度污染物。③臭氧氧化法。臭氧氧化的独特优点是在氧化过程中不会造成二次污染，但运行投资成本高，污水处理难度大。臭氧氧化后，污水中的有机物被完全氧化为水和二氧化碳，其中大部分成为氧化中间体。高浓度的处理工艺通常是臭氧氧化和生物活性炭吸附相结合。有机物被氧化后，臭氧会迅速分解成氧气，同时，活性炭表面的氧需要量较低。

3.生物法

(1)厌氧

厌氧方法是在厌氧环境中完成微生物分解的方法。采用厌氧方法可以减少废水中的化学需氧量，提高生化性能和废水处理的稳定性。该方法的优点是操作简单，成本低和污泥产量低。缺点是处理时间长，容易产生二次污染。

①厌氧附着膜膨胀床。厌氧粘合剂膜扩张层固定空气氧微生物在人工载体，载体的身体形成了高度活跃的颗粒土壤与生物膜结构，提供了反应器有效和稳定运行的重要条件。庄黎宁等对石油化工废水的处理利用碱性粘结膜的扩张床进行了研究。试验结果表明，在一定温度下可以较好地处理石化废水，但该方法可以对石化废水进行处理。由于文献的缺乏，需要更多的方法来研究耐气膨胀层在石化废水处理中的稳定性。

②升流式厌氧污泥床（UASB）。UASB反应器在污水和废水处理方面有着悠久的历史。在UASB反应器启动初期，有严格的正常运行时间和对颗粒培养的要求，但主要用于生活污水的处理，对石材废水的处理较少。这种方法过于复杂，运营成本高，推广和应用受到限制。

(2)好氧

好氧法需要确保微生物有足够的氧气来达到废水处理的目的。然而，除了好氧法之外，还需要与厌氧法相结合才能获得更好的治疗效果。

①序批式间歇活性污泥法（SBR）。作为一种新型的生化处理技术，SBR过程不仅具有普通生物处理的优点，但也有承受的优势影响，运行费用低，经济可行性、设备简单、操作方便的COD去除率大于90%，反应堆的水质达到国家二级排放标准。由于生物催化氧化法的排放少、不膨胀等问题，处理效率优于常规活化法。但是因为添加剂很贵，所以不是很实用。

②高效好氧生物反应器（HCR）。利用高效氧生物反应器处理石油化工废水表明，HCR反应器运行速度快，氧利用率高，处理效果好。但受HRT反应器的限制，水中氨氮去除率相对较高。此外，由于化工废水的特殊性，非纤维素菌的膨胀和沉降明显。与一般的活性污泥法法相比，HCR法消耗的能量更多，但水压力储存时间短，BOD去除率高，因此适用于预处理。

③膜生物反应器（MBR）。MBR技术是一种高效的水处理工艺，集生物降解和高效膜分离于一体。它可以捕获生物反应器中几乎所有的微生物，从而将废水中有机污染物的含量降至最低。该工艺简单、高效、易操作、易于自动化控制、投资少、成本低、废水质量稳定、适合废水处理和回用。自MBR技术引入美国以来，MBR废水处理技术在水处理领域得到了广泛应用，在美国、日本、德国、法国、加拿大等国家/地区的应用也越来越广泛。除了对生活污水的处理和回用外，还成功地处理了食品、化妆品、养殖等工业废水。

④悬浮填料生物反应器。实际研究表明，带有防冻包装的生物反应器具有很强的充氧能力和很强的负荷冲击能力。在传统曝气池条件下，生物反应器填料的利用率提高了2倍以上，污染物去除率高于实际应用。使用多级生物反应器处理石化废水时的污染物去除率明显提高。

4.石油化工废水处理技术的研究建议

(1)不断创新废水处理技术

在污水处理方面有许多不同的技术和应用，但污水处理技术的优缺点是并存的。为了满足石化废水处理的实际需要，必须积极创新废水处理技术。针对现有污水处理技术存在的困难和不足，结合石化行业的特点，加强技术研究，提出有效的技术手段，确保污水处理的有效性。只有对处理工艺进行创新，才能满足日益增长的石化废水处理需求。