石油化工废水处理技术及有效运用研究

陈晓峰 陈文茜 李芸

摘 要： 针对石化废水的处理工艺技术从物理法处理技术、化学法处理技术以及生化法处理技术三个方面分别进行了详细的介绍，并集中针对最为常用和有效的生化处理工艺中的A/O处理工艺进行了详细的阐述，对其反应机理和处理效果进行了一定的概述。

关 键 词：石油化工;废水处理技术;运用

中图分类号：X 703 文献标识码： A 文章编号： 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

石油和化工行业作为我国发展规模较大的一类产业在生产的过程中会产生大量的废水，如果将这些废水直接排放会对环境造成严重的污染，因此需要经过处理后达标排放[1]。针对这一类污水的处理工艺有许多，处理的效果也不尽相同，本文就针对这些处理技术及其运用进行如下的论述。

1 物理法处理技术

1.1 吸附法

吸附法是最简单的一种物理处理方法，通常借助于吸附剂，常见的吸附剂为活性炭，利用的是活性炭的多孔特性将石化废水中的一些污染物质吸附在活性炭的固体表面，能够将废水中色度和臭味去除。但是这种处理方法的成本造价相对较高，需要定期地对活性炭进行更换，因此在实际的处理工艺中经常将其与生化法进行有效结合共同使用[2]。

1.2 气浮法

这种方法是借助于高浓度分散状态下由气浮机制造产生大量的微小气泡，这些气泡会作为载体将石化废水中的一些悬浮物质进行粘附，例如石化废水中经常会有大量的油分，这些油分由于量比较大，不容易主动上浮到水面，需要借助于气泡进行上浮来实现分离的目的。此外，这种处理方法也能够处理石化废水中一些具有疏水性的固体悬浮物。采用气浮技术进行石化废水的处理时，通常会结合其他的处理工艺，放在絮凝和隔油两项操作之后来进行。

1.3 膜分离技术

这种处理技术包括：超滤、微滤和反渗透等，采用这种技术能够将废水中的臭味和色度有效去除，同时还能够去除水中存在的有机物、多种离子和微生物，相比于其他的处理方法，采用膜分离技术的处理效果相对更好，出水的COD值和悬浮物值都比較低，但是采用这种方法的造价非常高，需要定期对膜片进行清洗，同时膜片还有一定的使用寿命，需要定期进行更换，这点上和活性炭处理工艺非常类似。

1.4 离心法

这种处理方法通常需要借助于离心机实现油水的分离，处理的主要原理是油与水的密度是不同的，通过离心作用可以实现有效的分离，油密度小，较轻，会浮在水的表面，当前市场中销售的离心机主要有卧式和立式两种[3]，从总体上来看这项设备的结构非常复杂，运行后期的维护工作非常困难，不利于操作和维修，因此国内一般不会采用这种方法进行石化废水的处理。

1.5 高压电场法

这种方法相对来说不是十分常用，主要的工作原理是在电场的作用下，废水中的油滴会受到电场力的作用相互产生吸引或排斥，小油滴会在水中相互碰撞，通过这种相互的碰撞后，小油滴会结合变成体积较大的油滴，大的油滴会受到水的浮力作用上浮至水的表面，最终实现油水的分离。这种方法需要大量的电能，所以在处理成本上相对较高，同时处理的效果也不是十分理想，对于水中的色度、臭味等不能实现很好的去除，还需要辅助其他的工艺进行二次处理。

1.6 电解磁化法

和上一种一样，这种方法同样也不是十分常用，采用这种方法需要向石化废水中投入大量的电解质，以此来提升水中的导电性，然后在借助电子装置将整个水体转换成一个大的磁流体[4]，进而对水中的微小油滴产生破坏，增强油滴的聚结能力，之后小的油滴聚结在一起成为大油滴受水的浮力作用上浮至水的表面达到油水分离的目的。这种方法需要投入大量的电解质，所以处理成本也比较高，同时处理效果也不是十分理想，同样只能当作预处理工艺辅助其他处理工艺进行废水的处理。

2 化学法处理技术

2.1 氧化法

2.1.1 湿式氧化

这种方法又包括催化氧化和空气氧化。前一种方法主要是通过催化剂的作用，在高压和高温的反应条件下将水中的污染物氧化生成水、二氧化碳和氮气等无污染的物质，这种方法的反应时间短，同时转化率比较高，但是受水中酸碱度和催化剂自身活性的影响比较大。而后一种方法就是在高温、高压的条件下，通过空气中的氧分子来实现对污水中污染物的氧化，这种方法经常应用于一些难降解的有机污染物。

2.1.2 臭氧氧化

这种方法处理后不会产生污泥和二次污染，因此具有很好的清洁性，但是这种处理工艺的成本比较高，同时对于废水的处理量也不是十分大，因此经常用于一些小型规模的石化废水处理过程中。

2.1.3 光催化氧化

这种方法是借助于氧气、双氧水和光的作用来实现对污染物的氧化过程。

2.2 絮凝法

采用絮凝法就是石化废水中投加入絮凝剂PAC（聚合氯化铝），在絮凝剂的作用下废水中的微小油滴会发生碰撞或聚集，形成絮体，之后生成会沉淀达到油水分离的目的。采用这种方法对于石化废水中的有机污染物、浮游生物、藻类、浊度和色度等都有着很好的去除效果。在采用絮凝法进行污水处理时经常还会向其中加入一些助凝剂（PAM），以起到促进污染物絮凝的效果。

3 生化法处理技术

生化处理技术是现如今多数污水处理厂经常采用的工艺，无论是对于生活污水还是工业废水的处理都应用的十分广泛[5]，这种处理方法相比于其他的处理方法来讲，具有处理量大、处理效果好、运行管理简单、运行成本低等特点。图1为某污水处理厂处理石化废水的工艺流程图。

图1 工艺流程图

Fig.1 Process flow diagram

最为常见的生化法就是活性污泥法，这种方法主要是借助于活性污泥中的一些微生物对污染物的分解来实现水中污染物的去除，同时还会辅以一些化学的手段，形成一套系统的、规模化的处理流程。常见的活性污泥法处理工艺包括：A2/O法、A/O法、UASB法、SBR法等，下文以A/O为例介绍采用该工艺处理石化废水的原理和处理效果。

该处理工艺是一种水解酸化过程和生化过程有效结合的过程，这是因为生化过程对于废水有着一定的要求，必须具有一定的可生化性，专业上经常用B/C来衡量一种水体本身的可生化性，如果B/C值大于0.4，那么该水体就可以用生化法来进行处理，而水解酸化的目的就是为了将水体的B/C值提升到0.4以上。

3.1 工作原理

A/O工艺本身是一个反硝化的工艺，生化处理过程首先要经过缺氧池，然后在经过好氧池，其中，好氧池的一部分混合液会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会回流至缺氧池中，通过这种回流操作实现了循环利用，因此在运行管理上相对比较简单。这种处理工艺的核心工作原理就是微生物的硝化和反硝化反应。

其中，缺氧阶段进行的是反硝化反应：

对该反应产生影响的因素主要有：

pH值：反硝化反应的最佳pH值范围在7.0～8.0左右。

溶解氧（DO）：采用活性污泥法进行的反硝化反应对于DO值的要求为不超过0.5 mg/L.

温度：反硝化反应受温度影响比较大，通常最合适的温度范围为20～40 ℃。

好氧阶段进行的是硝化反应：

对该反应产生影响的因素主要有：

pH值：反硝化反应的最佳pH值范围在8.0～8.5左右。

溶解氧（DO）：采用活性污泥法进行的反硝化反应对于DO值的要求为2～3 mg/L。

温度：反硝化反应受温度影响比较大，通常最合适的温度范围为30～35 ℃。

3.2 COD去除效果

COD值是衡量一中污水处理效果的重要指标，采用A/O处理工艺进行石化废水的处理时其COD的去除效率通常和水力停留时间（HRT）与污泥负荷有关，通过实验调查这两种因素对COD去除效果的具体影响如表1、表2。

表1 HRT对COD去除效果的影响

Table 1 Effect of HRT on COD removal rate

表2 污泥负荷对于COD去除效果的影响

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

3.3 其它污染物的处理效果

除了COD值是衡量一中污水处理效果的重要指标之外，还需其它一些指标，采用A/O工艺进行石化废水处理对这些物质的去除效果为：BOD的去除率可以达到90%以上，悬浮物的去除率可以达到90%以上，总磷的去除率可以达到85%以上，总氮的去除率可以達到75%以上。

4 结 论

综上所述，对石化废水的处理技术是多种多样的，但是从总体上来看，采用活性污泥法具有很好的处理效果，同时在运行成本上更低、运行管理上更加便捷，因此受到广泛使用，通过本文的介绍，希望能为石化废水的处理研究提供一定的借鉴。

参考文献：

[1]陈卓.低温膜蒸馏技术在石油化工废水处理中的应用[C].全国石油与化工行业节能节水减排工作及技术交流会论文集，2009.

[2]张彬.石油化工废水处理技术研究进展[C].石化行业节水减排技术专题研讨会论文集，2009.

[3]李多民，乔东凯，郑英杰.石油化工废水处理链条式刮油刮泥机结构改造[J].给水排水，2011，37（04）：101-103.

[4]乔东凯，李多民.石油化工废水处理移动罩滤池系统的改造技术研究[J].价值工程，2012，31（19）：211-212.

[5]马鹏良，张海.石油化工工业废水综合治理[J].环境工程，2012，27（S1）：65-67.

[6]石英.石油化工废水处理技术及发展趋势[J].黑龙江科技信息，2013（22）：27+29.