石化废水的特点与处理工艺

石化废水是石化工业在生产各种石油产品和有机化工材料过程中产生的废水。石化废水污染物种类多、成分复杂、水质水量波动大，废水中含有石油类、苯和苯的衍生物等多种毒性有机物，属于难降解的工业废水。

一、石化废水特点

石油化工废水种类繁多，组成复杂，毒性大，抑制生物降解和浓度高，主要特性如下：

1、水量大、水质复杂和变化大

石油化工生产规模趋向于大型化，生产过程中需加入各种溶剂、助剂和添加剂，再经过各种反应。因此，污水水量大，成份相当复杂。

2、有机污染较严重

石油化工污水所含的有机物主要是烃类及其衍生物。某些石化装置排出的高浓度的废液经过焚烧或其他适当方法处理后，COD仍然较高。

3、污水中含有重金属

由于石化生产许多反应是在催化剂作用下完成的，一个大型石油化工厂使用的催化剂可达数十种，因此，污水中往往含有重金属。

由于石化废水中所含有的污染物种类非常繁多，导致其中的污染组分也是非常丰富的，根据不*的检测，可知其中含有油、硫、酚、*化物、COD、多环芳烃化物、芳香胺类化合物以及杂环化合物等。

石化废水处理工艺

当前，石油化工、炼油废水处理工艺按照处理原理，可将所有处理方法归分为物理处理、化学处理与生化处理三类。

含油废水一般的处理工艺如下：

1、物理法

物理处理法通过物理作用，以分离、回收废水中不溶解的呈悬浮状态污染物质(包括油膜和油珠)，常用的有隔油、汽浮法、过滤法等。

1.1 隔油池

隔油池是石化废水处理工艺中常见的一种处理装置。依据沸水中悬浮物与水的相对密度不同这一特点除去悬浮物。

此法只能除去颗粒较大的水滴或油滴，作为初处理，成本低但效率一般。国内应用较多的隔油池是平流隔油池和斜板隔油池。

1.2 气浮法

气浮法：利用高度分散的微小气泡作为载体去粘附废水中的悬浮物,使其随气泡升到水面而去除.其处理对象是乳化油以及疏水性细微固体悬浮物。

药剂浮选法：在废水中投加化学药剂,选择性将亲水性污染物变为疏水性,然后气浮去除.两者统称气浮法。

常用气浮设备：加压溶气气浮﹑叶轮气浮﹑曝气气浮﹑射流气浮和电解气浮。

气浮法优点：处理效率高,生产的污泥比较干燥,表面刮泥方便,曝气增加溶解氧有利后续生化处理。

气浮法缺点：耗电量大,设备维修管理工作量大,易堵塞,浮渣怕较大风雨袭击。

1.3 过滤

一般炼油厂将过滤作为去除生物二处理出水中的残留胶体和悬浮物的手段，放在生化处理之后，可看成深度处理技术，可作为活性炭或臭氧等深度处理技术的预处理。

油和悬浮物的去除率可达60%~70%。投加助滤剂后，去除率可提高到90%以上。

多孔材料过滤利用滤料颗粒之间存在的孔隙使水穿过而悬浮物被截留。常用来使处理后水的浑浊度满足用水要求。

1.4 吹脱汽提法

通过向废水中通入载气，使两相充分接触，废水中溶解气体和易挥发的溶质在气液间传质进入气相，从而脱除污染物质。

石化废水中需要进行吹脱和气提处理的两个主要污染物是H2S和氨，它们主要来源于脱硫、脱氮和加氢处理过程中被破坏的有机氮和有机硫组分。

苯酚也可以通过此方法脱除，但是效率低于硫和氮。

1.5 超滤法

超滤是利用超滤膜(孔径约0.01~0.1μm)截留微小油珠，从而达到油水分离目的的方法。

吸附在油珠表面的活性剂或活性剂分子相互聚结成的胶束能被超滤膜截留。因此，超滤膜处理含油污水，不但能去除油，同时也能去除COD。

超滤法处理含油废水的*大优点是：处理过程中不投加任何药剂，操作简单，处理出水一般可达到工艺回用水要求。

但因膜透水率较低，故处理成本较高。浓缩后的残液(一般为处理水的5%左右)需进一步处置。

2、化学法

化学法向污水中投加某种化学物质，利用化学反应来分离、回收污水中的污染物质，常用的有化学沉淀法、混凝法、中和法、电解法等。

2.1 化学混凝法

化学混凝是用来去除水中无机物或有机胶体悬浮物的一种方法。它可除去固体悬浮物、胶体、可溶性重金属盐类、有机物、油类及颜色等。混凝处理受到废水的pH、碱度、污染物的数量、粒子大小、温度和搅拌等条件的影响。

为了更好地提高气浮处理效果，在回流加压溶气气浮工艺中向废水中投入某种絮凝剂，使水中难沉淀的胶体状悬浮颗粒或乳化污染物失稳，在互相碰撞的作用下，聚集、聚合或搭接形成较大的颗粒或絮状物，从而使得污染物能够更容易下沉或上浮而被去除。

2.2 电解法

其基本原理是在电流作用下，阳表面产生具有强氧化性的羟基自由基，将难降解有机物氧化成CO2和H2O。该方法具有氧化能力强、操作简便易于控制、无二次污染等有点，在现代工业废水处理中越来越受到广泛应用。

利用这种反应使污染成分生成不溶于水的沉淀物，或生成气体从水中溢出，使废水得到净化。

2.3 中和法

用化学方法消除废水中过量的酸或碱，使其pH值达到中性左右的过程称为中和。处理含酸废水以无机碱为中和剂,处理碱性废水以无机酸作中和剂。

中和处理应考虑以"以废治废"原则，亦可采用药剂中和处理、中和处理可以连续进行,也可以间歇进行。

中和的方法有酸碱废水中和、酸性废水的药剂中和法、酸性废水的过滤中和法等。

2.4 氧化法

氧化法是指通过将废水中的污染物与氧气进行反应，进而实现处理石化废水的目的。其中，光催化氧化法，是当前新的处理技术，通过利用半导体材料作为催化剂，在光照的条件下将污染物与氧气发生氧化还原反应，进而对其进行有效的去除。

3、生物法及组合工艺

生物法通过微生物的代谢作用，使废水中呈溶液、胶体以及微细悬浮状态的有机性污染物质转化为稳定、无害的物质，可分为好氧生物处理法和厌氧生物处理法以及各种组合工艺。

3.1 活性污泥法

活性污泥法是以活性污泥为主体的废水生物处理的主要方法。这种技术将废水与活性污泥(微生物)混合搅拌并曝气，使废水中的有机污染物分解，生物固体随后从已处理废水中分离，并可根据需要将部分回流到曝气池中。

活性污泥法是由曝气池、沉淀池、污泥回流和剩余污泥排除系统所组成。活性污泥中的细菌是一个混合群体，常以菌胶团的形式存在，游离状态的较少。活性污泥在曝气过程中，对有机物的降解(去除)过程可分为两个阶段，吸附阶段和稳定阶段。

3.2 SBR工艺

序批式活性污泥法（SBR法）是一种不同于传统活性污泥法的废水处理工艺，是在一个反应器内，按照给定的程序进行充水、反应、沉淀、排水及闲置等。该工艺通过曝气、停气，使系统内的好氧和缺氧状态交替进行。在降解COD的同时，相继进行了氨氮的硝化和反硝化，达到同时脱碳、脱氮的目的。SBR工艺结构形式简单，运行方式灵活多变，有较强的抗冲击负荷能力，具有一系列连续流系统*的优点。

3.3 厌氧生物处理

厌氧生物处理是高浓度有机废水处理常用的方法，具有能耗低、负荷高，再生沼气能源等优点。但在处理高浓度、难降解石油化工废水时，由于废水中往往含有对产甲烷菌有毒害和抑制作用的高浓度氨氮和硫化物，系统的处理效率会大大下降。

3.4 好氧生物处理

好氧生物处理是目前普遍采用的生物处理方法，因其处理成本低，运行操作简单，在大多数的工业废水处理中被广泛采用。

利用推流式混合曝气池处理高浓度石化废水是活性污泥法的另一个改进，然而该方法同样存在着COD、BOD5、油、酚、硫化物等的去除率高，而氨氮去除率低的问题。

3.5 接触氧化法

接触氧化法是一种兼有活性污泥法和生物膜法特点的一种新的废水生化处理法。这种方法的主要设备是生物接触氧化滤地。在不透气的曝气地中装有焦炭、砾石、塑料蜂窝等填料，填料被水浸没，用鼓风机在填料底部曝气充氧；空气能自下而上，夹带待处理的废水，自由通过滤料部分到达地面，空气逸走后，废水则在滤料间格自上向下返回池底。活性污泥附在填料表面，不随水流动，因生物膜直接受到上升气流的强烈搅动，不断更新，从而提高了净化效果。生物接触氧化法具有处理时间短、体积小、净化效果好、出水水质好而稳定、污泥不需回流也不膨胀、耗电小等优点。

3.7 IMBR-A/O法

IMBR-A/O工艺是将MBR与A/O工艺相结合的一种方法。

IMBR-A/O工艺流程为：原废水先经过栅网去除粗大颗粒状悬浮物并静沉，再由泵抽到原水槽，然后经斜板沉淀池到前置反硝化A段(厌氧槽)。

再溢流进入好氧反应器O段(好氧槽)，在出水泵的抽吸作用下得到膜过滤出水，好氧槽连续曝气。

3.8 生物膜法

生物膜处理法是与活性污泥法并列的一种污水好氧生物处理技术。这种处理法的实质是使细菌和真菌类的微生物、原生动物和后生动物一类的微型动物附着在填料或某些载体上生长繁育，并在其上形成膜状生物污泥———生物膜。

污水中的有机污染物作为营养物质，被生物膜上的微生物所摄取，污水得到净化，微生物自身也得到增殖。

3.9 两段活性污泥法（AB法）

AB工艺是吸附-生物降解工艺的简称，是在常规活性污泥法和两段活性污泥法基础上发展起来的一种新型的污水处理技术。

3.10 水解酸化-好氧生物处理工艺

水解是指有机物进入微生物细胞前、在胞外进行的生物化学反应。微生物通过释放胞外自由酶或连接在细胞外壁上的固定酶来完成生物催化反应。

酸化是一类典型的发酵过程，微生物的代谢产物主要是各种有机酸。

水解和酸化是厌氧消化过程的两个阶段，但不同的工艺水解酸化的处理目的不同。

水解酸化-好氧生物处理工艺中的水解目的主要是将原有废水中的非溶解性有机物转变为溶解性有机物，特别是工业废水，主要将其中难生物降解的有机物转变为易生物降解的有机物，提高废水的可生化性，以利于后续的好氧处理。