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，根据检测，可知其中含有油、硫、酚、COD、多环芳烃化物、芳香胺类化合物以及杂环化合物等。

1 含油废水

主要来源：工艺过程与油品接触的冷凝水、介质水、生成水，油品洗涤水、油品运输船压舱水、循环冷却水、油品油气冷凝水、焦化除焦废水及受油品污染的地面水。

2 含酚废水

主要来源：常减压延迟焦化、催化裂化及-丙酮、间甲酚、双酚A等生产装置。

3 含硫废水

主要来源 ：炼油厂二次加工装置、分离罐的排水、油品和油气的冷凝分离水、芳烃联合装置。

4 含氰废水

主要来源：丙烯腈装置、腈纶厂聚合车间、纺丝车间及回收车间排水、丁腈橡胶装置。

5 含醛废水

主要来源：乙醛装置、维纶抽丝装置、醋酸乙烯装置、甲醛装置等。

6 含苯废水

主要来源：制苯车间、苯乙烯装置、聚苯乙烯装置、乙基苯装置、烷基苯装置以及乙烯装置的裂解急冷水洗废水。

7 含酸碱废水

主要来源：炼油厂、石油化工厂的洗涤水，成品罐的切水、锅炉水处理排水及酸碱汞房的排放水。

石化废水中含有大量的有毒有害物质，尤其是其中的某些成分能够与土壤中的磷、氮元素进行紧密的结合，进而导致土壤中的磷、氮元素含量严重不足，从而对植物的正常生长造成严重的不利影响。

石化废水中还含有大量的重金属元素，例如，砷、铬、镍、铍等，一旦随着水进入到人体内就会对大大提高癌症的发病率，对人们的身体健康造成非常严重的影响。

未经处理的石化废水被排入到河中，还会导致水中的含氧量大大降低，会对水中动植物的正产生长发育造成不利影响，而且水中的微生物对石化废水中的有机物质进行降解时，会消耗水中溶解的大量氧气，进而破坏了水中溶解氧的平衡，不利于动植物的长远发展。

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：

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。

一家研究院通过小试试验，对SBR法处理石油化工废水进行了研究。用压缩空气充氧，污泥浓度保持5000~7000mg/L，反应器温度在28~32℃。结果表明，在CODCr进水容积负荷为0.6kgCOD/(m3·d)，氨氮容积负荷为0.07kg/(m3·d)的条件下，CODCr去除率为94%，氨氮去除率为90%以上，总氮去除率在60%左右，具有良好的去除效果。

运用SBR法处理吉林石化厂废水，控制温度在20℃左右、pH在6~9条件下，氨氮有较好的去除效果，进水氨氮40~50mg/L时，出水氨氮能够达到2~3mg/L，去除率在90％上。

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。

等对传统活性污泥法进行改进，采用氧气曝气法处理高COD、含硫、含氨的石油化工废水，试验对氧曝和空曝进行了对比。经过三个月的运行表明，与空气曝气法相比，氧气曝气法净化效果高，出水水质好，COD和BOD5的平均去除率可达到88.6%和97.6%；且操作平稳安全，抗冲击性能强，污泥沉降性能好，相对提高了反应器的容积负荷。但是该方法由于使用纯氧，成本较高，因此很难推广。

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。唐逸衡将混合推流式曝气池分成六段。

前四段作为异氧菌繁殖场所，主要去除有机碳；后两段以进行硝化反应为主，通过改变运行条件来促进硝化细菌的生长。在第五段利用厂区生产装置产生的废碱液来调节pH值和碱度，实现在去除COD、酚、油等物质的同时，提高氨氮的去除效率。

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。

等采用悬浮填料接触氧化生物反应器对高浓度石油化工废水进行处理。通过6h、8h、10h、12h四个不同水力停留时间的硝化过程，取得了不同运行条件下的氨氮去除效果。

结果表明，悬浮填料生物反应器可以达到生物硝化的目的。当进水中BOD5和CODCr浓度变化范围在77.4~234mg/L和245.5~695.7mg/L时，其平均去除率分别为90%和80%以上，平均出水浓度分别小于15mg/L和90mg/L。试验期间进水氨氮浓度在8.3~53.2mg/L范围内时，四个工况条件下的平均去除率分别为55.5%、86.7%、91.1%和95.6%，平均出水浓度分别是9.43mg/L、3.10mg/L、1.71mg/L、0.79mg/L。

3.6 A/O法

A/O法的简要工艺流程如图3所示：

采用A/O工艺处理广州某重油制气厂废水。结果表明，A/O工艺对氨氮具有很强的去除能力，去除率达到95%以上，出水氨氮稳定达标排放；对COD也有较高的降解能力，正常情况下去除率达到80%以上。从理论上讲，A/O工艺对石油化工废水具有良好的处理效果，但在实际工程中往往会出现以下问题：

（1）受到进水水质的影响较大，氨氮去除效果不理想；

（2）O段的水力停留时间难以控制。很多采用A/O工艺的石化废水处理厂为了获得较高的有机物去除效率，将O段水力停留时间设置的很长，有时长达30~40h。过长的停留时间会使微生物处于衰减相运行，污泥中的灰分较多，污泥的活性降低，聚凝性能变差。

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：原废水首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。

3.9 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。

采用两段活性污泥法（AB工艺）处理石油化工废水，在进水COD为1600mg/L，BOD5为800mg/L，总容积负荷为1.2kgCOD/（m3·d）的条件下，COD去除率能达到96.5%，BOD5去除率达98%以上，氨氮去除率也达到了较高的水平。但是在利用两段活性污泥法处理高浓度石化废水时，普通活性污泥法的缺点也难以避免，如受废水中有毒物质的影响较大，COD去除效果不稳定，耐冲击能力差等，因此很难满足日益提高的出水水质要求。

3.10 厌氧—生物膜法

厌氧—生物膜法是厌氧降解和生物接触氧化法处理的组合工艺。

等利用厌氧降解和生物接触氧化法处理奥里油化工废水，探索了该工艺对奥里油化工废水的适应能力和处理效果。结果表明，该工艺处理奥里油石油化工废水处理效果较好，厌氧降解处理COD负荷8.7kg/(m3·d)，平均去除率达35%，好氧处理COD负荷1.87kg/(m3·d)，平均去除率达69%，生物处理COD总去除率达80%，最终出水达到污水综合排放（GB8978—1996）二级标准。

等采用水解—好氧生物膜工艺对难降解的石油化工废水处理进行研究。其中水解段HRT12h，一段和二段接触氧化池的HRT各为12h，水温为10℃。研究结果表明，当系统进水COD、氨氮、酚和硫化物的浓度分别为2066.4mg/L、120.74mg/L、283.44mg/L和20.76mg/L时，处理后出水浓度分别为236mg/L、74.33mg/L、0.86mg/L和1.22mg/L，达到国家三级排放标准。运行过程中，将沉淀池的污泥回流至水解酸化池并在其中得到消化，因而本工艺基本无剩余污泥排放。此外，系统还具有运行稳定、耐冲击负荷能力强的特点。

3.12 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。

国内外学者在处理石化废水方面做了大量的研究工作，在处理工艺、运行条件上得出了一些有重要价值的结论，这对于处理高浓度、难降解废水具有重要的指导意义。通过以上分析也可以发现，采用常规的工艺处理高浓度、难降解的石油化工废水存在着以下问题：

（1）污泥培养困难，活性不高甚至大量死亡，系统耐冲击负荷能力差；

（2）高浓度进水时有机物的去除效率不高，不能满足出水水质的要求；

（3）有些工艺虽然能够实现有机物高的去除率，但是硝化脱氮效果较差，出水氨氮的浓度较高；

（4）对废水中有毒物质的适应能力低，有毒物质去除率效果不理想。同时废水中有毒物质的存在往往导致大量微生物死亡，影响有机物、氨氮的去除效率；

（5）难以实现自动化控制，操作繁琐，运行成本高。

通过有关学者地积极探索，新的、更有效的处理高浓度、难降解的工业废水的工艺是采用两段法的基本思想，即将有机物的降解和硝化脱氮分别置于两个不同的反应器中进行，这不仅避免了常规的一段法产生的葡萄糖效应，而且在第二段发生了硝化反应，提高了系统的脱氮效率。