石油化工污水回用处理工艺技术进展

[摘 要]随着水资源的日益短缺和对石油产品需求的持续增加,加大了石油化工企业的污水处理量和工业用水总量.研究适宜的污水深度处理工艺以保证石油化工污水循环回用是十分必要的.

[关 键 词]石油化工企业；污水回用；进展

中图分类号：TU276.7文献标识码：A文章编号：1009-914X（2014）44-0034-01

我国的石油化工工业污水一般采“隔油―浮选―生化”的处理工艺,绝大多数石油化工企业的外排水虽可以达标,但石油化工污水的排放量逐年增加,必然会导致各种污染物在水体、土壤或生物体中的富集,经历复杂的迁移转化过程,仍会带来一定程度上的污染.近年来,随着三次采油技术的不断深入,进厂原油的含水量和其他用于驱油改性的化学物质种类及含量大幅度增加,炼厂电脱盐及后续生产工艺污水排放量明显增加,且随着经济的快速发展,人们对石油产品的需求量与日俱增,2013年我国加工原油4.84亿t,按我国目前加工工艺和污水处理现状,仅炼厂就向环境排放2.85亿t～12.35亿t污水,而我因人均水资源还不到世界平均水平的1/4,数水资源严重短缺的国家,石油化工企业发展壮大与水资源严重短缺矛盾日益尖锐,这也为石油化工企业污水深度处理回用技术的发展提供了一定的机遇.因此,研究适宜的污水深度处理工艺以保证石油化工污水循环回用显得十分必要.

1石油化工污水治理现状

1.1石油化工污水治理典型工艺流程

1.2治理现状

石油化工污水处理技术按治理程度分为一级处理、二级处理和处理.一级处理所用的万法包括格栅、沉砂、调整酸碱度、破乳、隔油、气浮、粗粒化等；二级处理方法主要是生物治理,如活性污泥、生化曝气池、生物膜法、生物滤池、接触氧化、氧化塘法等；处理方法有吸附法、化学耗氧法、膜法等.炼厂污水一般经二级处理可达标排放.国内采用处理的企业极少,而国外很多石油化工厂污水一般都有或深度处理工艺.

2石油化工污水处理面临的问题

我国的石油中重质油和含硫原油相对密度大,为提高轻质化程度,加大了化学加工工艺的难度,加工过程中产生的废水成分复杂、排污量多,废水处理难度大.按现在的发展速度,2013年原油加工量将达2.84亿t,石油化工污水就达2.85亿t～12.35亿tt.全国有大型炼厂80多家,中小炼厂不计其数,据国家环保局统计,真正达到规定排放标准的不足50%.水资源的严重短缺和环境因素制约着我国石油化工企业的进一步发展壮大.为解决这些问题.研究适宜的污水深度处理工艺使石油化工污水循环回用是十分必要的.

3回用水深度处理方法

深度处理技术按照原理不同,可分为物理处理法、化学处理法和生物处理法.单一的深度处理技术一般只能去除某一类污染物,几种技术有机耦合才能满足回用水质的要求.

3.1物理处理法

物理处理法主要包括沉淀、过滤、吸附、空气吹脱、膜分离等.沉淀主要用于固液分离,澄清水质,去除大颗粒的絮体或悬浮物.过滤主要是澄清水质,可以去除大于3μm的悬浮物、病原菌等.常用的过滤介质有石英砂、褐煤、核桃皮、活性炭等.利用活性炭或某些粘土类材料的巨大比表面积吸附大分子有机物,去除色度,降低COD和去除某些无机离子.膜分离技术用于污水深度处理的历史很短,但用途却十分广泛.根据膜材料孔径的不同,可将其分为微滤、超滤、纳滤和反渗透等几种.

3.2化学处理法

化学处理法主要有絮凝、化学氧化、消毒、离于交换、石灰处理、电化学和光化学处理等.絮凝是指投加无机或有机化学药剂使胶体脱稳,凝结悬浮物、絮体等,去除悬浮物和胶体,常与沉淀、过滤等结合使用.化学氧化能去除COD、BOD、色度等还原性有机物或无机物,如O3氧化、H2O2+FeSO4氧化等,常与其它方法结合使用.消毒是指利用Cl2、ClO2、O3等杀生剂、UV和电化学方法杀灭细菌、藻类、病毒或虫卵.离子交换能去除水中的阴、阳离子,用于咸水或半咸水脱盐.石灰处理用于沉淀钙、镁离子,降低水的硬度,防止结垢.电化学、光化学处理能去除水中的难降解物质,如UV催化氧化或辐照处理,电水锤技术、脉冲电晕技术等,常与化学氧化结合应用.

3.3生物处理法

生化处理技术中,较为典型和成功的是间歇式活性污泥法（SBR）和氧化沟.间歇式活性污泥法是将初沉池、反应池和二沉池各工序放在同一反应器（SBR反应器）中进行,处理过程分为进水、反应、沉降、出水、闲置五个阶段.废水在SBR反应器的曝气过程中与污泥完全混合.完成降解反应后,停止曝气,活性污泥颗粒在静置中沉降,上层的清水自反应器中排出.SBR法的特点是简化了工艺结构,提高了反应器的混合传质效率,投资少,反应易于操作控制.氧化沟亦称氧化渠或循环曝气池,其特点是采用横轴转刷或竖轴表面叶轮曝气来推动水流.该工艺能耗低,具有推流式和混合式两者的特征.

4石油化工污水深度处理用于回用的研究进展

4.1国内石油化工污水深度处理与回用的研究进展

国内石油化工污水处理及回用的试验与应用已有近三十年历史.七、八十年代以来,东方红炼油厂、长岭炼油厂、大连红星化工厂等先后将经过处理的外排水直接回用于循环冷却水系统,由于回用水的腐蚀性、微生物、NH3―N、COD、BOD过高等原因,效果并不理想.90年代以来,世界范围的缺水危机以及巨大的回用水处理市场促进了污水回用研究和应用的快速发展,炼化污水深度处理及回用的研究不断深入,使长期存在的问题：腐蚀性问题；微生物的去除；NH3―N影响的解决；COD、BOD的降低等基本得到解决.

上述处理方法和工艺均为近十年间国内处理效果较好的石油化工污水回用的深度处理技术与工艺,部分综合处理工艺所处理的污水主要指标已达地面水Ⅳ级标准,完全可以循环回用.

4.2我国石油化工污水深度处理与回用的研究进展

国外石油化工污水的处理和回用研究始于20世纪四、五十年代.最初,石油化工污水的处理多采用“隔油―浮选―生化处理（活性污泥法）―沉淀”的工艺流程,甚至仅有隔油、过滤等物理化学处理流程,该工艺对COD、油有一定的去除效果,处理后的水一般外排,和回用的水质要求差距较远；70年代,一些先进而成熟的水处理技术或工艺应用于石油化工污水处理领域,使处理后的水质越来越好,A/A/O工芝、厌氧―好氧生物处理工艺、氧化沟、序批式生物反应器（SBR）、生物滤池、生物流化床等先后出现在石油化工污水的处理系统中.新型曝气方式和新的填料在处理装置中的应用使污水的外排不仅可以达到标准,而且部分水质指标与回用要求相近；90年代以后,O3氧化、生物活性炭法（BAC）、膜分离、膜生物反应器（MBR）、光化学及电化学等水的深度处理技术成为国内外石油化工污水回用研究的热点,处理后出水的水质甚至可以达到饮用水标准,完全能回朋于工业生产和生活中.例如JoelHA和HolgerGulyas等采用或深度处理工艺,因此其出水水质好,水的重复利用率高；美国的Knoblock等人将膜过滤与生物反应器结合用于深度处理石油化工污水,装置长期运行十分稳定,出水水质优良.总之,国外的石油化工污水处理运用了多种净水技术,工艺流程较长,污水回用率高,但其处理费用也很高.

5结论

目前,国内对炼化污水回用的研究已接近国际先进水平,部分技术应用后所处理的污水主要指标已达地面水IV级标准,但由于大多数石油化工厂原油来源不稳定,生产方案受市场影响大,导致污水水量和水质波动大,处理工艺难以适应不同工况,处理装置的抗冲击能力弱,外排水仅能达标排放,石油化工污水投入生产性回用的实例很少,即使部分投入生产的回用水深度处理装置也存在着污染物去除不彻底、回用于循环冷却水的药剂用量大而且依赖性高等缺陷,使得科研水平与应用水平不匹配,导致我国在石油化工厂污水回用技术的运用上滞后国外发达石油工业国家十几年.随着水资源的严重短缺和石油加工量的持续上升,石油化工污水回用技术一定可以得到进一步的发展并较快地应用于实际生产运行中,显示出可观的环境、经济和社会效益.