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文档简介
石化废水处理方法技术研究摘要随着我国综合国力的提升,我国石油公司发展及其迅速,石油公司也关系了到了中国十四亿人民的安定生活,与国家的经济发展和稳定息息相关。在环保法的完善下,我国公众的环保意识大幅度提升,石化废水的处理问题也引起了国营石油企业的关注,相应的废水处理办法和标准也在逐步发展和完善,目的就是减少石化废水排放对动植物活性,人类健康,生态环境造成的影响。本文的研究内容是现如今在生产应用中的石化废水处理技术的分析与对比,找到各个石化废水处理的优缺点,结合文献资料对我国国情进行合理化分析。关键词:石油化工;废水处理技术;废水目录TOC\o"1-3"\h\u15020一、绪论 19770(一)石化废水的来源 228322(二)石化废水的特征 219474二、石化废水处理的物理方法 418470(一)膜分离技术 411247(二)物理隔油 530964(三)气浮法处理石油化工废水 526485(四)活性炭吸附法处理石油化工废水 67987三、石化废水处理的化学方法 78810(一)臭氧化处理石化废水技术 715583(二)絮凝法处理石化废水技术 822244(三)化学沉淀法处理石化废水技术 82972(四)高级氧化法处理石化废水技术 826703(五)物化法处理石化废水技术 96165四、石化废水处理的生物方法 1121461(一)SBR处理技术 1110575(二)活性污泥处理技术 114322(三)好氧生物处理技术 1223449(四)厌氧生物处理技术 132769五、石化废水处理存在的问题 1421507(一)处理方法的不确定性 149484(二)处理效果的不稳定性 1422657(三)处理结果的不确定性 141317(四)初步解决办法 1414879六、结语 16一、绪论我国自二十世纪开始便开始逐渐成为能源消耗大国,能源在现代社会无非就是煤炭和石油。煤在生产中是至关重要的,因为只有充分的煤燃烧才可以产生充足的能源,不过充分的煤燃烧所产生的结果便是巨大的机动车废气环境,而二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等这些大气环境污染物对自然环境以及人类身心健康都有极大的影响。而石油化工的主要工业生产工艺流程就是通过对原油进行裂解,分馏以及合成等化学处置生产技术,而这样的原油才是在人类生活中真正能够用到的,不过这种油气化工生产过程并不像普通煤燃烧形成废气,而石油化工的主要工业生产过程中会形成巨大的石油化工废水ADDINCNKISM.Ref.{905E7D44355D467a8CDBB2922DF94EFA}[1]。石化工业废水中含有大量的有毒有害化学物质,特别是其中的某些成分可以对土地中的磷、氮元素密切相互作用,从而造成了土地中的磷、氮元素极度短缺,从而对植物的正常发展造成了极大影响。并且石化废水对人体水体都有严重的危害。石油化工污水中含有大量的重金属单质,如,镉、锰、钴等,一但石油化工污水进入到身体内就会大大增加肿瘤的发生机会,对人们的身体产生极为巨大的危害。没有处理的石化污水一旦排到水体,还会造成水体含氧量的大幅度降低,造成水生生物的大量死亡ADDINCNKISM.Ref.{905E7D44355D467a8CDBB2922DF94EFA}[1]。同时水底的病菌也可以迅速解体污泥中的有机质,损失了大量的氧,从而损坏了水体中溶解性氧的稳定。因此,如果对石化废水处理不当其危害的严重性可想而知,对大自然的循环都有严重的破坏。保护自然环境,可持续发展已成为了中华民族的基本国策之一,而石油化工产业又是经济发展人民幸福生活的基本保障,所以想要两全其美既不破坏环境也不减少工业产值,对石油废水的处理就成了重要课题。只有解决好石油废水中的挥发酚、硫和苯等对环境破坏非常严重的污染物并且去除石油废水中的臭味,才能将石油废水排放到环境当中再循环再利用。目前,处理石油化工污水与其他工业废水的处理技术很相似,采用了物理处理技术、化学处理技术和生物处理技术这三类方式。这三种方法各有各的优势,如果想要有效的处理石化废水那么就必须将三种方法拆分组合,并且需要针对不同石化废水情况进行合理的选择和设置在污水处理的各个单元以达到真正清洁水源的目的。例如,物理方法中的活性炭吸附法一般在使用中会和化学方法中的絮凝和臭氧化技术一同使用。因为如果单纯的使用活性炭去进行吸附,那么处理成本会增加,且容易造成二次污染。石化废水的来源石化产品中,因为大部分材料都是原油,在通过裂解、分馏、合成重组等化学工艺加工后,会形成大量的炼油废气、化肥化纤废水以及洗涤污水和冷凝污水,而这种废水中所存在的化学污染也较多,会对环保产生很大的负面影响ADDINCNKISM.Ref.{8CF2BD7E7415408fBF70C788CE36FDB6}[2]。石化废气中存在油类、甲苯以及苯的衍生物等各种不易降解有机物,其污染类型多、存在很大的生态危害性。由于自然资源的短缺、社会大众对环境保护意识的增强,石油化工废水处理技术也越来越成为了当下的科研热点。我国的经济社会发展与国家资源能源安全和发展石化行业有着很大关系,所以自从改革开放之后中国的石化行业战略地位也在日益提升,中国石油中国石化等石油化工公司的蓬勃发展,基本在我国每一座城市县城里都有他们的影子。于是,为保障民众稳定的生存和我国经济社会的顺利发展,中国石化行业的和谐发展也就成为了头等的大事。石化废水的特征石油化工废水主要具有四大特点:排放量大,危害性高,处理难度大,污染物多样复杂ADDINCNKISM.Ref.{975FA2C9C5894c849C5EDBE83B6ACE65}[3]。第一目前石油仍然是世界上最大消耗能源之一,而且石油化工产业种类繁多,对于它的生产量是非常庞大的,而这过程中产生的石化废水排量也相应增加。这就造成了很多废水无处储存只能排放到自然环境中,加剧了污染现象。而且这对石化废水处理工艺要求也增加了,需要更大型的污染处理场地,更大蓄水池,而且有些对于石化废水处理工艺耗时较长,较少的污水处理长场地根本无法满足石油化工的需求。第二点就是石油化工废水中有着很多重金属元素,如砷、铬、苯等。这些重金属元素如果进入到自然水体环境中对于水体生物活性或者接触到石化废水的动植物都有很大危害,很可能造成大规模的生物死亡现象。其次重金属元素进入土壤中也会大量结合土壤中的氮磷元素,降低土壤肥力使土壤上的作物死亡,造成土地沙漠化。第三点石化废水的处理难度很大,由于石油工业废水的油污含量较多,这对于污水的处理有更高的要求,需要多重工艺连环处理才能达到无污染可排放的达标水平。通常,石油生成产生的废水都具有较丰富的生物毒性和不易分解产物,B/C值低于零点二,即可生化性能不好,并且对生态毒害较大。而从石化废水的产生方式来看,石化废水的主要来源是轻油热裂解产品和重质原油热裂解生产的废水。污水中存在着大量的挥发酚和硫、苯等。有机物浓度较高,并且有强烈恶臭,水量也较大。污染物粘附于生物表面,导致生物不能获取氧,从而给环境带来了巨大污染[4]。第四点就是石化废水的污染组分较为复杂。石油化工废水内含有油、酚、硫、氰化物、杂环化合物等物质,部分可被微生物降解,但还有一部分重金属元素无法降解,其对环境的污染程度较为严重ADDINCNKISM.Ref.{905E7D44355D467a8CDBB2922DF94EFA}[1]。这种复杂的污染组分就导致一些普通的物理方法是无法根本去除污染水中的污染物的,必须要通过一些生物化学手段联合使用,才可以到合格的达标标准。这给石化废水的处理在经济方面就造成了很大困扰,需要投入大量的资金。二、石化废水处理的物理方法膜分离技术膜分离技术是在化学物质地运行中以选择性的方法控制他们运转,达到将两项分离地效果。在结构上膜二侧可以为正极或者负极,固体和液体之间的均匀分布或不均匀等状况。在膜传递过程中,可以接受电场、浓度和压力等各种因素的影响干扰某种粒子的传播。而膜分离技术则是指利用多功能薄膜进行溶质的处理,进而进行液、气的分离提纯处理,是最新时代的技术,主要分为微滤、纳筛、渗透等技术,能迅速完成污染物色度的脱除,并及时完成小分子、有机物、细菌等污染物的分离[5]。膜分离技术可以大量节约石油化工废水处理的成本,因为它具有耗能低,原料成本低,尺寸小,配置相对简易具有模块化的特性。并且也可在不提高能源成本的情况下,使用膜分离技术处理少量小但有实用价值的物质成分[6]。但膜气分散工艺技术的另一项主要缺陷是选择性和渗入率成反比关联,而纳米复合膜则能够同时改善了涂膜的选择能力和渗入率,从而克服了这一问题。在石化废弃流中,包括了苯环化物或芳香胺等。它有强毒作用,在高含量下对生物处理也有作用。膜芳香族化合物生物处理系统(MARS)是一项较新的芳烃酸碱利用工艺。石化废气采取活性污泥法,经油水分开预处理后回用。由于城市污水管理规定的日趋严厉和处置水回用的增多,使用领先的膜生物反应器(MBR)工艺技术处置石化污水也受到了人类的关注[6]。范耀波ADDINCNKISM.Ref.{5FA650B1F41B491fA0630FDB7D0B9684}[4]等采用MBR装置处理石化废水试验表明,COD去除率为91%,BOD、SS和浊度去除率达到98%,石油、氨氮和磷的处理效果也优于常规二级污水处理,稳定性好污泥负荷大,污泥产量低。膜分离技术和传统的石油化工印染废水工艺技术比较能够带来更为简便,容易运行,维护较少的新工艺选择[6]。膜分离技术的其目的和吸附法差不多,都是为了消除污染物气味和色度的,但是将二者比较,膜分离法经处理后的水体稳定性比较强,对污水中有机质、细菌等的消除功效也更加突出[1]。李航宇ADDINCNKISM.Ref.{23724809062E47b7BAEF74B44E996DA1}[5]等人对石化废水的回用进行了中试研究,他们通过科研讨论决定采用超滤膜和反渗透膜的双膜法进行实验,实验过程中双膜法的运行系统非常稳定,对于石化废水的处理效果达标,并且出水水质符合国家对石化生产的要求。物理隔油石油化工废水都有一个巨大特点,就是在废水中含有大量的油类物质,而且油类物质会被悬浮在水面上的颗粒物吸附,这些吸附颗粒物再吸附浮油后会减低生物分解的作用,以至于降解作用大幅度降低,与此同时还会对生态环境造成威胁,自然环境无法消除这种含油颗粒物,一但排入到自然环境中,对水体中的动植物和灌溉地的农作物都有大威胁。石化废水的处理中物理隔油是很常用的物理方法,一般在处理石化废水的过程中会有一个隔油池,物理隔油就是在隔油池中进行的。将石化废水注入隔油池等待污染物自然沉降。合理使用隔断浮油技术,可以沉降工业废水中的浮油,从而降低颗粒状污染物的清理难度。在进行隔断浮油的过程中,要根据情况选择合适的隔油池,从而保证浮油不易聚集,并提高降低废水浮油及污染物的效率ADDINCNKISM.Ref.{FDF4C8165203499f9D4C57CFF7E4A9A1}[6]。在对石化废水处理过程中合理的使用物理隔油法可以降低石化废水中颗粒污染物的清洁难度。故而物理隔油法对于石化废水处理的过程基本是必备的,它就像一个大筛子,先把石化废水中的“大石子”在进行下一步的加工处理。进行合理的物理隔油可以将接下来的工艺更加简易,并提高石化废水的处理。但是物理隔油法无法完全去除石化废水中的污染物,只进行物理隔油很难对石化废水进行彻底清洁。气浮法处理石油化工废水气浮法是利用分散状况下的微小气泡对废水中含有的悬浮物予以有效剔除并分离的一种方式ADDINCNKISM.Ref.{9EAFB415637241bfB738B78D5804BEEF}[1]。石油化工废水处理中,絮凝后,内部会含有大量的悬浮固体颗粒,借助气浮法便可完成石油化工废水的处理,悬浮物比例会有所下调,从而深层次进行废水污染物的处理ADDINCNKISM.Ref.{280E8A320F9C4c71B4EC50CB21237A32}[7]。气浮法的优势再与它易操作,成本低并且效率高,对于石油化工废水中的固体悬浮颗粒有着显著的去除效果。一些学者利用涡凹气浮系统处理、旋切气浮法或者单极气浮技术和多级板式塔理论相结合都验证了气浮法可以更有效地去除石油化工废水中的含油量,提高了石油化工废水处理的效率。气浮法的缺点与物理隔油法相似,那就是无法将废水中的污染物完全去除需要结合其它的处理方法一起进行。涡凹气浮工艺之所以被一些炼油厂所采用是因为它和其它气浮工艺有着最大的区别,就是在没有回流泵的前提下也具有操作简单,能源消耗率低,和处理效果好的特点。陈卫伟ADDINCNKISM.Ref.{C8F363F4793F4ecdB85EF20079A03BC6}[8]通过再隔油池中加入涡凹气浮工艺处理石化废水,实验用油的含油量约为200mg/L,而通过了涡凹气浮装置将含油量减少了超过190mg/L,达到了惊人的10mg/L以下,去除效率高达百分之九十五。同时,在研究中他们发现,再通过涡凹气浮装之前需对污染水进行隔油处理,不然COD和油的去除结果将会及其不稳定。活性炭吸附法处理石油化工废水活性炭吸附工艺是通过活性炭高比的表面积对石化废水中的污染物质进行吸附处理,这和新装修的家中摆放活性炭吸附甲醛有着相同的原理ADDINCNKISM.Ref.{FFE9E3F0C2454bd98D87BA0FBB544ADC}[9]。吸附法是利用固体物质的多孔性特征,将石油化工废水中含有的污染物质进行吸附剔除的一种方式ADDINCNKISM.Ref.{BE47C58F80A9457b9728EC30E800A323}[1]。需要注意的是在石化废水处理中使用活性炭会造成二次污染,所以很多时候吸附法需要结合絮凝和臭氧化技术一起使用,不但效果更好,效率更高而且还降低了成本。吸附法的优势在于再借助活性炭对石化废水完成吸附,可以有效的去除某些污染物的含量。是一种非常常用的物理处理石化废水的方法。但缺点是活性炭成本高,在污水处理中也较为受限,对于部分污染物基本无法去除而且在使用可能会导致石化废水的二次污染,这反而增加了污水的处理难度。不过随着科技的发展更多新的新型吸附材料逐渐诞生,如纤维活性炭。刘天竺ADDINCNKISM.Ref.{03CFE8228E5E43b6824C058632C68622}[10]等人通过对石化污水净化后COD、挥发酚、颜色、浑浊程度和水中磷含量指标的对比后发现,砂滤与活性炭吸附相结合的方式可以良好的降低石化废水出的污染指标,同时通过实验他们发现,通过此方法净化后的废水指标完全满足循环冷却水的应用,非常符合可持续化发展,废物再利用的环保要求。三、石化废水处理的化学方法臭氧化处理石化废水技术臭氧化处理石化废水在工业生产中非常常见,如石油生产,环境修复等方面。其基本原理主要是通过把化工制剂直接加入到工业废水中,使石化废气中的无机污染物进行氧化还原反应,得到的沉淀物再采用过滤等物理化学方式,以实现除去污染的目的臭氧氧化法的工艺原理:利用臭氧和分解产生的羟基自由基直接氧化污水中的污染物ADDINCNKISM.Ref.{8C36689678F94e1aAAD6BDB23EBBDC4E}[11]。直接氧化反应选择性强,反应速度慢;间接羟自由基反应无选择性,羟自由基电位高,反应能力强,反应速度快。它能引发连锁反应,完全降解许多有机物。臭氧化处理能够避免二次污染,但成本及投资费用较高,在废水处理上有一定限制ADDINCNKISM.Ref.{F801C472EEB341b3936107E2495BA45B}[1]。臭氧化工业废水处理科技主要运用臭氧作为强抗氧化物,针对废气进行有效空气净化、杀菌等有效处置方式。此项工艺技术应用后,能迅速降低废气中各种金属分子等化学污染物的化学含量,与其他去污工艺技术相比具有优点[5]。MoussaviGADDINCNKISM.Ref.{F8E32BF40977492aA8C244E3F7E9AA71}[12]等人使用臭氧化技术去除石化废水中有机污染物苯酚,他们用氧化镁纳米晶介孔粉末作为实验的化学催化试剂。通过实验表明,在石化原水苯酚浓度为1100mg/L、COD为2500mg/L的情况下,通过臭氧化技术和催化剂的作用下苯酚的浓度只有了50mg/L左右,去除效率高达百分之九十六,而且COD含量也从2500mg/L降低到了750mg/L,去除率也有百分之七十之多。只有他们又通过了歇式生物反应器对污染水进行二次净化,仅仅通风10h后COD就从750mg/L降到了20mg/L左右,但是他们将还没有经过处理苯酚废水添加到歇式生物反应器中发现,需要超过50h,COD才仅仅下降到100mg/L左右。由此可以看出,在臭氧催化氧化的过程中添加氧化镁纳米晶介孔粉体作为化学催化剂,效果非常显著。高峰ADDINCNKISM.Ref.{AA0DF831C2954383A0D064FD263127A3}[13]等通过对可生化性差的石化废水进行臭氧化技术处理,得到结论发现,在进行臭氧化技术处理后的废水COD含量显著去除,而且石化废水的可生化性也得到很大的改善。但在实际的化工生产中,只采用臭氧化技术处理石化废水的经济性上是不合理的,只有通过臭氧化技术先将石化废水的可生化性进行改善,再运用生化技术降低石化废水的COD等污染物的含量才是经济可靠的方法。絮凝法处理石化废水技术在石化废水的处理中,絮凝法处理石化废水是关键的一步工序。絮凝法其主要工作原理是借助絮凝剂破坏胶体中的稳态性,并逐步形成絮凝状物质,从而保证石化废水得到净化处理。ADDINCNKISM.Ref.{C40A8F35573D4304BF77F9BE5698F733}[7]絮凝法处理石化废水的主要技术优势在于其可以有效的去除石化废水中的有机污染物,如苯和苯的衍生物等。去除这些有机污染物对石化废水的处理十分重要,其对水生态环境的污染十分严重。这就体现了絮凝法处理石化废水的核心竞争力。但絮凝法在使用试剂时需要精准,对于数据的计算是非常大量且精细的。如果絮凝试剂不足会导致污染物残留,如果试剂过量可能对水质产生二次污染。杨杰ADDINCNKISM.Ref.{ACB7DBE1F0A241039C4EE680C52D462B}[14]等在处理石化废水时采用了絮凝法,Fenton法,SBR法相结合的方式。实验表明,絮凝法可以有效降低石化废水COD的有机负荷,而Fenton法则可以改善石化废水的生物可降解性,这对之后的废水处理有着重要的作用。通过三十分钟的絮凝和一个小时的芬顿氧化,COD去除率就达到了百分之七十七,接着使用对将废水放进序批式反应器进行进一步处理,最终使其达到符合国家环保标准的可排放水。化学沉淀法处理石化废水技术该方法处理废水污染物是较为传统的模式。其主要原理是将可溶性化学试剂添加到废水当中,保证其与废水中的无机污染物发生化学反应,反应生成沉淀物。及时在污水中进行沉淀物的分离,可保证污水得到快速净化ADDINCNKISM.Ref.{A08EADF098E84a9496CD9F5E7D3455D6}[7]。化学沉淀法的优势在于在处理石油化工废水时反应时间短,而且其流程非常简单根据废水中污染物的分析加入合适的化学试剂即可。在化学试剂的作用下石化废水中的废料去除效率非常高,可以实现短时高效的净化效果。高级氧化法处理石化废水技术高级氧化法主要针对难降解有机物,如芳香烃、卤代烷烃、杂环物质、高稳定性和生物毒性物质。这种有机物不适合生物降解,只能用氧化性更强的高级氧化法处理。在石化废水中存在大量的杂环类物质如,苯和苯的衍生物,通过高级氧化技术这些难降解的有机污染物质就可以去除达到环保标准。高级氧化法的主要核心原理是在化学试剂,紫外线,和O3的作用下在石化废水中产生非常强烈的氧化基,再通过氧化基氧化降解石化废水中的核心污染物,使污染物变成H20、CO2或者沉淀物的形式,以达到净化污水的作用ADDINCNKISM.Ref.{736232929C4542af891D185079861619}[15-16]。Fenton氧化的主要原理是通过H2O2加入化学催化剂氧化石化废水中的Fe2+离子,生成具有强氧化性的的氧化基,芬顿法由于氧化能力强故而用于去除石化废水中难以氧化的污染物。GhoshPADDINCNKISM.Ref.{55803231B1934b5c8D2F7329C7E23864}[17]等人通过运用Fenton法氧化石化废水中的污染物,结果表明,在初始石化原水中含有11500mg/L的COD通过十分钟的芬顿氧化就可以将COD含量降低至百分之九十七。普通Fenton法对石化废水和实验条件要求较低,可以有效的去除含有废水中的污染物质,但值得注意的是Fe2+离子在氧化反应过程中容易形成络合物,影响反应过程,容易造成石化废水的二次污染ADDINCNKISM.Ref.{9B913656D0F146788C36A11A746122CC}[18-20]。石化废水与农药废水、焦化废水、垃圾渗透液等废水污染物具有大量相同共性,故而通过以下研究可验证芬顿氧化技术在对于石化废水处理的可操作性。王少峰ADDINCNKISM.Ref.{950904C52C8546c78901FF889CB36590}[21]2017年发现,采用两级高级氧化法处理高浓度废水,COD从20845mg/L降至80mg/L以下。周林ADDINCNKISM.Ref.{4AE51FA777A0425597AECA1E55A7E981}[22]在2016年研究了废水处理。芬顿试剂用于治疗。在最佳条件下,COD和氨氮的去除率分别为77.81%和51.33%。袁彦磊ADDINCNKISM.Ref.{490F5DC1387946db81AADAD6FE108D98}[23]于2015年研究了污染水,采用聚合硫酸铁混凝和Fenton法,COD去除率达到88%。uv-Fenton法在传统Fenton法的基础上,增加了紫外线,提高了利用紫外线的光催化活性,提高了过氧化氢的利用率,提高了连锁反应的速率。同时,它可以延长铁元素的催化活性,使反应更持久。此外,紫外线本身可以降解污染物。然而,缺点是设备成本高,紫外线灯维护困难,不适用于水量大、浓度高的污水处理厂ADDINCNKISM.Ref.{53DCA3D2C5B4489dBAECFEA6CF9E5AAE}[24]。李乔ADDINCNKISM.Ref.{344BB4B0530340979AD5D3F5C1313F1D}[25]在2017年发现,紫外线可以提高Fenton反应的COD去除效率,可以达到55%。物化法处理石化废水技术石化污水处理的物化方法是通过石化废水处理的化学方法和物理方法相结合,达到对石化污水进一步有效的处理。其主要方法又物理吸附、物理混凝、物理气浮、物理萃取配合上化学氧化还原、化学药剂萃取等方法实现对石化污水的加工处理。但石化污染水的物化处理能力较差,需要在处理一定量的污染物后进行再生或废弃ADDINCNKISM.Ref.{400D886A63FD4c12BB4401097B7F1C04}[26]。
石化废水处理的生物方法石化废水处理的生物方法是指利用微生物代谢污石化废水中的污染物,常用的方法有很多如SBR法,氧化沟法,生物膜法、好氧生物处理法,厌氧生物处理法,氧化沟法等ADDINCNKISM.Ref.{22308D14F25A4f95B8DDB536D1A1E36F}[27]。石化废水的生物处理力技术的最重要的就是活性污泥技术,但是由于科技的发展,石油化工行业也在飞速发展,这导致石化废水的成分也变得越来越复杂了ADDINCNKISM.Ref.{E71A565763DA40228568A027A7D55930}[28-29],所以发展更多新型的石化废水处理技术也就成为了迫在眉睫的事情。SBR处理技术SBR技术也称歇式生物反应器,它相对于活性污泥法去除了两个沉淀池,但是SBR技术也有操作难度高、对自动控制要求高等缺点,2002年王赞春ADDINCNKISM.Ref.{DFD20736D51249519C9F5B20E15610A0}[30]等人将石化废水放进了序批式反应器进行SBR法处理,以探究最佳的处理效果和处理条件。实验表明,石化废水在序批式反应器进行好氧曝气和缺氧搅拌三次以上就可以去除石化废水中百分之九十的氮元素。而用投菌式序批式反应器处理石化废水,污染物的去除率分别为COD百分之九十三,石油类百分之九十八,总氮百分之九十。活性污泥处理技术石化废水生物处理的最重要的技术就是活性污泥,活性污泥的基本原理通过运用细菌胶束的生物粘性吸附石化沸水中的污染,然后污泥中存在的微生物通过自身生命活动新陈代谢等方式降解石化中的污染物质。其中大部分污染物会通过新陈代谢作用变成水、二氧化碳或者碳氧化物等无害物质,其它污染物质就会降解在活性污泥微生物的细胞质内,以达到最终净化石化污水的作用。活性污泥法是应用最广泛的石化污水好氧生物处理技术,主要由曝气池、沉淀池、曝气系统和污泥回流系统组成ADDINCNKISM.Ref.{B99C2518CC7345fdB01EAAF41D9D4BFF}[26]。在这个过程中石化废水的污染物通过在曝气池活性污泥微生物的作用下被代谢掉,净化后的石化出水会在沉淀池中与活性污泥分离,净化水排除,污泥回到曝气池中以供下次利用ADDINCNKISM.Ref.{A21E5ED561CC4f129ECAB1C982EBD791}[31]。好氧生物处理技术好氧生物处理技术是石化废水处理的重要步骤,可以去除石化废水中的可溶性有机物和胶体污染物。好氧生物处理技术是石化废水在好氧生物的作用下,通过有机代谢去除污染水质中的污染物质,对有机污染物实施降解作用,是一种处理时间较长,但是无害的处理技术。该处理技术中主要分为活性污泥法和生物膜法ADDINCNKISM.Ref.{E512FD74AEA542ce99EDBED3D36300E4}[6]。好氧生物技术的发展过程大致有三代。第一代的好氧生物处理技术主要是通过普通曝气池、生物滤池处理技术共同合建而成开始的,但随后发展出了许多改进措施,如在普通曝气池和生物滤池处理的基础上,增设了加压曝气池、深井曝气池和纯氧曝气池。上述改进措施也使较简易的好氧生物处理技术工作效率更高。也因为第一代的好氧处理技术相对建议简单且操作简便,这使其再在业内也非常流行,目前国内多大数石油化工公司均使用第一代的好氧生物技术处理。而第二代好氧生物技术则在第一代的基础上添加了较为复杂的流程,以保证对于废水中污染物去除的效率。这代的好氧生物工艺已经发展成了氧化沟技术。第二代好氧生物处理技术的主要优点是在污水时间和水力停留时间上都出现了分离,提高了传统好氧生物处理工艺在处理石油化工废气时是的抗冲击能力和脱硫功能,同时实现了工艺流程处理后产生污泥的量。第三代的好氧生物处理技术中,在上一代好氧生物处理技术中出现了出现了喷射环流反应器(JetLoopReactor,JLR)的技术,JLR是一个融汇了射流式曝气、生物流化床、深井液曝气等技术优点的高效污水,好氧生物处理新技术[8]。这一代好氧生物技术的优点主要是在处理污染物后有,利用氧气效率较高,处理污染物效果比较稳定,在处理后石化废气的水质也得以改善,同时提高了活性污泥法的处理性能等优点。好氧法的主要优势在于经济实惠,在处理石化废水中较为实际并且好氧生物处理技术使用方式多样。但是好氧法需要结合石化废水中污染物类型、含量进行分析,并且在不同阶段合理的加入试剂才可以高效的去除污染物。此外针对石油化工废水在好氧生物处理技术的使用过程中可以结合厌氧生物处理技术可以快速去除石油化工废水的污染物质。因为污染水中的污染物不仅只有好氧生物还有许多厌氧生物。黄广萍ADDINCNKISM.Ref.{35AED44834E5400eA90E954600DFBD2D}[32]在对广州石化总厂废水处理的时候就采用了生物接触氧化塔的方式,大幅度提高了设备对石化废水的去氮效果。实验表明,通过生物接触氧化塔的方式COD可以降低到一半一下,氮氧化物的去除率更是高达了百分之七十五。厌氧生物处理技术厌氧生物处理技术与好氧生物处理技术相反,厌氧法是在无氧环境下完成微生物降解的一种方式,通过厌氧法的应用能够降低废水中的化学需氧量浓度,提高可生化性能,加强废水处理后的稳定性。厌氧生物处理技术作为一种常用的石油化工废水处理技术,可以在处理过程单独使用,也可以结合其它处理单元共同使用。厌氧生物技术通过对石化废水中厌氧生物的培养,使得厌氧生物逐步降解、发酵之后将这些分解后的有机物变成一种全新能源。厌氧生物处理技术的优势在于再面对高浓度的石油化工废水时性价比较高可以用较少的资金达到理想的效果,此外厌氧生物处理技术还有着操作简单,污泥产量少等技术特点但是厌氧生物处理技术缺点也非常明显,在对石化废水处理的过程中耗时很长,容易造成污染水大量囤积,消耗的处理场地也较大需要工业化的大型处理厂。
石化废水处理存在的问题随着我国水污染问题的日益严重污水排放标准也在日益精进,找到良好的方法处理石化废水是势在必行的,只有突破传统石化废水处理工艺才能实现“既要青山银山,也要绿水青山”的伟大梦想。但是我国还是发展中国家,在石化废水的处理上还存在着诸多问题。处理方法的不确定性虽然现如今石油化工废水处理技术越来越丰富、先进、科学,但是这些石化废水处理技术大多数还停留在实验研究阶段,没有一种处理技术可以是经济和可行性兼具的。这就导致很多污水处理厂对于石化废水的处理不够彻底,处理后的废水依旧含有污染物质。这是我国石化废水处理首先要处理的问题,选择一种符合经济发展规律和技术可行性的工艺流程。处理效果的不稳定性目前国内的石油化工废水的处理技术有一定的局限程度,我国的污水处理厂只能对石油类污染有较好的清洁效果,对石化废水中的氨氮去除效果并不是很理想。而氨氮超标的水源对于环境的污染也是十分致命的。处理结果的不确定性我国目前对处理后的石化废水的检测和评估还是不够有效,不能够清晰的的评估出其污染状况和对于环境的危害。这就导致了处理后的石化废水可能依旧会污染环境,对水体生物活性和动植物的生命造成威胁。初步解决办法我国近几年经济发展逐步稳健,对于环保问题也就越来越重视。随着环保法规的出台对于石化废水排放的要求越来越严格,只有运用好科学技术提升石化废水处理装置的优良性才可以适应当前社会的发展。目前常用的催化氧化和湿式氧化两种废水处理技术成本高,可操作性差。很多项目采用了首先进行生物接触氧化池处理石化废水,接着使用辐射沉淀池进一步去除污染物质,然后使用流沙滤池和臭氧接触氧化技术深度去除石化废水中的难降解物质,最后使用新型活性炭吸附的组合工艺流程处理石化废水。这整个过程不需要添加化学品,不会造成二次污染。而且,此方法污水以自然流动的方式运行在设备里,这节约了很多能源和成本,同时还降低了人工和使用面积。这种技术是值得在我国石油行业里大幅度推广的ADDINCNKISM.Ref.{E4896035BB9847aeA77B9EDE8ADEA5B7}[26]。结语总而言之,石油化工产业作为一个对于现代人必不可少的产业还会在未来占据重要地位,处理石化废水也就成为了全人类无法避免的重要课题。随着全球变暖,北极冰川融化,臭氧层被破坏等一些列环境问题的出现,减少废水排放已经是迫在眉睫的事情了,很多企业还顶峰作案,对我国水环境质量造成污染和破坏,为了经济效应牺牲环境利益这是不符合可持续发展观念的。通过对于石化废水处理技术的研究,证明了只有用科学的方法治理石化废水才能真正有效的处理污染物,减少对环境的破坏。 ADDINCNKISM.LBib参考文献[1]林书娟,石文平.石油化工废水处理技术研究进展[J].化工管理,2019(34):143.[2]吴泽峰.石油化工污水处理技术与应用[J],2020(18):55-56.[3]何娟.石油化工废水处理技术研究进展[J].节能与环保,2021.[4]樊耀波,王菊思,姜兆春.膜生物反应器净化石油化工污水的研究[J].环境科学学报,1997(1):69-75.[5]李航宇,张英.双膜法应用于石化废水再生利用[J].中国给水排水,2004(4):94-96.[6]孙佰发.石油化工废水处理技术研究进展[J].山东工业技术,2018(20):76.[7]崔新悦,李伟锋.石油化工废水处理技术研究进展[J].化工管理,2021(3):115-116.[8]陈卫玮.CAF涡凹气浮处理含油废水的中试试验研究[J].油气田环境保护,2002(4):32-34.[9]杨光,张国珍,武福平,等.石化废水深度处理及回用工艺的研究[J].兰州石化职业技术学院学报,2016,16(1):20-22.[10]刘天竺,鄂利海,曲明.炼油厂生化处理水深度处理及回用技术研究[J].抚顺石油学院学报,2000(2):13-17.[11]韦浩.石油化工污水处理技术的现状与发展趋势[J].化工管理,2014(32):273.[12]MoussaviGholamreza,KhavaninAli,Alizade
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