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【摘 要】 随着社会经济的发展,社会环境所受到的污染也越来越多,工业污染是当今社会的主要污染源之一,在工业污染中以石油企业所生产的含油污水最为严重,石油化工废水排到水体中,也会给水生物带来巨大的危害;石油化工废水对人体的健康也具有间接的危害。石油化工废水的处理对企业的生存发展、对社会环境和人们的健康都具有重大影响,本文对石油化工废水的处理技术进行了研究分析,仅供参考。
【关键词】 石油化工;废水处理;技术
引言:
随着社会需要的不断增加,油田的勘探开发规模也不断扩大,油田开发进入到中后期,高含水性越来越明显,目前我国在开发油田的含水率都较高,采油废水的产生量也成为主要的含油污水源。含油污水中的石油类污染成分主要有:浮油、分散油、乳化油和悬浮固体等。这些物质在随废水排除后都难以在自然环境中降解,且对自然环境的危害性极大,所以研究石油化工废水的处理方法具有深远的现实意义。开采出来的原油经过初期简单处理后通过集输管线输送到炼油厂,在炼油厂需要经过脱水等处理,然后再利用常减压设备对其进行蒸馏和减压蒸馏,分割出汽油、柴油等,对常压重油和减压渣油需要进行再加工处理,再加工采用高温下的物理、化学相结合的方法,再加工程序需要耗费大量的燃料和冷却水。在炼油技术应用过程中,油和水直接接触,所以形成了含油污水,含油污水具有浓度高、难溶解的特点,处理难度大,一经排出即会对环境产生严重的污染和危害。如何处理含有污水是一项值得研究的课题。
一、石油化工废水的特点
石油化工企业是以石油或天然气为主要原料,通过不同的生产工艺过程、加工方法生产各种石油产品、有机化工原料、化学纤维及化肥的工业。各种成分的物料在这里加工、储存、装卸、输送。一旦发生火灾,导致容器和管道破裂,物料就会泄漏出来,石油化工废水排出来的时候,河流及农田就会被污染。石油废水的排放石油从地底下开采出来后,就会经过脱水等处理后就会进入到集输管线中,之后才能送到炼油厂或者是油库中,还要在油库中进行再次的脱水以及脱盐处理等措施,但是当原油中含水量小于或等于某种数据时,之后才能今日到减压的装置中去,这其中就会产生一些重油和渣油。每次的深加工都会产生一些石油化工的废水,这些废水的处理是进行安全生产工作的重點,因此在加工的过程中,都要把石油化工的废水运用比较实用的技术进行处理,也同时在处理过程中也要提高处理的能力及技术。
石油化工废水的基本特点:污染的水源扩散的特别的快。由于石油化工废水只有在再次加工的过程中才可以应用,因而其用水量与石油化工加工时实际用水量有关,而石油化工的加工实际用水量也与石油的加工数量有关。当加工的石油比较少时,产生的石油化工废水量就比较少。当石油加工比较大量时,石油加工过程中实际用水量就大,产生的石油废水也就多;当石油严重需要时,企业内石油加工设施不能满足石油量的需求时,需要动用企业外部石油加工设施,此时产生的石废水就特别的多。污水中污染物组分复杂。石油化工企业产品种类繁多、化工装置千差万别。不同的化工装置、不同的工艺流程、石油化工发生的不同位置的泄漏时,石油化工废水中污染物的组分都会不同。物料泄漏量不同,石油化工中污染物的浓度也会有很大差异。
二、石油化工废水深度处理的技术和方法
1、物理法
主要包括沉淀、过滤、吸附、膜分离等。
1.1吸附法
徐志达等研究活性炭纤维处理炼油废水,结果表明活性炭纤维吸附容量大,速度快,使用的寿命长,对CODCr、浊度、硫化物、挥发酚、石油类等具有良好的去除效果。曹晓锐对陕西省某炼油厂废水二级处理出水进行混凝+砂滤+臭氧氧化+活性炭吸附的工艺处理,结果表明:CODCr去除率为78%,出水CODCr浓度维持在40~50mg/L,可达到回用目的。但活性炭其吸附性能受其自身吸附特性和吸附容量的限制,不能保证对所有的有机化合物有稳定的和长久的去除效果。
1.2膜分离
膜分离污水处理方法在类型上也表现为多样化,如微滤、超滤及反渗透等,在实践应用中膜分离技术方法在去除石油化工废水的臭味、色度上都具有十分显著的效果,还能够有效去除有机污染物和微生物,该技术方法具有稳定可靠的应用价值。
1.3气浮法
气浮法是通过投放分散度高的小气泡哎粘附石油化工中的悬浮物,小气泡在废水中浮升到水面也会把附着物带出并使油类物质分离。在石油化工废水的处理程序中,气浮法是在经过絮凝工序后应用的技术方法,经过实践表明,气浮法在处理石油化工废水中具有稳定可靠的效果,值得继续推广,夸大其使用范围。
2、化学法
2.1絮凝
絮凝是石油化工废水处理的一个重要过程,是指通过向废水中施加絮凝剂来使肺水中的胶体颗粒受到破坏胶体颗粒被破坏后相互碰撞和聚集,经过絮凝所形成的物质更加容易被从废水中分离出来。絮凝法对处理石油化工废水中的有机污染物、浮游生物和藻类等污染物效果较为显著。在应用中絮凝通常需要和沉淀或气浮技术方法并用,对废水进行初步处理。在实践中采用较多的是利用微生物絮凝剂来处理石油化工废水,该方法在适用范围上更广,降解性能强,效率高且不存在二次污染,在今后的石油化工污水处理上该方法具有广阔的发展前景。
2.2氧化
氧化法本身又有多种分类,主要是石油化工企业产生的废水在成分上具有巨大的差异,所以要针对其成分特点选择具体的氧化方法,以实现高效、最经济、最安全的处理石油化工废水的目的。在此介绍几种典型的氧化方法和适用范围:第一,利用光催化氧化法处理含有21种有机污染物的污水,效果显著,且不会产生二次污染,该方法属于最新的处理石油化工污水的技术方法,目前还在研究和完善中;第二,利用湿式氧化法对含有有毒有害污染物和高浓度难降解的有机污染物进行处理,经过实践调查研究,利用湿氧化法处理石油化工废水时COD、无机硫化物等物质的去除率分别能达到81.8%和100%。该技术方法在应用上效果显著,能够有效的控制环境污染物,我国通过湿式氧化法处理石油化工废水在效果上已经达到了国外同类设备处理石油化工废水的效果;第三,利用臭氧化法与生物活性炭吸附技术相结合对石油化工废水进行深度处理,能够有效氧化有机污染物,同时提高活性炭的含氧量,延长使用期限,降解效果显著。 3、生物法
生物法在污水回用深度处理中应用非常广泛,能够降解多种污染物,处理成本低、运行稳定可靠,抗冲击能力很强。常用的生物处理法有生物过滤法、生物接触法、氧化法和地层生物修复。Saathy等采用序批式生物反应器深度处理炼油废水,结果表明,试验开始24小时里,BOD5和CODCr的去除率可达到93%和77%。JiangKan等研究电气石强化生物接触氧化法处理石化废水,与普通生物接触氧化法相比电气石强化生物接触氧化法能提高CODCr和氨氮的去除率,且出水中有机污染物的种类明显减少。
4、组合技术
组合技术是使物理、化学、生物的净化作用有机组合起来,充分发挥各种处理手段的优点,对有机物达到最佳的去除效果。
中国石油兰州石化分公司采用曝气生物滤池+微絮凝+砂滤工艺对达标排放水进行净化处理。结果表明,污水经曝气生物滤池后,排水中的CODCr、氨氮、石油类化合物和悬浮物平均去除率依次为66.47%,94.23%,78.17%,77.42%;在经过砂滤池过滤后,悬浮物去除率达到了92.0%以上,出水浊度为0.36~0.75NTU。
中国科学院工程研究所经过深入研究发明了电一生物耦合技术,利用电催化反应将水中难降解有机物催化还原(或氧化)成生物易降解的有机分子,微生物则在同一个反应器中同时将它们彻底去除。以含硝基苯质量浓度为100mg/L的废水为例,经过10h的处理,硝基苯去除率大于98%,COD去除率大于90%,出水达到国家排放标准。
5、新型工艺
5.1催化湿式氧化
中日合资云南高科环境保护工程公司采用日本大阪煤气公司开发的催化湿式氧化工艺技术,建成了30t/a的催化剂生产线,实现了设备、设计、安装全套设备国产化,而成本仅为进口设备的50%~60%。
5.2络合吸附技术
江苏南大戈德环保科技公司开发了一种新型络合吸附树脂,它可用热水脱附再生,大大降低了处理及资源化的成本。
5.3膜处理技术
膜技术以其工艺简单、分离效率高、用药量少、耗能低、占地面积小等优点,广泛应用于生活废水及工业污水的工艺处理。
车春波采用连续微滤(CMF)一反渗透(RO)双膜法对哈尔滨石化公司的石油化工廢水进行深度处理。结果表明,处理后水的浊度小于2NTU,pH值为6.0~7.5,电导率小于200p·s/cm,COD小于5mg/L,完全达到作为锅炉新鲜水补充水的标准。
5.4金刚石膜电极技术
沈锋英等用BDD(掺硼金刚石)作电极,采用循环电解法处理石油污水,实验发现在槽电压8V、电极间距2mm,经锈钢电极替换钛网电极后,不锈钢表面会形成一层白色的污垢,进而在过5h电解废水的COD降解率达到了93.9%,并且做了阴极替换实验,发现阴极用不长时间实验后电极易失效。
5.5生物处理技术
清华大学、中国科学院成都生物所、同济大学的研究人员采用生物自固定化技术分离分离筛选了降解石化和化纤废水的高效菌8株,开发了适合高效菌种附着的特殊生物填料。工程投运后解决了企业废水的处理问题,出水指标均优于废水排放标准,降低了建设与运行成本。
胜利油田采油工艺研究院微生物中心针对低渗透油田回注废水的主要问题,采用MBR开展回注废水的处理技术和工艺研究,取得良好效果。现场试验表明,最终出水水质可达《碎屑岩油藏注水水质推荐指标及分析方法》A2级水平。
三、结束语
石油化工废水具有复杂的污染物成分,含有的有毒有害物质对环境和人们的身体健康都有不利的影响,鉴于其特性必然需要对其进行相应的处理,降低排入外界的污水的危害。对石油化工这类含油污水处理需要综合利用物理、化学、生物等方法,针对不同的污水水质特点选择不同的处理方法,在达到最佳的处理效果的同时降低成本,避免二次污染。
参考文献:
[1]高丽,李琳琳,单学敏.浅谈石油化工废水处理技术[J].能源与环境,2010(05)。
[2]敬璇,李正山,高浓度有机废水处理技术研究进展[J].成都大学学报(自然科学版),2012(01)
[3]伍新驰,颜幼平.电化学法处理高浓度有机废水的研究进展[J]科协论坛,2011,24(1):157-158.
[4]段新耿,刘民,王慧娟.石油化工废水深度处理及回用工程实例[J].工业用水与废水,2011(05).
【关键词】 石油化工;废水处理;技术
引言:
随着社会需要的不断增加,油田的勘探开发规模也不断扩大,油田开发进入到中后期,高含水性越来越明显,目前我国在开发油田的含水率都较高,采油废水的产生量也成为主要的含油污水源。含油污水中的石油类污染成分主要有:浮油、分散油、乳化油和悬浮固体等。这些物质在随废水排除后都难以在自然环境中降解,且对自然环境的危害性极大,所以研究石油化工废水的处理方法具有深远的现实意义。开采出来的原油经过初期简单处理后通过集输管线输送到炼油厂,在炼油厂需要经过脱水等处理,然后再利用常减压设备对其进行蒸馏和减压蒸馏,分割出汽油、柴油等,对常压重油和减压渣油需要进行再加工处理,再加工采用高温下的物理、化学相结合的方法,再加工程序需要耗费大量的燃料和冷却水。在炼油技术应用过程中,油和水直接接触,所以形成了含油污水,含油污水具有浓度高、难溶解的特点,处理难度大,一经排出即会对环境产生严重的污染和危害。如何处理含有污水是一项值得研究的课题。
一、石油化工废水的特点
石油化工企业是以石油或天然气为主要原料,通过不同的生产工艺过程、加工方法生产各种石油产品、有机化工原料、化学纤维及化肥的工业。各种成分的物料在这里加工、储存、装卸、输送。一旦发生火灾,导致容器和管道破裂,物料就会泄漏出来,石油化工废水排出来的时候,河流及农田就会被污染。石油废水的排放石油从地底下开采出来后,就会经过脱水等处理后就会进入到集输管线中,之后才能送到炼油厂或者是油库中,还要在油库中进行再次的脱水以及脱盐处理等措施,但是当原油中含水量小于或等于某种数据时,之后才能今日到减压的装置中去,这其中就会产生一些重油和渣油。每次的深加工都会产生一些石油化工的废水,这些废水的处理是进行安全生产工作的重點,因此在加工的过程中,都要把石油化工的废水运用比较实用的技术进行处理,也同时在处理过程中也要提高处理的能力及技术。
石油化工废水的基本特点:污染的水源扩散的特别的快。由于石油化工废水只有在再次加工的过程中才可以应用,因而其用水量与石油化工加工时实际用水量有关,而石油化工的加工实际用水量也与石油的加工数量有关。当加工的石油比较少时,产生的石油化工废水量就比较少。当石油加工比较大量时,石油加工过程中实际用水量就大,产生的石油废水也就多;当石油严重需要时,企业内石油加工设施不能满足石油量的需求时,需要动用企业外部石油加工设施,此时产生的石废水就特别的多。污水中污染物组分复杂。石油化工企业产品种类繁多、化工装置千差万别。不同的化工装置、不同的工艺流程、石油化工发生的不同位置的泄漏时,石油化工废水中污染物的组分都会不同。物料泄漏量不同,石油化工中污染物的浓度也会有很大差异。
二、石油化工废水深度处理的技术和方法
1、物理法
主要包括沉淀、过滤、吸附、膜分离等。
1.1吸附法
徐志达等研究活性炭纤维处理炼油废水,结果表明活性炭纤维吸附容量大,速度快,使用的寿命长,对CODCr、浊度、硫化物、挥发酚、石油类等具有良好的去除效果。曹晓锐对陕西省某炼油厂废水二级处理出水进行混凝+砂滤+臭氧氧化+活性炭吸附的工艺处理,结果表明:CODCr去除率为78%,出水CODCr浓度维持在40~50mg/L,可达到回用目的。但活性炭其吸附性能受其自身吸附特性和吸附容量的限制,不能保证对所有的有机化合物有稳定的和长久的去除效果。
1.2膜分离
膜分离污水处理方法在类型上也表现为多样化,如微滤、超滤及反渗透等,在实践应用中膜分离技术方法在去除石油化工废水的臭味、色度上都具有十分显著的效果,还能够有效去除有机污染物和微生物,该技术方法具有稳定可靠的应用价值。
1.3气浮法
气浮法是通过投放分散度高的小气泡哎粘附石油化工中的悬浮物,小气泡在废水中浮升到水面也会把附着物带出并使油类物质分离。在石油化工废水的处理程序中,气浮法是在经过絮凝工序后应用的技术方法,经过实践表明,气浮法在处理石油化工废水中具有稳定可靠的效果,值得继续推广,夸大其使用范围。
2、化学法
2.1絮凝
絮凝是石油化工废水处理的一个重要过程,是指通过向废水中施加絮凝剂来使肺水中的胶体颗粒受到破坏胶体颗粒被破坏后相互碰撞和聚集,经过絮凝所形成的物质更加容易被从废水中分离出来。絮凝法对处理石油化工废水中的有机污染物、浮游生物和藻类等污染物效果较为显著。在应用中絮凝通常需要和沉淀或气浮技术方法并用,对废水进行初步处理。在实践中采用较多的是利用微生物絮凝剂来处理石油化工废水,该方法在适用范围上更广,降解性能强,效率高且不存在二次污染,在今后的石油化工污水处理上该方法具有广阔的发展前景。
2.2氧化
氧化法本身又有多种分类,主要是石油化工企业产生的废水在成分上具有巨大的差异,所以要针对其成分特点选择具体的氧化方法,以实现高效、最经济、最安全的处理石油化工废水的目的。在此介绍几种典型的氧化方法和适用范围:第一,利用光催化氧化法处理含有21种有机污染物的污水,效果显著,且不会产生二次污染,该方法属于最新的处理石油化工污水的技术方法,目前还在研究和完善中;第二,利用湿式氧化法对含有有毒有害污染物和高浓度难降解的有机污染物进行处理,经过实践调查研究,利用湿氧化法处理石油化工废水时COD、无机硫化物等物质的去除率分别能达到81.8%和100%。该技术方法在应用上效果显著,能够有效的控制环境污染物,我国通过湿式氧化法处理石油化工废水在效果上已经达到了国外同类设备处理石油化工废水的效果;第三,利用臭氧化法与生物活性炭吸附技术相结合对石油化工废水进行深度处理,能够有效氧化有机污染物,同时提高活性炭的含氧量,延长使用期限,降解效果显著。 3、生物法
生物法在污水回用深度处理中应用非常广泛,能够降解多种污染物,处理成本低、运行稳定可靠,抗冲击能力很强。常用的生物处理法有生物过滤法、生物接触法、氧化法和地层生物修复。Saathy等采用序批式生物反应器深度处理炼油废水,结果表明,试验开始24小时里,BOD5和CODCr的去除率可达到93%和77%。JiangKan等研究电气石强化生物接触氧化法处理石化废水,与普通生物接触氧化法相比电气石强化生物接触氧化法能提高CODCr和氨氮的去除率,且出水中有机污染物的种类明显减少。
4、组合技术
组合技术是使物理、化学、生物的净化作用有机组合起来,充分发挥各种处理手段的优点,对有机物达到最佳的去除效果。
中国石油兰州石化分公司采用曝气生物滤池+微絮凝+砂滤工艺对达标排放水进行净化处理。结果表明,污水经曝气生物滤池后,排水中的CODCr、氨氮、石油类化合物和悬浮物平均去除率依次为66.47%,94.23%,78.17%,77.42%;在经过砂滤池过滤后,悬浮物去除率达到了92.0%以上,出水浊度为0.36~0.75NTU。
中国科学院工程研究所经过深入研究发明了电一生物耦合技术,利用电催化反应将水中难降解有机物催化还原(或氧化)成生物易降解的有机分子,微生物则在同一个反应器中同时将它们彻底去除。以含硝基苯质量浓度为100mg/L的废水为例,经过10h的处理,硝基苯去除率大于98%,COD去除率大于90%,出水达到国家排放标准。
5、新型工艺
5.1催化湿式氧化
中日合资云南高科环境保护工程公司采用日本大阪煤气公司开发的催化湿式氧化工艺技术,建成了30t/a的催化剂生产线,实现了设备、设计、安装全套设备国产化,而成本仅为进口设备的50%~60%。
5.2络合吸附技术
江苏南大戈德环保科技公司开发了一种新型络合吸附树脂,它可用热水脱附再生,大大降低了处理及资源化的成本。
5.3膜处理技术
膜技术以其工艺简单、分离效率高、用药量少、耗能低、占地面积小等优点,广泛应用于生活废水及工业污水的工艺处理。
车春波采用连续微滤(CMF)一反渗透(RO)双膜法对哈尔滨石化公司的石油化工廢水进行深度处理。结果表明,处理后水的浊度小于2NTU,pH值为6.0~7.5,电导率小于200p·s/cm,COD小于5mg/L,完全达到作为锅炉新鲜水补充水的标准。
5.4金刚石膜电极技术
沈锋英等用BDD(掺硼金刚石)作电极,采用循环电解法处理石油污水,实验发现在槽电压8V、电极间距2mm,经锈钢电极替换钛网电极后,不锈钢表面会形成一层白色的污垢,进而在过5h电解废水的COD降解率达到了93.9%,并且做了阴极替换实验,发现阴极用不长时间实验后电极易失效。
5.5生物处理技术
清华大学、中国科学院成都生物所、同济大学的研究人员采用生物自固定化技术分离分离筛选了降解石化和化纤废水的高效菌8株,开发了适合高效菌种附着的特殊生物填料。工程投运后解决了企业废水的处理问题,出水指标均优于废水排放标准,降低了建设与运行成本。
胜利油田采油工艺研究院微生物中心针对低渗透油田回注废水的主要问题,采用MBR开展回注废水的处理技术和工艺研究,取得良好效果。现场试验表明,最终出水水质可达《碎屑岩油藏注水水质推荐指标及分析方法》A2级水平。
三、结束语
石油化工废水具有复杂的污染物成分,含有的有毒有害物质对环境和人们的身体健康都有不利的影响,鉴于其特性必然需要对其进行相应的处理,降低排入外界的污水的危害。对石油化工这类含油污水处理需要综合利用物理、化学、生物等方法,针对不同的污水水质特点选择不同的处理方法,在达到最佳的处理效果的同时降低成本,避免二次污染。
参考文献:
[1]高丽,李琳琳,单学敏.浅谈石油化工废水处理技术[J].能源与环境,2010(05)。
[2]敬璇,李正山,高浓度有机废水处理技术研究进展[J].成都大学学报(自然科学版),2012(01)
[3]伍新驰,颜幼平.电化学法处理高浓度有机废水的研究进展[J]科协论坛,2011,24(1):157-158.
[4]段新耿,刘民,王慧娟.石油化工废水深度处理及回用工程实例[J].工业用水与废水,2011(05).