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摘 要：从我国目前含油污水回用处理现状来看，大多数炼油厂的污水水量和水质波动大，处理工艺相对落后，处理装置的抗冲击能力弱，外排水仅能满足达标要求，COD为100mg/L左右，而且变化幅度大，这类外排水的回用处理，生产上尚无可行的技术或方法，很多回用水深度处理装置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。
关键词：化工工艺；废水处理；污染源；溶解度；化学性质；吸附作用；氧化技术
1引言
石油企业所产生的含油污水是重要的工业污染源之一，其中所含的大量的油类、悬浮物、重金属等物质对土壤、水生生物、人体健康和农作物生长危害很大，因此，含油污水的处理关系到企业的生存与发展。
2石油化工废水的特点
随着油田开采期的延长，尤其是油田开发的中后期，原油含水量越来越高，而无水开采期则越来越短，目前我国大部分油田原油综合含水率己达80%，有的甚至达到90%，每年采油废水的产生量约为4.1亿t，成为主要的含油污水源。含油污水中的石油类主要由浮油、分散油、乳化油、胶体溶解物质和悬浮固体等组成。
含油废水中的浮油是以一个连续相的形式浮于水面，这类污染物一般可通过机械或物理的方法去除。
含油废水中的分散油也可称为浮油，习惯上是指在2h的静置状态下能浮于水面的油珠，其直径一般在100-150 之间。油珠直径小于此值，且在2h内难以浮出水面的油成为乳化油。前者可以通过静置，然后按浮油处理方法处理，或采用其他物理的、化学或生化的方法处理。后者由于油珠表面存在双电层或受乳化剂保护而能长期以稳定的状态存在，它的处理一般要较前一种含油污水复杂。
含油废水中的溶解油是指油以分子状态溶解于水中的部分。油品在水中的溶解度非常低，通常只有几个毫克每升。去除水中的溶解油需要根据其化学性质决定其处理方法。
3石油化工废水深度处理的技术和方法
含油污水深度处理的对象主要包括部分分散油和乳化油、无机盐以及表面活性剂等，以下是近年来在采油污水处理方面研究较多的深度处理技术。
3．1吸附
吸附法就是利用吸附剂的多孔，比表面积大而且表面疏水亲油的特性，使油经过物理或化学作用吸附在表面或空隙内，从而达到除油的目的。一般吸附剂以煤灰、矿渣、果壳、锯末、粘土等为原料，经过炭化、活化或有机改性来扩大空隙，增加比表面积和提高表面亲油性。一般吸附剂分成粉末状和颗粒状两种类型，粉末状直接投加到水中，而颗粒状则以吸附柱的形式应用。
3．2膜技术
近几十年来，膜分离技术发展迅速。在国外，膜技术已广泛应用于含油污水中乳化油、溶解油的去除和脱盐的研究与工业化试验。微滤(MF)和超滤(Fu)技术处理含油污水的特点是:不加药剂，是一种纯物理分离，不产生污泥，对原水油份浓度的变化适应性强，需要压力循环污水，进水需严格与处理，膜需定期杀菌清洗。简单的除油机理是乳化油基于油滴尺寸大于膜孔径被膜阻止，而溶解油则是基于膜和溶质的分子间的相互作用，膜的亲水性越强，阻止游离油透过的能力越强，水通量越高。含油污水中油的存在状态是选择膜的首要依据，若水体中的油是因有表面活性剂的存在，使油滴乳化成稳定的乳化油和溶解油，油珠之间难以相互粘结，则须采用亲水或亲油的超滤膜分离，为此超滤膜孔经远<10 ，而且超细的膜孔有利于破乳或有利于油滴聚结。
3．3高级氧化技术
水处理的高级氧化技术是近20年兴起的新技术。它通过化学或物理化学的方法将污水中的有机污染物直接氧化成无机物，或转化为低毒的易生物降解的有机物，在制药、精细化工、印染等有机废水处理中有广泛应用研究，主要有化学氧化、湿式氧化、光氧化、催化氧化合生物氧化等技术。
目前高级氧化技术在含油污水处理中的研究处于起步阶段，但取得不少进展。含有表面活性剂的采油污水中乳化油去除难度大，处理的关键在于消除油水界面膜上的表面活性剂。表面活性剂的消除将使油滴可以发生重排、聚集，然后就容易分离。半导体TiO2催化剂在油水界面层存在，光照时可以发生光催化氧化反应，达到乳化油破乳的效果，可以去除石油类污染物。超临界水氧化技术则是将水的温度、去除压力升高到临界点(Tc为274.3℃，Pc为22.0M5Pa)以上，水处于一种不同于气态、液态和固态的新流态--超临界态，水的物理化学性质发生显著变化，可以与有机物和氧气以任意比例互溶。利用水的这种性质使它成为一种理想的反应介质，有机物的氧化可以在富氧的均一相中进行，可在很短时间内达到对有机物很高的破坏效果。
3．4生化法
生化法主要是通过微生物的新陈代谢过程使污水中有机物被降解，转化新的生物细胞及简单形式的无机物，从而达到去除有机物的目的。生化法是在初级处理基础上进行的二级处理技术，己经广泛应用于城市污水和印染、石化、酿造、造纸等工业污水的处理。在含油污水处理方面近年来也有许多研究，一般要求进入生化系统前含油<50mg/L，厌氧折流板反应器、半推流式活性污泥系统、ASRB、厌氧-好氧接触氧化等技术有很好的处理效果。生化法是一种去除有机污染物很成熟的方法，应用于含油污水处理有很好的前景。
此外，萃取、磁分离、电渗析、水利旋流器、超声波技术等作为新兴的除油技术在处理含油废水方面都有研究应用。
4结束语
目前，我国水资源紧张，很多工厂己经开始着手于工业废水回用，尽管有关工业给水处理回用的技术已有很多，但是工业废水成分复杂，水量大，且针对性较强，现在还很难找到既简便操作又投资运行费用少的能普遍使用的方法。很多现有的技术还很难将工业给水处理至工业水回用的水平，为了进一步提高我国工业废水的回用率，还需要有更多能适用于工业废水回用的新技术的出现，因此应由针对性的开展不同行业废水相应回用技术的开发与应用。
参考文献：
[1] 肖锦. 城市污水处理及回用技术[M]. 北京:化学工业出版社，2002
[2] 金兆丰,徐竟成. 城市污水回用技术手册[M]. 北京:化学工业出版社，2003
[3] 陈莹，赵勇，刘昌明. 节水型社会的内涵及评价指标体系研究初探[J]. 干旱区研究，2004，21(2):125-129
[4] 成文，胡勇有. 中水回用与节水[J]. 中国环境管理，2003，22(5):12-14
[5] 沈光范，徐强. 积极稳妥地开展中水回用工作，中国给水排水，2001，17(4):31-32
[6] 武晋生，张鸿涛. 污水回用系统规划研究概论，环境保护，1999，(12):40-42
[7] 曹庆兰. 国内污水回用现状及发展方向，科技情报开发与经济，2004(11):203-204
[8] 李贵宝. 污水资源化及其农业利用(污灌)的对策[J]. 中国农村水利水电，2001(11):9-10
[9] 陈亚萍，康永祥. 城市污水回用及其途径，干旱区研究，2005，(3):382-386
作者简介：荣健宾（1981－），男，汉族，宁夏银川人，毕业于宁夏大学化学工程与工艺专业，现主要从事化工工艺设计及技术方面的工作。
关键词：化工工艺；废水处理；污染源；溶解度；化学性质；吸附作用；氧化技术
1引言
石油企业所产生的含油污水是重要的工业污染源之一，其中所含的大量的油类、悬浮物、重金属等物质对土壤、水生生物、人体健康和农作物生长危害很大，因此，含油污水的处理关系到企业的生存与发展。
2石油化工废水的特点
随着油田开采期的延长，尤其是油田开发的中后期，原油含水量越来越高，而无水开采期则越来越短，目前我国大部分油田原油综合含水率己达80%，有的甚至达到90%，每年采油废水的产生量约为4.1亿t，成为主要的含油污水源。含油污水中的石油类主要由浮油、分散油、乳化油、胶体溶解物质和悬浮固体等组成。
含油废水中的浮油是以一个连续相的形式浮于水面，这类污染物一般可通过机械或物理的方法去除。
含油废水中的分散油也可称为浮油，习惯上是指在2h的静置状态下能浮于水面的油珠，其直径一般在100-150 之间。油珠直径小于此值，且在2h内难以浮出水面的油成为乳化油。前者可以通过静置，然后按浮油处理方法处理，或采用其他物理的、化学或生化的方法处理。后者由于油珠表面存在双电层或受乳化剂保护而能长期以稳定的状态存在，它的处理一般要较前一种含油污水复杂。
含油废水中的溶解油是指油以分子状态溶解于水中的部分。油品在水中的溶解度非常低，通常只有几个毫克每升。去除水中的溶解油需要根据其化学性质决定其处理方法。
3石油化工废水深度处理的技术和方法
含油污水深度处理的对象主要包括部分分散油和乳化油、无机盐以及表面活性剂等，以下是近年来在采油污水处理方面研究较多的深度处理技术。
3．1吸附
吸附法就是利用吸附剂的多孔，比表面积大而且表面疏水亲油的特性，使油经过物理或化学作用吸附在表面或空隙内，从而达到除油的目的。一般吸附剂以煤灰、矿渣、果壳、锯末、粘土等为原料，经过炭化、活化或有机改性来扩大空隙，增加比表面积和提高表面亲油性。一般吸附剂分成粉末状和颗粒状两种类型，粉末状直接投加到水中，而颗粒状则以吸附柱的形式应用。
3．2膜技术
近几十年来，膜分离技术发展迅速。在国外，膜技术已广泛应用于含油污水中乳化油、溶解油的去除和脱盐的研究与工业化试验。微滤(MF)和超滤(Fu)技术处理含油污水的特点是:不加药剂，是一种纯物理分离，不产生污泥，对原水油份浓度的变化适应性强，需要压力循环污水，进水需严格与处理，膜需定期杀菌清洗。简单的除油机理是乳化油基于油滴尺寸大于膜孔径被膜阻止，而溶解油则是基于膜和溶质的分子间的相互作用，膜的亲水性越强，阻止游离油透过的能力越强，水通量越高。含油污水中油的存在状态是选择膜的首要依据，若水体中的油是因有表面活性剂的存在，使油滴乳化成稳定的乳化油和溶解油，油珠之间难以相互粘结，则须采用亲水或亲油的超滤膜分离，为此超滤膜孔经远<10 ，而且超细的膜孔有利于破乳或有利于油滴聚结。
3．3高级氧化技术
水处理的高级氧化技术是近20年兴起的新技术。它通过化学或物理化学的方法将污水中的有机污染物直接氧化成无机物，或转化为低毒的易生物降解的有机物，在制药、精细化工、印染等有机废水处理中有广泛应用研究，主要有化学氧化、湿式氧化、光氧化、催化氧化合生物氧化等技术。
目前高级氧化技术在含油污水处理中的研究处于起步阶段，但取得不少进展。含有表面活性剂的采油污水中乳化油去除难度大，处理的关键在于消除油水界面膜上的表面活性剂。表面活性剂的消除将使油滴可以发生重排、聚集，然后就容易分离。半导体TiO2催化剂在油水界面层存在，光照时可以发生光催化氧化反应，达到乳化油破乳的效果，可以去除石油类污染物。超临界水氧化技术则是将水的温度、去除压力升高到临界点(Tc为274.3℃，Pc为22.0M5Pa)以上，水处于一种不同于气态、液态和固态的新流态--超临界态，水的物理化学性质发生显著变化，可以与有机物和氧气以任意比例互溶。利用水的这种性质使它成为一种理想的反应介质，有机物的氧化可以在富氧的均一相中进行，可在很短时间内达到对有机物很高的破坏效果。
3．4生化法
生化法主要是通过微生物的新陈代谢过程使污水中有机物被降解，转化新的生物细胞及简单形式的无机物，从而达到去除有机物的目的。生化法是在初级处理基础上进行的二级处理技术，己经广泛应用于城市污水和印染、石化、酿造、造纸等工业污水的处理。在含油污水处理方面近年来也有许多研究，一般要求进入生化系统前含油<50mg/L，厌氧折流板反应器、半推流式活性污泥系统、ASRB、厌氧-好氧接触氧化等技术有很好的处理效果。生化法是一种去除有机污染物很成熟的方法，应用于含油污水处理有很好的前景。
此外，萃取、磁分离、电渗析、水利旋流器、超声波技术等作为新兴的除油技术在处理含油废水方面都有研究应用。
4结束语
目前，我国水资源紧张，很多工厂己经开始着手于工业废水回用，尽管有关工业给水处理回用的技术已有很多，但是工业废水成分复杂，水量大，且针对性较强，现在还很难找到既简便操作又投资运行费用少的能普遍使用的方法。很多现有的技术还很难将工业给水处理至工业水回用的水平，为了进一步提高我国工业废水的回用率，还需要有更多能适用于工业废水回用的新技术的出现，因此应由针对性的开展不同行业废水相应回用技术的开发与应用。
参考文献：
[1] 肖锦. 城市污水处理及回用技术[M]. 北京:化学工业出版社，2002
[2] 金兆丰,徐竟成. 城市污水回用技术手册[M]. 北京:化学工业出版社，2003
[3] 陈莹，赵勇，刘昌明. 节水型社会的内涵及评价指标体系研究初探[J]. 干旱区研究，2004，21(2):125-129
[4] 成文，胡勇有. 中水回用与节水[J]. 中国环境管理，2003，22(5):12-14
[5] 沈光范，徐强. 积极稳妥地开展中水回用工作，中国给水排水，2001，17(4):31-32
[6] 武晋生，张鸿涛. 污水回用系统规划研究概论，环境保护，1999，(12):40-42
[7] 曹庆兰. 国内污水回用现状及发展方向，科技情报开发与经济，2004(11):203-204
[8] 李贵宝. 污水资源化及其农业利用(污灌)的对策[J]. 中国农村水利水电，2001(11):9-10
[9] 陈亚萍，康永祥. 城市污水回用及其途径，干旱区研究，2005，(3):382-386
作者简介：荣健宾（1981－），男，汉族，宁夏银川人，毕业于宁夏大学化学工程与工艺专业，现主要从事化工工艺设计及技术方面的工作。