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石油化工是以石油作為主要的生產原料，主要是對石油進行裂解、分餾、重整以及合成等化學處理工藝，在整個生產加工過程中會形成大量的石化廢水，如果處理不當就會對自然環境造成嚴重的汙染。因此，在實際的石化生產過程中，要對石化廢水進行科學合理的分析，並採取有效的處理技術，進而提高對石化廢水的處理效果，減輕其對周圍環境所造成的影響，從而有效的避免其對周圍環境所造成的汙染。

01

石化廢水的特點

石油化工廢水種類繁多，組成複雜，毒性大，抑制生物降解和濃度高，主要特性如下：

1 水量大、水質複雜和變化大

石油化工生產規模趨向於大型化，生產過程中需加入各種溶劑、助劑和新增劑，再經過各種反應。因此，汙水水量大，成份相當複雜。

2 有機汙染較嚴重

石油化工汙水所含的有機物主要是烴類及其衍生物。某些石化裝置排出的高濃度的廢液經過焚燒或其他適當方法處理後，COD仍然較高。

3 汙水中含有重金屬

由於石化生產許多反應是在催化劑作用下完成的，一個大型石油化工廠使用的催化劑可達數十種，因此，汙水中往往含有重金屬。

02

石化廢水組成及來源

由於石化廢水中所含有的汙染物種類非常繁多，導致其中的汙染組分也是非常豐富的，根據不完全的檢測，可知其中含有油、硫、酚、氰化物、COD、多環芳烴化物、芳香胺類化合物以及雜環化合物等。

1 含油廢水

主要來源：工藝過程與油品接觸的冷凝水、介質水、生成水，油品洗滌水、油品運輸船壓艙水、迴圈冷卻水、油品油氣冷凝水、焦化除焦廢水及受油品汙染的地面水。

2 含酚廢水

主要來源：常減壓延遲焦化、催化裂化及苯酚-丙酮、間甲酚、雙酚A等生產裝置。

3 含硫廢水

主要來源 ：煉油廠二次加工裝置、分離罐的排水、油品和油氣的冷凝分離水、芳烴聯合裝置。

4 含氰廢水

主要來源：丙烯腈裝置、腈綸廠聚合車間、紡絲車間及回收車間排水、丁腈橡膠裝置。

5 含醛廢水

主要來源：乙醛裝置、維綸抽絲裝置、醋酸乙烯裝置、甲醛裝置等。

6 含苯廢水

主要來源：制苯車間、苯乙烯裝置、聚苯乙烯裝置、乙基苯裝置、烷基苯裝置以及乙烯裝置的裂解急冷水洗廢水。

7 含酸鹼廢水

主要來源：煉油廠、石油化工廠的洗滌水，成品罐的切水、鍋爐水處理排水及酸鹼汞房的排放水。

03

石化廢水的危害

石化廢水中含有大量的

有毒有害物質

，尤其是其中的某些成分能夠與土壤中的磷、氮元素進行緊密的結合，進而導致土壤中的磷、氮元素含量嚴重不足，從而對植物的正常生長造成嚴重的不利影響。石化廢水中還含有大量的重金屬元素，例如，砷、鉻、鎳、鈹等，一旦隨著水進入到人體內就會對大大提高癌症的發病率，對人們的身體健康造成非常嚴重的影響。未經處理的石化廢水被排入到河中，還會導致水中的含氧量大大降低，會對水中動植物的正產生長髮育造成不利影響，而且水中的微生物對石化廢水中的有機物質進行降解時，會消耗水中溶解的大量氧氣，進而破壞了水中溶解氧的平衡，不利於動植物的長遠發展。

04

石化廢水處理工藝

當前，石油化工、煉油廢水處理工藝按照處理原理，可將所有處理方法歸分為

物理處理、化學處理與生化處理

三類。

含油廢水一般的處理工藝如下：

1

物理法

物理處理法透過物理作用，以分離、回收廢水中不溶解的呈懸浮狀態汙染物質（包括油膜和油珠），常用的有隔油、汽浮法、過濾法等。

1。1 隔油池

隔油池是石化廢水處理工藝中常見的一種處理裝置。依據沸水中懸浮物與水的相對密度不同這一特點除去懸浮物。

此法只能除去顆粒較大的水滴或油滴，作為初級處理，成本低但效率一般。

國內應用較多的隔油池是

平流隔油池和斜板隔油池

。

1.2 氣浮法

氣浮法：

利用高度分散的微小氣泡作為載體去粘附廢水中的懸浮物，使其隨氣泡升到水面而去除。其處理物件是乳化油以及疏水性細微固體懸浮物。

藥劑浮選法：

在廢水中投加化學藥劑，選擇性將親水性汙染物變為疏水性，然後氣浮去除。兩者統稱氣浮法。

常用氣浮裝置：

加壓溶氣氣浮﹑葉輪氣浮﹑曝氣氣浮﹑射流氣浮和電解氣浮。

氣浮法優點：

處理效率高，生產的汙泥比較乾燥，表面刮泥方便，曝氣增加溶解氧有利後續生化處理。

氣浮法缺點：

耗電量大，裝置維修管理工作量大，易堵塞，浮渣怕較大風雨襲擊。

1.3 過濾

一般煉油廠將過濾作為去除生物二級處理出水中的殘留膠體和懸浮物的手段，放在生化處理之後，可看成深度處理技術，可作為活性炭或臭氧等深度處理技術的預處理。油和懸浮物的去除率可達60%~70%。投加助濾劑後，去除率可提高到90%以上。

多孔材料過濾

：除去較粗大懸浮物的格篩。典型裝置如格柵、篩網和撈毛機等。

除粒徑細微顆粒的微孔濾材

：反滲透、超濾、納濾和電滲析等以特別的半透膜為過濾介質的裝置。

顆粒材料過濾

：利用濾料顆粒之間存在的孔隙使水穿過而懸浮物被截留。常用來使處理後水的渾濁度滿足用水要求。

1.4 吹脫汽提法

透過向廢水中通入載氣，使兩相充分接觸，廢水中溶解氣體和易揮發的溶質在氣液間傳質進入氣相，從而脫除汙染物質。

石化廢水中

需要進行吹脫和氣提處理的兩個主要汙染物是H2S和氨

，它們主要來源於脫硫、脫氮和加氫處理過程中被破壞的有機氮和有機硫組分。

苯酚也可以透過此方法脫除，但是效率低於硫和氮。

1.5 超濾法

超濾是利用超濾膜（孔徑約0。01~0。1μm）截留微小油珠，從而達到油水分離目的的方法。

吸附在油珠表面的活性劑或活性劑分子相互聚結成的膠束能被超濾膜截留。因此，超濾膜處理含油汙水，不但能去除油，同時也能去除COD。

超濾法處理含油廢水的最大優點是：

處理過程中不投加任何藥劑，操作簡單，處理出水一般可達到工藝回用水要求。

但因膜透水率較低，故處理成本較高。濃縮後的殘液（一般為處理水的5%左右）需進一步處置。

2

化學法

化學法向汙水中投加某種化學物質，利用化學反應來分離、回收汙水中的汙染物質，常用的有化學沉澱法、混凝法、中和法、電解法等。

2.1 化學混凝法

化學混凝是用來去除水中無機物或有機膠體懸浮物的一種方法。它可除去固體懸浮物、膠體、可溶性重金屬鹽類、有機物、油類及顏色等。混凝處理受到廢水的

pH、鹼度、汙染物的數量、粒子大小、溫度和攪拌

等條件的影響。

為了更好地提高氣浮處理效果，在迴流加壓溶氣氣浮工藝中向廢水中投入某種絮凝劑，使水中難沉澱的膠體狀懸浮顆粒或乳化汙染物失穩，在互相碰撞的作用下，聚集、聚合或搭接形成較大的顆粒或絮狀物，從而使得汙染物能夠更容易下沉或上浮而被去除。

2.2 電解法

其基本原理是在電流作用下，陽極表面產生具有強氧化性的羥基自由基，將難降解有機物氧化成CO2和H2O。該方法具有

氧化能力強、操作簡便易於控制、無二次汙染

等優點，在現代工業廢水處理中越來越受到廣泛應用。

利用這種反應使汙染成分生成不溶於水的沉澱物，或生成氣體從水中溢位，使廢水得到淨化。

2.3 中和法

用化學方法消除廢水中過量的酸或鹼，使其pH值達到中性左右的過程稱為中和。處理含酸廢水以無機鹼為中和劑，處理鹼性廢水以無機酸作中和劑。

中和處理應考慮以

"以廢治廢"

原則，亦可採用藥劑中和處理、中和處理可以連續進行，也可以間歇進行。

中和的方法有酸鹼廢水中和、酸性廢水的藥劑中和法、酸性廢水的過濾中和法等。

2.4 氧化法

透過將廢水中的汙染物與氧氣進行反應，進而實現處理石化廢水的目的。其中，

光催化氧化法，是當前最新的處理技術

，透過利用半導體材料作為催化劑，在光照的條件下將汙染物與氧氣發生氧化還原反應，進而對其進行有效的去除。

3

生物法及組合工藝

生物法透過微生物的代謝作用，使廢水中呈溶液、膠體以及微細懸浮狀態的有機性汙染物質轉化為穩定、無害的物質，可分為好氧生物處理法和厭氧生物處理法以及各種組合工藝。

3.1 活性汙泥法

活性汙泥法是以活性汙泥為主體的廢水生物處理的主要方法。這種技術將廢水與活性汙泥（微生物）混合攪拌並曝氣，使廢水中的有機汙染物分解，生物固體隨後從已處理廢水中分離，並可根據需要將部分迴流到曝氣池中。

活性汙泥法是

由曝氣池、沉澱池、汙泥迴流和剩餘汙泥排除系統所組成

。活性汙泥中的細菌是一個混合群體，常以菌膠團的形式存在，遊離狀態的較少。活性汙泥在曝氣過程中，對有機物的降解（去除）過程可分為兩個階段，吸附階段和穩定階段。

3.2 SBR工藝

序批式活性汙泥法（SBR法）是一種不同於傳統活性汙泥法的廢水處理工藝，是

在一個反應器內，按照給定的程式進行充水、反應、沉澱、排水及閒置等。

該工藝透過曝氣、停氣，使系統內的好氧和缺氧狀態交替進行。在降解COD的同時，相繼進行了氨氮的硝化和反硝化，達到同時脫碳、脫氮的目的。SBR工藝結構形式簡單，執行方式靈活多變，有較強的抗衝擊負荷能力，具有一系列連續流系統無法比擬的優點。

3.3 厭氧生物處理

厭氧生物處理是高濃度有機廢水處理常用的方法，具有能耗低、負荷高，再生沼氣能源等優點。

但在處理高濃度、難降解石油化工廢水時，由於廢水中往往含有對產甲烷菌有毒害和抑制作用的高濃度氨氮和硫化物，系統的處理效率會大大下降。

3.4 好氧生物處理

好氧生物處理是目前普遍採用的生物處理方法，因其處理成本低，執行操作簡單，在大多數的工業廢水處理中被廣泛採用。

前四段作為異氧菌繁殖場所，主要去除有機碳；後兩段以進行硝化反應為主，透過改變執行條件來促進硝化細菌的生長。在第五段利用廠區生產裝置產生的廢鹼液來調節pH值和鹼度，實現在去除COD、酚、油等物質的同時，提高氨氮的去除效率。

3.5 接觸氧化法

接觸氧化法是一種兼有活性汙泥法和生物膜法特點的一種新的廢水生化處理法。

這種方法的主要裝置是生物接觸氧化濾地。在不透氣的曝氣地中裝有焦炭、礫石、塑膠蜂窩等填料，填料被水浸沒，用鼓風機在填料底部曝氣充氧；空氣能自下而上，夾帶待處理的廢水，自由透過濾料部分到達地面，空氣逸走後，廢水則在濾料間格自上向下返回池底。活性汙泥附在填料表面，不隨水流動，因生物膜直接受到上升氣流的強烈攪動，不斷更新，從而提高了淨化效果。

生物接觸氧化法具有處理時間短、體積小、淨化效果好、出水水質好而穩定、汙泥不需迴流也不膨脹、耗電小等優點。

3.6 A/O法

A/O法的簡要工藝流程如圖3所示：

3.7 IMBR-A/O法

IMBR-A/O工藝是將MBR與A/O工藝相結合的一種方法。

IMBR-A/O工藝流程為：原廢水首先經過柵網去除粗大顆粒狀懸浮物並靜沉，再由泵抽到原水槽，然後經斜板沉澱池到前置反硝化A段（厭氧槽）。

再溢流進入好氧反應器O段（好氧槽），在出水泵的抽吸作用下得到膜過濾出水，好氧槽連續曝氣。

3.8 生物膜法

生物膜處理法是與活性汙泥法並列的一種汙水好氧生物處理技術。

這種處理法的實質是使細菌和真菌類的微生物、原生動物和後生動物一類的微型動物附著在填料或某些載體上生長繁育，並在其上形成膜狀生物汙泥———生物膜。

汙水中的有機汙染物作為營養物質，被生物膜上的微生物所攝取，汙水得到淨化，微生物自身也得到增殖。

3.9 兩段活性汙泥法（AB法）

AB工藝是吸附-生物降解工藝的簡稱，是在常規活性汙泥法和兩段活性汙泥法基礎上發展起來的一種新型的汙水處理技術。

3.10 厭氧—生物膜法

厭氧—生物膜法是厭氧降解和生物接觸氧化法處理的組合工藝。

3.11 三相生物流化床

三相流化床又稱氣流動力流化床。汙水與空氣同步進入床體在氣流的作用下， 氣、液、固（生物膜載體）三相進行攪動接觸，併產生升流在床體內迴圈的處理床。

在這一過程中，產生有機汙染物的降解反應，由於載體間產生強烈的摩擦，生物膜及時脫落，無需另設脫膜裝置。當進水的BOD濃度較大時，可採用處理水迴流措施。防止氣泡在床內併合是此法的技術關鍵，為此，可採用減壓釋放或射流曝氣充氧。

3.12 水解酸化-好氧生物處理工藝

水解是指有機物進入微生物細胞前、在胞外進行的生物化學反應。微生物透過釋放胞外自由酶或連線在細胞外壁上的固定酶來完成生物催化反應。

酸化是一類典型的發酵過程，微生物的代謝產物主要是各種有機酸。

水解和酸化是厭氧消化過程的兩個階段，但不同的工藝水解酸化的處理目的不同。

水解酸化-好氧生物處理工藝中的水解目的主要是將原有廢水中的非溶解性有機物轉變為溶解性有機物，特別是工業廢水，主要將其中難生物降解的有機物轉變為易生物降解的有機物，提高廢水的可生化性，以利於後續的好氧處理。

國內外學者在處理石化廢水方面做了大量的研究工作，在處理工藝、執行條件上得出了一些有重要價值的結論，這對於處理高濃度、難降解廢水具有重要的指導意義。透過以上分析也可以發現，採用常規的工藝處理高濃度、難降解的石油化工廢水存在著以下問題：

（1）

汙泥培養困難，活性不高甚至大量死亡

，系統耐衝擊負荷能力差；

（2）

高濃度進水時有機物的去除效率不高

，不能滿足出水水質的要求；

（3）有些工藝雖然能夠實現有機物高的去除率，但是

硝化脫氮效果較差

，出水氨氮的濃度較高；

（4）對廢水中有毒物質的適應能力低，

有毒物質去除率效果不理想

。同時廢水中有毒物質的存在往往導致大量微生物死亡，影響有機物、氨氮的去除效率；

（5）

難以實現自動化控制，操作繁瑣，執行成本高。

透過有關學者地積極探索，新的、更有效的處理高濃度、難降解的工業廢水的工藝是採用兩段法的基本思想，即將有機物的降解和硝化脫氮分別置於兩個不同的反應器中進行，這不僅避免了常規的一段法產生的葡萄糖效應，而且在第二段發生了硝化反應，提高了系統的脫氮效率。