节能减排理念下石油化工污水处理策略

杨金钰

（大庆化工有限公司轻烃分馏分公司，黑龙江大庆 163000）

1 石油化工污水排放现状

石油化工污水是石油化工企业在生产过程中被污染的需要处理排放的废弃水资源。由于石油化工产品种类繁多，产品生产的工艺不同导致了反应过程和单元操作不尽相同。

1.1 石油化工污水的排放

石油是石油化工中最重要的原料，而石油化工中的有机物经过分馏、精炼、合成和裂解等工序就是石油化工中的工序。石油化工产品生产周期较长，由于生产企业规模大、种类多，废水中的氨氮、苯酚和硫黄含量较高。石油化工企业因其自身特点，其所生产的产品差别较大，由此所产生的污水具有多样性，其中包含了芳香胺、杂环化合物，这就使废水的特性变得更加复杂，而且有毒物质的含量也会极大增加。有些化工企业对节约用水的意识不强，导致了大量的水资源浪费与环境污染。在科技不断发展的过程中，公司逐渐认识到，不同的生产工艺对水质的要求是不一样的。通过总结、分类、归类，实现有目标的废水治理，可提高废水处理效果。

1.2 石油化工污水的特性

石油化工污水的质量和排放量都很大，其水质十分复杂。石油化工行业的规模化生产，涉及大量的溶剂、助剂、添加剂，以及多种化学反应，因此产生了大量的污水，污水中所含的杂质成分比较复杂，重金属含量很高。因为在产品生产过程中，许多反应都需要借助催化剂来完成。一家大型石油化工企业生产过程中，可能会用到数十种不同类型的催化剂，由于各种催化剂的存在，使得污水中的重金属浓度不断升高，因此，污水中的重金属污染问题日益突出，石油化工污水的治理难度很大。石油化工产品种类很多，其中杂环化合物、芳香胺等也会引起水体污染，而且它们之间还会发生化学反应，使得石油化工污水的治理难度加大[1]。

2 石油化工污水治理中存在的问题

2.1 污水中硫含量增加

随着油价的不断上涨，石油化工企业对产品在原材料的选择上，趋向于使用便宜的高硫原油，含硫量高，使得其污水中的硫含量也很高。据有关资料显示，在常压型焦化分馏型油水分离罐及常压型油水分离器中，都会排出大量的含硫污水，污染环境。

2.2 污水成分更复杂

污水中污染物成分的复杂性使污水处理变得更加困难，造成污水成分变得更加复杂的原因有：①原油质量下降，油含量较高，杂质含量较多，要加工这些质量较低的原油，就需要相关产业提高对原材料的质量深度加工能力。②由于油价的大幅上升，使得石油化工企业面临着利润率下降的局面。为了更好地发展和更大的利润空间，很多石油公司都把目光转向了精细化工。③在日益缺水、环境保护意识增强的情况下，石油化工企业实行了水回用，使污水中各种工艺、设备分离出的污染物质不断增多。

2.3 污水的深层使用与再循环

随着世界范围内水环境问题的日益严重，国家对污水的排放标准不断提升，石油化工行业对污水深度处理的需求也越来越大。除此之外，因为国内大部分的石油化工企业都处于缺水的区域，因此，对污水的处理并不只是单纯地对污水进行处理，而是要找到一种更深层的回收方式，对废水进行了合理的回收使用，使之成为其他工业产品所需的原材料。

3 石化废水的治理工艺

3.1 物理处理方法

（1）膜分离法。现在，不仅是石油化工行业，也有很多公司在污水处理方面都在采用这种技术。膜分离技术最大的优势就在于它可以高效地过滤出污水的气味和颜色，同时它也可以过滤出污水中的杂质，比如金属离子、微生物等，从而保证污水的稳定性。由于膜分离工艺成本低，实用性强，被广泛用于石油化工领域。

（2）吸附法。吸附剂是一种常用的吸附材料。常用的吸附剂主要包括活性炭、活性炭纤维、水沸石等。这种方法的缺点是加工费用很高。尽管它能有效地去除污染物的色泽和气味，但其不能改善污水的水质，且可能会有二次污染，故不可单用。

（3）离心机。在污水处理过程中，利用离心机的工作原理，根据污水中的油水浓度差异，实现对油水的分离。在对污水进行处理时，应按照水质特性进行离心机的选用。目前石油化工企业中使用的离心机主要包括垂直离心设备和水平离心设备。但是，离心泵的成本较高，而且它的结构比较复杂，不适合大规模生产。

（4）石油分离技术。除油是石油化工污水处理中的一项重要技术，石油分离工艺通常在特殊的分离池中进行，对石油化工排放的污水进行初步沉淀。不同的油品分选方法，其分选效果也不尽相同。经过实验对比，得出斜板油膜分离比常规水膜分离效果更好。通过实验和现场测试，证明了采用合适的倾斜度能够有效地提高分油器的工作效率。

（5）空气悬浮（Hybrid）方法。气浮法是利用微气泡对废水中的微生物、油质等进行吸附，从而达到对废水进行净化、改善水质、去除石化油脂等污染物的目的。通过这个办法，降低了悬浮物质含量，增加了对工业废水的过滤能力与处理质量。但是，科学研究也发现，气浮法对精炼污水的脱油效果很好，所以，在实验室里，研究人员将单层气浮技术和多层板式冷却塔理论进行了有机融合，开发出一种新型的双层次气浮工艺，实现了一次充气法和多级气浮法进行分离。

3.2 化学处理方法

（1）絮凝工艺。絮凝技术是一种基于絮凝的方法，通过增加污水中悬浮粒子的粒度和生成絮体，加快污水中污染物的累积。在污水处理过程中，絮凝法是一种有效的方法。在工程实践中，通常采用的是与气浮、沉淀等工艺相结合的方法。

（2）污水恶臭氧化处理方法。在环境保护和化学工业中，污水中的臭氧氧化处理方法得到了广泛应用。在较低浓度臭氧的作用下，对城市生活污水进行处理。污水臭氧化处理方法不仅反应速度快，而且工艺简单，不产生二次污染，便于进行环境保护工作，与绿色发展思想相一致。

3.3 生物化学处理工艺

（1）活性污泥法。活性污泥法是指在污水处理过程中，通过好氧微生物的快速增殖，并通过其自身的氧化性对污水中的污染物进行吸附。其方法是持续地将外部空气加入污水中，将其转化为淤泥，并在淤泥中不停地培养出好氧微生物，用这种生物及其产生的活性污泥对污水进行处理。

（2）生物过滤技术。生物过滤技术是利用生物滤塔中的微生物，将其黏附到固态支撑体上，构成一种滤料，再让水从顶部流到底部，经过滤材料的表面进行过滤，从而将污水中的有机物质吸收，滤料上的微生物对有机物也有很好的分解作用。

（3）厌氧技术。厌氧生化工艺具有费用低廉、污水浓度高、处理效果好、产甲烷等优点，是一种极具应用前景的新型工艺。用这种生物及其产生的活性污泥对污水进行处理，同时，利用厌氧菌对废水进行生物降解和发酵。升流厌氧池处理高浓度有机废水不仅操作简单，而且处理效果良好。采用升流厌氧法处理污水具有较好的除污性能，但对工艺条件的要求较高，需对工艺温度、水量等进行适当的调控，以达到最佳效果。

（4）好氧技术。在石油化工污水处理中，好氧工艺也是一种重要的方法。在实际应用中，好氧法和厌氧法通常是联用的。对石油化工污水进行好氧处理的方式有很多，可以根据污水的种类进行灵活选择。其中，间歇型活性污泥法是一种简单、快捷、灵活的工艺，便于操作与管理，适合于规模较小的污水处理。

4 石油化工污水的治理措施

4.1 硫磺污水处理

当前，国内外对含硫污水的处理方法主要包括汽提法、沉淀法、氧化法等。在这些方法中，利用率最高的是沉淀法与氧化法，可有效地处理含硫废水。在采用氧化方法处理废水时，添加铜盐可以加速空气中硫酸盐的产生，提高废水的处理效率。可分离的酸洗法分单塔与双塔两种，单塔适用于处理含硫化氢、低氨氮等污水。近年来，采用湿式氧化法对含硫污水进行深度脱除，对生物污水的处理效果显著，并衍生出多种新的高级氧化工艺，受到广泛关注。

4.2 处理污水中的高浓度物料

按照生物化学毒性，可划分为有毒、无毒生化性差、无毒性三种类型。在此基础上，提出了好氧与厌氧两种处理方式，并提出了今后石油化工行业的发展方向。对高浓度污水进行厌氧处理，对低浓度污水进行好氧处理。与之对比，好氧工艺更加经济、更加方便，而厌氧工艺则能够实现污水的二次回收。在实际运行中，好氧工艺与厌氧工艺可相互配合使用。厌氧工艺是用来处理下水道高浓度的污水，而好氧工艺是用来处理低浓度污水。按照生物化学工艺所需氧的最大值，可选择厌氧工艺与好氧法相结合，可对污水进行处理。好氧是一种较经济的好氧技术，但厌氧技术的应用既能提高资源利用率，又能实现能源的循环利用，同时还能产生较少的污泥，因此，厌氧技术更适用于污水的处理。然而，在实际应用中，仅采用厌氧工艺虽然具有很高的运行效率，但并不能彻底脱除污水中的杂质，还需与好氧工艺联合应用[2]。

4.3 含油污水的处置

含油污水污染严重，给水环境造成了极大危害。油类物质排入水中后，由于油本身具有一定的毒性，所以必须经过净化处理才能排出体外。如将油污排入自然界中，便在大自然中结成油膜，阻止氧气进入。这样不仅会造成水资源短缺，还会使水质恶化。因此，必须对含油污水进行有效处理，才能避免水污染问题。处理含油污水，通常采用物理和化学方法、生物和其他各种方式。物理法主要包括过滤、吸附和浮选。常用的物理、化学方法有油气悬浮法、涡流法、膜法。生化过程中主要涉及厌氧过程，好氧和联合法。由于这些方法都存在一些缺点或不足，所以人们提出了一种新的厌氧生物处理工艺。特定条件下，把厌氧和化学法、厌氧生物法有机地结合起来，利用两段式厌氧生物工艺处理含油污水。

5 节能减排理念下石油化工污水处理趋势

5.1 节省电力能源

石油化工企业可通过对污水处理装置进行优化，如水泵、搅拌等来实现节能目的。水泵作为一种高能耗的泵站，若仅靠一台水泵运转，其工作效率将会随着设备的老化而逐步降低。针对不同时段排水量的差异，采用双泵轮换方式，可有效地缩短泵的工作周期，达到节能目的。搅拌机功耗高，且由于其对污水和化学药品的不停搅拌，若将污水与化学药品的混合过程同步进行，则可节省一部分搅拌机的工作时间，从而达到节能目的。

5.2 大力发展新能源

新能源、环境保护、节约能源等都可以用于污水治理。例如，风能和太阳能能够进行发电，能够替代部分的用电。此外，由于对流式沉淀池具有重力排水的特性，还可取代常规沉淀池所需的电力，从而使石化企业在节能减排方面取得了显著效果。除了这些，在智能化、自动化的发展趋势下，石油化工企业也可以开发出高效的智能化、自动化的污水处理设备，这样既可以节约能源、降低成本，又能够减少人力资源，提升劳动效率，从而为企业创造经济效益，促进整个行业的发展和壮大，促进节能减排工作的进行，同时，有助于加强石化企业的环保意识。

5.3 合适的用药

废水处理过程中化学药剂投加量的合理确定是一个非常关键的问题，从药剂的经济性、药液的浓度等方面综合考虑，可以有效地减少药剂配比带来的能耗。如何找到一种性能价格比较高的污水处理剂，一直是污水处理领域的一个难题。在污水处理过程中，采用无毒药剂进行污水处理，并尽量降低污水对环境的污染。石油化工企业应该对药剂浓度进行控制，如果药剂浓度太高，对实验装置的清洁不利，如果药剂浓度太低，又会造成其他药剂的外溢。所以，在污水处理过程中，药剂的选用是十分重要的[3]。

5.4 加强对石油化工污水治理技术的研究

石油化工企业生产中的污水处理系统已经基本完备，但是更加完善的污水处理技术对清洁和清洁技术的追求是永不停息的。就是因为这些污水经过处理后，可以直接排入当地的水厂和居民生活用水的河流和湖泊及海洋，这也是为什么人们会关心海洋中的细菌，或者说是有毒物质的原因。研究人员还应继续加大研究和改进技术，利用现在的科技，在改进过程中，既有的缺陷将会被彻底弥补，既有的优点也将会得到最大限度的发挥和完善，石油化工污水处理能够伴随着高校科技的发展而达到新的更高的水平。

6 结束语

在对污水进行处理的过程中，石油化工企业应当始终秉承着节能减排的思想，全力做好污水处理工作，利用物理、生物、化学等技术，对污水进行处理。在处理污水时，要注重节约能源，选择合适的药剂。更新原有的技术，研发新型的能源，增加污染过滤率和污水回收利用率，努力做到石油化工污水真正安全排放，以达到石油化工产业绿色发展的目的。