石化污水处理技术分析

第34卷第6期大庆师范学院学报Vol.34 No. 62014年11月JOURNAL OF DAQING NORMAL UNIVERSITYNovember ,2014D0I 10. 13356/j. cnki. jdnu. 2095-0063. 2014. 06.013石化污水处理技术分析丁海燕，李玉堂,武燕,任国领,张虹,黄永红. (大庆师范学院生命科学学院,黑龙江大庆163712)摘要:水污染是一个全球性的问题,随着工业的发展和工业化程度的提升而不断加深。本文通过对生物法、物理法、化学法、物理化学法在石油化工污水处理中研究进展的介绍,说明了各种技术的优缺点和使用条件，指出由于污水成分的多样性，需要综合运用各种技术才能达到最佳的处理效果。总体而言,今后的发展方向是研究开发投入少、见效大的污水处理技术。关键词:石化污水处理;化学法;生物法;物理化学法作者简介:丁海燕(1973-),女,黑龙江大庆人,大庆师范学院生命科学学院教师,从事遗传学及生物技术研究。基金项目:黑龙江省教育厅科学技术研究项目(12513004,1 1553005 )中图分类号:X703.1文献标识码:A 文 章编号:2095-0063(2014)06-0049-04收稿 日期:2014-06-150引唁水资源的再生、回收和利用越来越被人们关注和重视,污水处理技术的发展应不仅仅是达标排放,未来的发展方向是排供结合，经过处理后的再生水作为自然资源进行循环利用,让自然生态中的水形成一个良性循环系统。国外在污水处理及回收的开发方面已取得的一些成果值得我们借鉴。他们-方面倡导节约用水,保护和科学开发水资源,另-方面研究开发了一些污水处理的新技术，例如日本[1绝缘材料公司.已成功开发--种使用陶瓷膜过滤器的污水处理系统,该系统适用于中小型污水处理厂。美国AVANTA公司研制开发了SAF (淹没曝气滤池)生物膜法污水处理新技术。相对DAF( dissoIved air floatation) 工艺,SAF是同等规模DAF法处理污水能力的5倍,同时能减少建设成本50%,减少运行成本90%以上，据计算,处理1吨污水的费用不到0. 15元人民币(2]。目前,我国石化水污染处理技术的研究和应用已经取得了进展。本文就目前采用的技术,如化学法、物理法、生物法等进行综述。1生物法1.1好氧生物处理法好氧生物处理是有氧存在下，好氧微生物降解有机物,使其无害化的一种处理手段。 Scholz 等[3]研究了膜生物反应器,由生物反应器与超滤膜单元相联接,油去除率可达99.99%,COD(化学需氧量)和T0C(总有机碳)去除率分别为97%、98%;王德河等[4]介绍了采用循序间歇反应器(SBR)法为主体的处理工艺,运行结果表明,化学需氧量(COD)、生物需氧量(BOD)、固体悬浮物(Ss)的去除率分别达到了95%、98%和95%,并达到了排放标准。1.2 厌氧生物处理法在无氧的条件下,通过微生物的协同作用,把有机物最终分解为CO2和甲烷。各种厌氧工艺成功应用于污水处理的案例屡见不鲜。王庆伟51等人研究表明,在厌氧升流式流化床后应器(IRF)中处理高浓度的垃圾渗滤液,反应器添加阳离子和颗粒污泥，能明显提高有机物中国煤化工系究在中温.条件下,内循环反应器(IC)具有高效处理PTA(对苯二甲酸)污水的可IHCNMHG1.3 组合工艺石油化工业产生的废水具有污染物种类多,含有酚、硫化物等生物抑制物质及水质情况复杂等特点。厌氧和好氧有效结合的组合工艺要比采用单--的好氧或者厌氧处理工艺的效果好,达到排放要求应用广泛。陈美荣等人研究”缺氧-兼氧-好氧的二级生物法处理石油化工废水,出水含油、COD、BOD、MLSS( mixed liquor suspended solids). 分别低于10、100、30、70mg/L。邹茂荣等人研究[8]水解酸化-好氧生物处理-曝气生物滤池联用的工艺处理石油化工废水,结果表明出水水质好,氨氮、COD的去除率分别为73.4%92.8%,酚类、油及硫化物的去除率均在90%以上。关卫省等人研究[9]采用上流式厌氧污泥床反应器(UASB)加曝气池的厌氧-好氧组合处理石油化工废水,污染物去除率高。1.4 膜生物反应器工艺膜生物反应器(MBR)是一种由膜分离和生物处理两个单元相结合的一.种水处理技术。目前在日本.运行的膜生物反应器占全球的66%。在膜分离生物反应器的应用中,98%以上是好氧膜生物反应器,其中55%以上是--体式膜生物反应器。20世纪80年代以来,该技术愈来愈受到重视,成为水处理技术研究的一个热点。使用生物法处理废水,二次污染少、处理效率高具有能耗少、污泥沉降性能好、出水水质好等优点,但对水质要求比较高、运行过程复杂、适用地区限制等缺点[10]。2物理法2.1 重力分离法重力分离法是比较典型的初级处理方法,它是利用油和水在密度上的差异和不相溶解的性质实现水、油珠与悬浮物分离。这种方法可以去除污水中的部分分散油、重油、油-固体物等不与水溶解的有害物质,但不能除去污水中的乳化油和溶解油。2.2 过滤法过滤法是将污水通过颗粒介质构成的过滤层,依靠它的截留、筛分、惯性撞击等作用使废水中的悬浮物和油分等一些有害物质清除。过滤能去除ss,对COD,BOD高的污水效果不大,而且过滤的动力消耗高，污水处理成本增加。相对于传统的深度处理工艺,采用转盘式过滤器处理工艺，由于滤布反冲洗时采用负压抽吸的方式,不需要反抽吸水池"”。因此对于--般污水处理厂二级处理出水,采用简单的工艺处理流程就可大幅提高出水水质。2.3 离心分离法在高速旋转的离心力场中,因固体颗粒污水与油珠的密度大小不相同,承受的离心作用力也不同,从而达到从污水中去除油珠、固体颗粒。常用的分离器是水力旋流。旋流分离器在液固分离方面的应用始于19世纪40年代,现在比较成熟,但在油/水分离方面的探索要迟很多。虽然液液分离与液固分离的基本原理是相同的,但二者设备的几何结构差别却比较大。是英国人首先发明脱油型旋流分离器。20世纪60年代,英国南安普顿大学Martin'Thew教授领导的多相流与机械分离研究室开始水中除油研究。离心分离法的分离器体积小、除油很明显,高流速易使分散油剪碎,常用于分离分散油,对乳化油的去除效果不太好,而且成本不菲,所以一-般情况下比较适合水量少、场合比较受限制的海上油船、采油平台[12]3化学法.化学处理法是经由化学反应去除废水中呈溶解、胶体状态的污染物或将其转化为无害物质的废水处理法。以投加药剂产生化学反应为基础的处理单元有氧化还原、混凝、中和等;以传质作用为基础的有萃取、吸附、吹脱、汽提、离子交换以及反渗透和电渗吸等。和生物处理方法比较而言,高效率、快速,可以除去比较多的污染物。还具有容易实现自动检测、设备容易操作和控制、便于回收利用等优点。化学处理法能有效地去除废水中多种有毒的污染物。3.1污水臭氧化处理法在环境保护和化工等方面广泛应用。是用臭氧作氧化剂,使用的中国煤化工戈氧气对废水进行净化和消毒处理的方法。这种方法主要用于水的脱色,水中铁:DYHCNMHGMHG的消毒,去除水中酚、异味、臭味、氰等污染物质,具有反应迅速、流程简单、无二次污染的优点。3.2污水电解处理法应用电解的基本原理,使废水中有害物质通过电解转化成为无害物质以实现净化的方法。3.3污水化学沉淀处理法是一种传统的水处理方法,广泛用于水质处理中的软化过程、工业废水处理等,以去除重金属和氰化物。向废水中投加可溶性化学药剂，使之与其中呈离子状态的无机污染物起化学反应,生成不溶于或难溶于水的化合物沉淀析出,从而达到净化废水的目的。3.4污水混凝 处理法向废水中投加混凝剂,其中的胶粒物质发生凝聚和絮凝而分离出来,使废水净化的一种方法。混凝是凝聚作用与絮凝作用的合称。凝聚作用是指投加电解质,胶粒电动电势降低或消除,以致胶体颗粒失去稳定性,脱稳胶粒相互聚结;絮凝作用是指高分子物质吸附搭桥,胶体颗粒相互聚结。水温、pH值、浊度、硬度及混凝剂的投放量等常影响混凝效果13-14]13.5污水氧化处理法氧化处理法几乎可处理--切工业废水,尤其是处理废水中难以被生物降解的有机物。利用强氧化剂氧化分解废水中污染物,如酚、氰化物、绝大部分农药、杀虫剂以及引起色度、臭味的物质等。强氧化剂能将废水中的这些污染物逐步降解成为简单的无机物,也能把溶解于水中的污染物氧化为不溶于水、而易于从水中分离出来的物质。3.6污水中 和处理法基本原理是使酸性废水中的H+与外加0H~,或使碱性废水中的0H-与外加的H+相互作用,生成弱解离的水分子,同时生成可溶解或难溶解的其他盐类,从而消除它们的有害作用。4物理化学方法.4.1膜分离方法美国肯塔基大学研究出低压合成膜反渗透技术,这种膜由非纤维素薄膜材料制成,分离压力为1.0~2. 0M Pa,pH值为2~ 12,对多环芳烃等去除率为88% ~ 98% [15]。该技术去除高分子有机物效率高,但运行费用和投资比传统处理设备高。4.2吸附法纤维活性炭(ACF)于20世纪70年代初问世,现在在美国、英国、日本已经形成了一定的研究规模[16]。在我国目前还处于研究的阶段[17]，中山大学最早用ACF成功处理了酚醛车间的废水。对COD Cr(采用重铬酸钾( K2Cr207 )作为氧化剂测定出的化学耗氧量表示为COD Cr)、挥发酚.浊度、硫化物、石油类等有良好的去除效果。ACF 作为一种新型吸附材料,具有吸附大，速度快,解析速度快等特点。此外,ACF可以长时间使用,可替代粒状碳,工艺流程相对简单,成本比较低,节约水资源[18]。研究高效、节能、环保的处理技术,系统开发不同工艺的有效组合,是石油化工废水处理技术研究的主要内容和发展方向[19]。水资源的循环利用,实施生产清洁化,在源头和生产过程中抑制和减少污染物质的产生;进行有效的末端治理,实现达标排放。[参考文献][1]赵立祥.日本的循环型经济与社会[ M].北京:社会科学出版社,2007:142-203.[2]沈哲,黄劼,刘平养,等.治理农村生活污水的国际经验借鉴一基 于美国、欧盟和日本模式的比较[J].价格理论与实践, 2013(2):10.-12.[4]王德和,曲本亮. 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We described the advantages and disadvantages of various technologies and terms of use. Greatimportance should been attached to the application of a broad range of chemical methods to increase researchefforts. Overall, the future research and development was small investment, big effect of sewage treatment tech-nology.Key words : petrochemical wastewater treatment ;chemical method ; biological method ; physical chemistry中国煤化工MYHCNMH G52