胡海良
(紹興旗濱玻璃有限公司,浙江紹興 312000)
隨著國(guó)家宏觀經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平不斷提高,人們對(duì)物質(zhì)生活的各種需求都得到了充分滿足。通過對(duì)各種化學(xué)原料的合成、加工,可以滿足人們?cè)谏a(chǎn)、生活活動(dòng)中的各種需求。同時(shí),化工企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)過程,還會(huì)產(chǎn)生數(shù)量較多的工業(yè)廢水。如果沒有及時(shí)、有效地處理化工企業(yè)廢水,往往會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)和人們生產(chǎn)、生活產(chǎn)生不利影響。為此,為了有效地實(shí)施節(jié)能環(huán)保理念,便需要針對(duì)石油化工廢水處理技術(shù)和方法加以優(yōu)化。
石油化工廢水一般分為刺激性廢水、有毒性廢水等類型。石油化工廢水中的有機(jī)污染物含量較高,其中有環(huán)氧化物、醚、酮、醛、醇及有機(jī)酸等,這些有機(jī)化合物若排放到江河中,會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),如分解及氧化等,從而破壞水體中的氧含量。同時(shí),污水pH 不穩(wěn)定,強(qiáng)酸與弱酸交替作用,會(huì)腐蝕營(yíng)養(yǎng)元素,也會(huì)對(duì)各種生物體造成傷害。另外,污水中含有有毒的鉛、汞及砷等有毒物質(zhì),會(huì)對(duì)土壤、河流、植物及農(nóng)作物造成毒害。
石油化工廢水,根據(jù)生產(chǎn)廠家類型和生產(chǎn)工藝不同,也有一定差異。一般而言,含油廢水來自煉油裝置冷凝器排水、地面沖洗水,堿渣廢水來自減壓催化裂化等裝置中的柴油,生產(chǎn)廢水來自循環(huán)水場(chǎng)冷卻水排污等。除了生物處理外,還有其他處理這類有機(jī)物廢水的辦法。在進(jìn)行原油污水處理時(shí),必須按污水類型選用合適的處理工藝,其中生物工藝具有更好、更經(jīng)濟(jì)的優(yōu)點(diǎn),因而得到了廣泛的應(yīng)用。根據(jù)近期出現(xiàn)的產(chǎn)業(yè)區(qū)域趨勢(shì),原油的排放源將不再是一個(gè)單一的,而是一個(gè)綜合產(chǎn)品,如石油公司。所以,對(duì)于這種石油廢水,應(yīng)該采用聯(lián)合治理的方法,以達(dá)到經(jīng)濟(jì)上的合理性。近年來,我國(guó)石油工業(yè)和石化工業(yè)得到了迅速發(fā)展,產(chǎn)品的品種也越來越豐富。這些工廠的污水還含有原料、中間產(chǎn)品、產(chǎn)品等,它們的生產(chǎn)過程十分復(fù)雜,釋放量也很大。但是,我國(guó)目前還處于污水治理的初級(jí)階段,從工業(yè)發(fā)展和防治環(huán)境污染的角度來看,發(fā)展和改善這一領(lǐng)域的科技就顯得尤為重要。與之相對(duì)應(yīng)的是,生物處理技術(shù)的價(jià)值也逐漸被人們所認(rèn)識(shí)。
石油化工廢水因其類型、性質(zhì)、產(chǎn)生條件的不同,造成的危害也非常復(fù)雜。以往時(shí)期,僅將石油化工廢水定位為生態(tài)破壞與環(huán)境污染的廢水,并未對(duì)其污染及危害性進(jìn)行細(xì)致分析。近年來,隨著科技不斷發(fā)展,通過數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析、化學(xué)污水實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的不斷累積,人們逐漸意識(shí)到,由于各種成分和排放方式的不同,各種污染物進(jìn)入地下水環(huán)境,流入地表徑流,侵入土壤表層和深層,將對(duì)水質(zhì)、微生物、植物、動(dòng)物、農(nóng)作物和人體造成關(guān)聯(lián)性損害。
當(dāng)前,隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展,國(guó)外公司紛紛進(jìn)入中國(guó),國(guó)內(nèi)能源需求也在迅速增長(zhǎng)。發(fā)展能源工業(yè)必然帶來環(huán)境污染,石油化工廢水排放數(shù)量驚人。2021年,我國(guó)石油化工廢水排放總量為758.5億t。如此多的石油化工廢水排放數(shù)量,使得污水治理工作變得十分困難。
在石油煉制、石油化工、合成橡膠等生產(chǎn)過程中,由于生產(chǎn)工藝不同,所產(chǎn)生的廢水中無(wú)機(jī)物和有機(jī)物含量也不盡相同。廢水中物質(zhì)成分非常復(fù)雜,其中成分和含量與所用污水處理方式有很大關(guān)系。如果在生產(chǎn)過程中,存在不規(guī)范操作,則會(huì)導(dǎo)致石油化工廢水中的污染物濃度升高。
石化工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ),屬于國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支柱。然而,石化行業(yè)所帶來的環(huán)境污染也不容忽視,這就會(huì)為石油化工廢水治理帶來重大挑戰(zhàn)。我國(guó)現(xiàn)有廢水處理技術(shù)主要有化學(xué)需氧量處理方法等,由于廢水中含有的污染物種類不同,可以分為吸附法、氣浮法、膜分離法、離心法及高壓電場(chǎng)法,也可以采用絮凝、氧化法、臭氧氧化法等方法中和廢水中污染物。在生產(chǎn)過程中,采用不同處理工藝,可以有效地實(shí)現(xiàn)水資源再利用和變廢為寶的目標(biāo),減少石油化工廢水對(duì)環(huán)境的影響。
石油化工廢水處理問題引起人們重視。目前,石油化工廢水治理已成為國(guó)內(nèi)外研究熱點(diǎn),并對(duì)其提出了新要求。由于不同產(chǎn)品、不同生產(chǎn)工藝,使得石油化工廢水類型千差萬(wàn)別,難以有效地進(jìn)行治理工作。同時(shí),石油化工企業(yè)也在積極轉(zhuǎn)變觀念,加速水資源的循環(huán)利用,但是,現(xiàn)有廢水治理技術(shù)還停留在前人研究水平上,有待于進(jìn)一步研究與應(yīng)用。
石油化工廢水量逐年遞增。近幾年,隨著經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展,石油化工廢水排放量也在不斷提高,這便對(duì)石油化工廢水治理提出了更高要求。針對(duì)當(dāng)前環(huán)境狀況,應(yīng)及時(shí)解決和處理石油化工廢水,避免造成環(huán)境污染問題。
石油化工廢水組分比較復(fù)雜。石化工業(yè)廢水中含有大量有毒、有害物質(zhì),尤其是含有大量污染物。
(1)在節(jié)能環(huán)保視角下,可以應(yīng)用除油處理技術(shù),有效治理石油化工廢水。在化工工程生產(chǎn)廢水中,浮油組分存在差異,浮油組分對(duì)凈化處理有一定負(fù)面作用。因此,在石油化工廢水預(yù)處理過程中,應(yīng)采取隔油法、離心分離法等方法進(jìn)行脫油,并將氣浮法和隔油池聯(lián)合,達(dá)到預(yù)曝氣的目的。
(2)運(yùn)用酚類化學(xué)物毒性抑制法。這些化學(xué)物質(zhì)對(duì)微生物有一定毒性,高濃度酚類化學(xué)物則能抑制細(xì)菌生長(zhǎng),殺死細(xì)菌活力。通過調(diào)整水力負(fù)荷、提高污泥濃度及生物添加劑等生物增稠法,可以在低氧和最佳回流比基礎(chǔ)上,有效地減少酚類化學(xué)物毒性。
在石油化工廢水治理實(shí)踐中,仍有許多問題亟待解決。生物化學(xué)處理方法是石化行業(yè)中較為常見的一種污水處理方法,主要有活性污泥處理、組合工藝等。在具體使用生化處理技術(shù)處理石油化工廢水時(shí),具體可以應(yīng)用以下幾種技術(shù)。
(1)絮凝技術(shù),石油化工廢水絮凝技術(shù)主要是向石化工排放的污水中加入特殊物質(zhì),使得污水中不易過濾和沉淀的雜質(zhì)凝聚為大顆粒,從而實(shí)現(xiàn)最終的分離效果。
(2)應(yīng)用氧化技術(shù),在石油生產(chǎn)時(shí),所產(chǎn)生的工業(yè)廢水組成十分復(fù)雜,而且其組成也有較大差別。因此,在石油化工廢水具體治理中,要依據(jù)其組分性質(zhì)選用化學(xué)氧化法[1]。
在各種石油化工廢水治理中,生物法具有較高環(huán)境效益和治理效果。通過微生物代謝,可以對(duì)污水中的污染物進(jìn)行降解。在工業(yè)層面,生物工藝分為好氧和厭氧兩大類,按照微生物代謝特性進(jìn)行分類。好氧工藝分為活性污泥和生物膜兩大類,活性污泥法主要通過微生物生長(zhǎng)和繁殖來完成石油化工廢水處理任務(wù)。所謂“生物膜定律”,在于利用整個(gè)生物膜氧化能力,讓污水在接觸到生物膜瞬間就將水中的有機(jī)物排出[2]。采用生物法處理污水時(shí),整體能耗較低,二次污染較少,總體上具有較高環(huán)境價(jià)值,可以切實(shí)提升石油化工廢水治理成效
(1)石油化工廢水氨氮濃度較高,國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的污水中氨氮排放量較低,常規(guī)污水處理工藝難以達(dá)到要求,而氨氮甲醛廢水的回收工藝則能滿足國(guó)家對(duì)污水的循環(huán)再利用需求。同時(shí),應(yīng)用較為廣泛的技術(shù)有 A/O 及SBR 等。
(2)注重石油化工廢水再回收利用,再進(jìn)行循環(huán)水的二次使用,其最大容量為300 m3/h。
(3)經(jīng)過處理的水,會(huì)有諸多雜質(zhì),其中堿度和硬度更高。在此工藝中,很有可能會(huì)受到生物化學(xué)工藝的影響。為了解決上述問題,采用軟化、過濾等霧化工藝,將廢水中的微粒和沉淀物去除,再通過超濾、反滲透、脫鹽等工藝,保證再利用循環(huán)水的使用效率。
在對(duì)石油化工廢水進(jìn)行處理時(shí),采用化學(xué)處理方法更為精確,對(duì)石油化工廢水深度處理工藝進(jìn)行全面優(yōu)化。采用多種工藝組合,提高石油化工廢水綜合處理質(zhì)量和效率。利用電化學(xué)氧化技術(shù)對(duì)石油化工廢水進(jìn)行處理,能使石油化工廢水迅速分離。在過氧化氫和鐵離子情況下,可以將石油化工廢水進(jìn)行凈化,整個(gè)石油化工廢水凈化過程不會(huì)受到過氧化氫和鐵的污染,對(duì)周圍環(huán)境造成極大影響[4]。為此,就需要進(jìn)一步完善石油化工廢水處理流程,從而提升石油化工廢水處理效果。同時(shí),注重石油化工廢水的再利用。通過開源節(jié)流,實(shí)現(xiàn)污水的再利用,實(shí)現(xiàn)污水的再利用。例如,對(duì)精煉流程中的含硫氨水進(jìn)行氣提法脫除H2S氨水和氰水后,得到的純水再用于電脫鹽。冷焦水和切焦水經(jīng)過油隔離、沉淀、過濾及閉路回收。通過油脂分離、浮選和過濾,洗滌池的廢水“自身”循環(huán)。利用二次廢液處理后的廢水,作為廢液處理過濾池反沖用水,并作為瓦斯槽和火炬水封槽的補(bǔ)給用水。此外,還需強(qiáng)化分類管理,做好污染物質(zhì)的本地預(yù)處理,并對(duì)其進(jìn)行綜合治理。石化工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水,大部分都是在生產(chǎn)過程中失去的材料和有用的材料。所以,要對(duì)廢水進(jìn)行治理,要從強(qiáng)化污染源控制入手,實(shí)行污水局部預(yù)處理及綜合回收利用,將污水中有用的物質(zhì)進(jìn)行回收,減少對(duì)污水的消耗,從廢水中去除污染物,減少環(huán)境污染。
除采用化學(xué)工藝外,治理石油化工廢水可采用生物工藝。通常來講,可以從下面幾點(diǎn)入手。
(1)全面推廣厭氧生物處理技術(shù)。這是一種非常廣泛的技術(shù),用途非常廣泛,此種技術(shù)的作用就是利用微生物有氧呼吸,讓整個(gè)污水環(huán)境都能被有機(jī)分解,從而達(dá)到對(duì)污水中有害有機(jī)物的精確控制。在好氧生物處理技術(shù)指導(dǎo)下,建立一種新型的膜生物反應(yīng)器,并對(duì)其進(jìn)行最優(yōu)去除。根據(jù)當(dāng)前發(fā)展情況,厭氧生物處理技術(shù)具有較高的實(shí)用價(jià)值,可以利用此種成熟技術(shù)內(nèi)容和技術(shù)優(yōu)勢(shì),實(shí)現(xiàn)對(duì)大分子有機(jī)物的高效利用。
(2)應(yīng)用綜合處理技術(shù)。在實(shí)際應(yīng)用中,可以根據(jù)污水成分復(fù)雜特性,將厭氧生物處理技術(shù)與好氧生物處理技術(shù)有機(jī)地結(jié)合起來。例如,在展示曝氣生物過濾技術(shù)時(shí),可以選擇合適填料,將其覆蓋在生物膜內(nèi)部。石油化工廢水過濾之后,廢水中有機(jī)物會(huì)被吸入到微生物中,加速有機(jī)物分解,提升石油化工廢水治理效率。
若要確保石油化工廢水治理效果最佳化,必須投入相應(yīng)的治理費(fèi)用,否則不僅不能取得優(yōu)良治理效果,反而會(huì)為石化企業(yè)發(fā)展帶來不利影響。所以,應(yīng)充分引進(jìn)“以廢治廢”理念,如強(qiáng)氧化劑、酸堿等化工生產(chǎn)過程中產(chǎn)生一些副產(chǎn)物,也需對(duì)環(huán)境保護(hù)設(shè)施進(jìn)行有效調(diào)節(jié)。同時(shí),一些企業(yè)生產(chǎn)的尿素、葡萄糖等副產(chǎn)物,也是微生物的主要養(yǎng)分,可以提高其生物化學(xué)特性。所以,企業(yè)必須在更為科學(xué)的政策控制下,既要減少管理費(fèi)用,又要主動(dòng)提高管理效果。
石油化工廢水具有毒性、高含鹽量、生化性差等特性,是造成生物化學(xué)生產(chǎn)過程中出現(xiàn)問題的重要因素。石油化工廢水預(yù)處理方法會(huì)直接影響到生化過程的效果,若要提高石油化工廢水預(yù)處理效果,加強(qiáng)高生物化學(xué)性能,則必須引起廣大化工企業(yè)的重視。同時(shí),由于預(yù)處理目標(biāo)是防止污染擴(kuò)散和污染轉(zhuǎn)移,所以其最終效果并不明顯。所以,需重視減少環(huán)境污染,實(shí)現(xiàn)最優(yōu)排放。另外,石油化工廢水預(yù)處理最終結(jié)果,除了能實(shí)現(xiàn)對(duì)常規(guī)污染物的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),還能對(duì)特定污染物進(jìn)行檢測(cè),從而達(dá)到對(duì)特定污染物的有效監(jiān)控。所以,預(yù)處理技術(shù)將成為石油化工廢水治理的重要發(fā)展方向。
石油化工廢水污染物組成比較復(fù)雜,若想減少污水對(duì)周邊環(huán)境的危害,就必須對(duì)污水進(jìn)行科學(xué)、理性的分析,采用行之有效的方法,才能使污水處理效果得到改善。如今,日益嚴(yán)重的水資源問題已成為限制我國(guó)經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展的瓶頸,實(shí)現(xiàn)污水零排放已成為必然。通過鹽度平衡實(shí)驗(yàn),可以使水質(zhì)達(dá)到安全、穩(wěn)定、良好的狀態(tài),從而達(dá)到降低污水排放量、達(dá)到零排放的目的。鹽平衡測(cè)試思想是在確保每個(gè)單位用于用水質(zhì)量的基礎(chǔ)上,也就是將用戶用水中的鹽量控制在一個(gè)合理的值上,從而達(dá)到整個(gè)工廠水系統(tǒng)中的鹽量的平衡,這樣即可避免鹽量在水系統(tǒng)中積累,防止對(duì)用戶的水質(zhì)造成影響。
在此基礎(chǔ)上,通過對(duì)設(shè)備的鹽均衡分析,實(shí)現(xiàn)設(shè)備最優(yōu)用水均衡分析,從而確保整個(gè)系統(tǒng)的用水均衡分析的合理性與可行性。以水質(zhì)分析為手段,了解石化企業(yè)各種用水的鹽含量,并利用鹽平衡計(jì)算,分析并核算出石油化工廢水中鹽的來源和去向。以回用水的水質(zhì)要求和廢水的鹽含量為依據(jù),對(duì)供排水系統(tǒng)和廢水處理系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化,實(shí)現(xiàn)污水的污污分流、分治,全廠分質(zhì)供水,這是一種能夠解決石化企業(yè)含鹽廢水處理負(fù)荷過重、提高節(jié)水減排水平、降低生產(chǎn)成本的有效方法。同時(shí),需符合GB 31570—2015《石油煉制工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中對(duì)高濃度鹵水分別回收和處理的有關(guān)要求,進(jìn)而達(dá)到下一階段的環(huán)境達(dá)標(biāo)和提質(zhì)減排目標(biāo)。
隨著環(huán)境污染日益加劇,地球環(huán)境不斷惡化,若不加強(qiáng)對(duì)石油化工廢水排放的監(jiān)測(cè)與監(jiān)控,將難以有效解決環(huán)境問題。由于各石油化工生產(chǎn)工藝存在差異,應(yīng)合理選用相應(yīng)工藝。針對(duì)現(xiàn)有石油化工廢水治理技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新,充分發(fā)揮不同技術(shù)優(yōu)勢(shì),并通過不斷探索,尋找更為高效、快捷及經(jīng)濟(jì)的石油化工廢水治理途徑,真正提升石油化工廢水治理環(huán)保效果。