進(jìn)入二十一世紀(jì)以來，我國各石化企業(yè)相繼開展了工業(yè)廢水深度處理技術(shù)的專題研究，在小試、中試和生產(chǎn)性系統(tǒng)試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上，建成了一批廢水深度處理設(shè)施，普遍采用曝氣生物濾池、臭氧高級(jí)氧化與澄清過濾工藝的組合技術(shù)。

其中以生物處理為主的占80%以上，部分污水深度處理裝置采用曝氣生物濾池或接觸氧化和臭氧氧化組合處理工藝，以臭氧氧化作為生化處理的預(yù)處理，改善污水的可生化性，或應(yīng)用于系統(tǒng)末端，直接對(duì)不可生物降解的有機(jī)污染物進(jìn)行化學(xué)氧化。

一、化工污水深度處理的方法

1.物化法

污水處理的物化法是指通過物理和化學(xué)方法進(jìn)行處理，主要有吸附法、混凝法、氣浮法、藥劑萃取法、膜處理技術(shù)、化學(xué)氧化還原法等。其中物理方法為吸附法、混凝法、氣浮法、萃取法、膜處理技術(shù)，該類型處理方法均存在處理量有限的缺點(diǎn)，在處理一定量污染物后需要進(jìn)行再生或廢棄。

如活性炭吸附，能快速降低污染物，但是吸附容量有限，且活性炭成本高，不能輕易廢棄。若進(jìn)行再生，解附后的污染物存在二次污染的問題，所以通過物理方法處理的污染物并沒有降解或消失，只是從一種環(huán)境轉(zhuǎn)移到另一種環(huán)境。

化學(xué)法有化學(xué)氧化還原法，該種處理方法能對(duì)污染物進(jìn)行降解，常見的氧化劑為臭氧、過氧化氫、高錳酸鉀。但是化學(xué)方法處理后存在重金屬二次污染和臭氧泄漏風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，化學(xué)方法處理廢水也存在成本高，管理難度大的問題。

2.化工污水的深度處理

結(jié)合我國的生態(tài)保護(hù)形勢和化工企業(yè)排污管理規(guī)定的要求，化工企業(yè)在污水排放方面都承受著環(huán)保達(dá)標(biāo)和污染物減排的雙重壓力，因此化工企業(yè)對(duì)污水的深度處理越來越重視。

污水深度處理一般流程為預(yù)處理、芬頓工藝、臭氧工藝、活性炭吸附工藝、超濾和反滲透裝置等。預(yù)處理裝置主要為過濾裝置包括有砂濾、中速過濾罐等，主要去除水中懸浮物，包括懸浮污泥、藻類、殼類生物等。

芬頓工藝或臭氧工藝是深度處理的主要工藝，作用是進(jìn)一步降低污水中化學(xué)需氧量，使有機(jī)物轉(zhuǎn)變?yōu)樗投趸肌?/span>活性炭吸附的作用是進(jìn)一步降低水中污染物含量，通過物理吸附作用進(jìn)一步提高水質(zhì)，活性炭吸附工藝放在最后是因?yàn)榻档突钚蕴课截?fù)荷，延長活性炭使用周期，降低運(yùn)行成本。

超濾和反滲透裝置為污水回用裝置，通過超濾的污水可以作為循環(huán)水補(bǔ)水，通過反滲透處理后的水可以作為脫鹽水裝置原水來代替工業(yè)水，通過污水回用裝置可以實(shí)現(xiàn)裝置的節(jié)能減排和挖潛增效。

3.深度處理技術(shù)應(yīng)用

對(duì)化工一污水處理場和化工二污水處理場的外排污水進(jìn)行深度處理，提高最終排水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。由于煉化企業(yè)產(chǎn)品種類繁多、所排生產(chǎn)廢水水量較大，水質(zhì)污染物濃度較高且成分復(fù)雜。

污水在化工一污水處理場和化工二污水處理場均已經(jīng)過二級(jí)生化處理，污染物濃度大大降低，出水COD濃度降至80mg/L左右，但已處理過的污水中含有大量難降解物質(zhì)，BOD/COD小于0.1，可生化性差。因此，深度處理難度較大。

二、污水深度處理工程項(xiàng)目概述

1.工程項(xiàng)目概況

黑龍江省某化工企業(yè)污水處理廠始建于1986年，與該企業(yè)乙烯主體裝置同時(shí)建成投產(chǎn)，主要處理石油化工企業(yè)廠區(qū)內(nèi)乙烯、丁辛醇、高壓聚乙烯、低壓聚乙烯、原料罐區(qū)、成品罐區(qū)、線性低密度聚乙烯、濕式氧化裝置廢堿液等生產(chǎn)裝置排出的污水。

化工一污水處理場設(shè)計(jì)規(guī)模1000m3/h，采用調(diào)節(jié)、隔油、中和、曝氣、過濾、活性炭吸附的處理工藝，出水進(jìn)入污水東排1#、3#泵站，經(jīng)提升排放。

污水處理場設(shè)計(jì)能力為1100m3/h，其中化工二污水處理場現(xiàn)有中水回用裝置反滲透設(shè)施的進(jìn)水設(shè)計(jì)能力300m3/h，其余達(dá)到排放要求的污水進(jìn)入回用單元處理后回收利用。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、環(huán)境保護(hù)工作的加強(qiáng)，我國對(duì)污水治理的要求越來越高，污水排放標(biāo)準(zhǔn)越來越嚴(yán)。

《石油煉制工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》和《石油化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》也即將實(shí)行，黑龍江省肇蘭新河環(huán)境綜合整治規(guī)劃已經(jīng)發(fā)布，相應(yīng)化工企業(yè)排放的工業(yè)污水COD允許排放濃度提高到小于50mg/L。

面對(duì)日趨嚴(yán)格的污水排放標(biāo)準(zhǔn)，石化企業(yè)作為地方經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)，環(huán)保責(zé)任重大。化工一污水處理場與化工二污水處理場現(xiàn)有排水COD指標(biāo)較高，不能滿足減排要求。

需對(duì)兩污水處理場的出水進(jìn)行深度處理，將兩座污水處理場的最終外排水匯總引入深度處理設(shè)施中進(jìn)一步處理，以滿足排放標(biāo)準(zhǔn)要求。

2.原污水處理系統(tǒng)的現(xiàn)狀及分析

化工一污水處理場始建于1986年，與該企業(yè)乙烯主體裝置同時(shí)建成投產(chǎn)，主要處理該企業(yè)化工一廠、化工二廠、熱電廠、銷售公司等單位的乙烯、丁辛醇、高壓聚乙烯、低壓聚乙烯、原料罐區(qū)、成品罐區(qū)、線性低密度聚乙烯、濕式氧化裝置廢堿液等生產(chǎn)裝置排出的污水。

化工一污水處理場設(shè)計(jì)規(guī)模1000m3/h，廢堿液與各裝置來水首先經(jīng)預(yù)中和、曝氣、除油等預(yù)處理，再采用調(diào)節(jié)、隔油、中和、曝氣、過濾、活性炭吸附的處理工藝，出水進(jìn)入污水東排1#、3#泵站，達(dá)標(biāo)排放。

化工二污水處理場是該企業(yè)120萬噸/年乙烯改擴(kuò)建工程的配套項(xiàng)目，主要處理120萬噸/年乙烯改擴(kuò)建工程新增的生產(chǎn)污水、污染雨水及化工三廠產(chǎn)生的生產(chǎn)廢水。

化工二污水處理場由預(yù)處理單元（隔油池、調(diào)節(jié)罐、氣?。?、一級(jí)生化處理單元（水解酸化池、好氧曝氣池、二沉池），二級(jí)生化處理單元（曝氣生物濾池）、回用水單元（中速過濾器、臭氧接觸池、超濾及反滲透）及配套的公用工程（鼓風(fēng)機(jī)房、加藥間、臭氧制備及尾氣處理、污泥處理單元、生物除臭站）等組成。

3.原污水處理系統(tǒng)主要存在的問題

原化工一污水處理場建成較早，部分污水處理設(shè)施存在設(shè)備老化，喪失處理功能等問題。原化工一污水處理場原水池設(shè)有空氣管線，用于對(duì)池內(nèi)污水進(jìn)行攪拌，防止水中攜帶的泥沙等懸浮物沉積，并在原水池前段設(shè)有沉淀段，可分離部分懸浮物。

但由于設(shè)施多年運(yùn)行，空氣管線污堵嚴(yán)重，已經(jīng)喪失攪拌功能，原水池內(nèi)積泥深度約3米，排沙系統(tǒng)運(yùn)行不暢，造成原水池出水懸浮物較高，對(duì)后續(xù)裝置帶來較大沖擊。原化工二污水處理場溶氣氣浮裝置溶氣系統(tǒng)效果不理想，不能形成含有微小氣泡的溶氣水，導(dǎo)致氣浮單元分離效果較差，同時(shí)刮渣機(jī)多年運(yùn)行，腐蝕嚴(yán)重，故障率較高。

三、污水深度處理方案比較與確定

高密度沉淀池為矩形池體，分區(qū)進(jìn)行混合、絮凝、沉淀過程，需要投加絮凝劑和助凝劑。優(yōu)點(diǎn)為懸浮物去除效果好，占地小，污泥濃縮率高。缺點(diǎn)是不適合處理量大的污水廠、涉及專利技術(shù)成本高、投加藥劑成本高。

同時(shí)高密度沉淀池配套的加藥設(shè)備較多，增加了日常操作和維護(hù)，增加人工成本。曝氣生物濾池內(nèi)有大量小粒徑多孔填料，微生物吸附在多孔填料上，降解污水中的有機(jī)物，同時(shí)有鼓風(fēng)設(shè)備進(jìn)行曝氣為微生物提供溶解氧。

優(yōu)點(diǎn)是曝氣生物濾池內(nèi)可完成炭化、硝化、反硝化過程，既可降解有機(jī)污染物也可吸附懸浮物，出水濁度低。缺點(diǎn)為需要定期反洗，配套設(shè)備多，增加管理難度，反洗排水易造成二次污染。

生物接觸氧化法是在生化反應(yīng)池內(nèi)設(shè)置填料，經(jīng)過充氧的廢水與長滿生物膜的填料接觸，并以一定的流速流經(jīng)填料。在填料上布滿生物膜，污水與生物膜廣泛接觸，在微生物新陳代謝的作用下，污水中有機(jī)污染物得到去除，污水得到凈化。

其中，組合型填料由變性聚乙烯塑料和纖維束制成，克服了軟性填料易于生物膜粘結(jié)成球、結(jié)塊、比表面積減小、纖維束結(jié)球內(nèi)部產(chǎn)生厭氧作用、水流態(tài)不理想等缺點(diǎn)，同時(shí)克服了粒狀填料不易掛膜的缺點(diǎn)，兼具剛性和柔性，具有較強(qiáng)的布水、布?xì)饽芰?，傳質(zhì)效果好，對(duì)COD去除效率較高。

多介質(zhì)濾池一般以鵝卵石、石英砂、無煙煤為過濾介質(zhì)，懸浮物去除率高，占地面積小。缺點(diǎn)是反洗配套設(shè)備多，管理復(fù)雜，處理量小，填料需定期更換，濾帽等耗材損大，檢修復(fù)雜。

澄清過濾技術(shù)主要應(yīng)用于生物處理單元之后，去除水中懸浮物和老化的生物膜，保證進(jìn)入后續(xù)單元的水質(zhì)。或設(shè)置于臭氧氧化單元之前，去除可消耗臭氧的懸浮物和不溶解COD，降低臭氧消耗量，節(jié)約運(yùn)行成本。

小結(jié)

目前，國內(nèi)多家煉化企業(yè)采用流砂濾池代替?zhèn)鹘y(tǒng)多介質(zhì)過濾器，取得良好效果。微絮凝砂濾是一種接觸過濾，即在進(jìn)水中加入絮凝劑后立即進(jìn)入濾池，將絮凝反應(yīng)過程移至濾床中進(jìn)行，將濾料作為一種水中微粒，使懸浮微粒間的接觸碰撞幾率顯著增大，既節(jié)省絮凝劑用量及副產(chǎn)污染物處理量，同時(shí)大大提高過濾效果。

濾砂的運(yùn)行狀態(tài)為由上到下，以工業(yè)風(fēng)為動(dòng)力源，在運(yùn)動(dòng)過程中濾砂中污染物在水流和物理碰撞的作用下得到自凈。該技術(shù)在中國石化的齊魯石化、鎮(zhèn)海石化等多家大型石油化工企業(yè)的化工污水處理系統(tǒng)中得到應(yīng)用，取得良好效果，克服了傳統(tǒng)過濾器停車反洗的缺點(diǎn)，具有取而代之的發(fā)展趨勢。