石油废水的危害

1、含油废水的危害含石油废水成分复杂，含有一定有毒有害的化学物质，如果得不到很好的处理 直接回注或排放，势必对地层、水体、人类以及动植物产生较大的危害。具体表现如下：油类物质漂浮在水体表面,形成一层薄膜，当水面油膜的厚度大于IPm时，空气与水体间的 气体交换，导致水体溶解氧下降,致使水体中浮游生物因缺氧而死亡，也妨碍水生植物的光合 作用,从而影响水体的自净，甚至使水体变臭，破坏水资源的利用价值；沉积于水底的油类经厌氧细菌分解产生硫化氢等毒物，会使底栖生物死亡，而且油类中芳 香烃毒物也可使水生生物致畸。对于鱼、虾、贝类，长期在含油污水中生存将导致其肉中含 有油味，不宜食用；水体表面的聚结油，还有可能

2、燃烧而产生安全问题；如果用含油废水灌溉农田,油分及其衍生物将覆盖土壤和植物的表面，堵塞土壤的孔隙，阻 止空气透入，使果实有油味，或使土壤不能正常进行新陈代谢和微生物新陈代谢，严重时会造 成农作物减产或死亡、鉴于此，含油污水必须经过适当的处理达到国家规定的排放标准后才能进行外排。1.1.5含油废水处理的常规工艺和传统技术目前，含石油废水的常规处理方法主要是采用“老三套”处理或在其基础之上改进的处理 工艺，如在工艺中添加絮凝和混凝装置等。处理后废水的去向主要有以下三种:一是达到油田 回注用水指标后作为回注水使用;二是经过老三套处理工艺之后，再采用高效的生化处理技术, 实现达标外排;三是经过滤后作为

3、某些工业用水的水源如注汽锅炉用水。当前国内目前普遍采用的“老三套”处理工艺，一般是指“隔油一浮选一过滤”这一工艺 流程，以及在该工艺流程基础之上增加的混凝、絮凝等方法。隔油处理主要用于去除含油污水中的浮油和粗分散油，采油污水的处理中常将隔油装置 作为核心设备。隔油装置一般分为平流式API、斜板式(CPI)和平流斜板组合式)三种。石油开 发废水处理一般采用隔油罐，石化废水处理一般采用隔油池。隔油池同时兼作初沉池，去除粗 颗粒等可沉淀物质,减轻后续处理絮凝剂的用量浮选法也称为气浮法，其工作原理是设法在水中通入或产生大量气泡,形成水、气及被去 除物质三相非均体系。在界面张力、气泡上浮力和静水压力差的

4、作用下，使气泡和被去除物 质结合体上浮至水面，实现与水的分离。气浮法在石油化工行业主要用来去除水中浮油类。 浮选法处理技术成熟、油水分离效果好且稳定,应用较为广泛，但是动力消耗大、构造复杂， 维修保养困难过滤是以具有空隙的粒状滤料，如石英砂、无烟煤等对石油类、悬浮物的截留来达到对污 染物质去除的目的。过滤法一般用做二级处理或深度处理,除去水中的分散油和乳化油。常 见的颗粒介质过滤技术有多层滤料过滤法、双向过滤法、移动床过滤法、纤维过滤法、膜过 滤法等。该方法出水水质妊设备投资小，操作方便，但反冲洗操作要求较高。絮凝和混凝也是 工业水处理当中的常用技术手段。絮凝法主要用于去除乳化油，絮凝剂一般分

5、为无机絮凝剂、复合絮凝剂以及有机高分子絮 凝剂。目前主要研究方向为无机高分子絮凝剂和复合絮凝剂。无机高分子絮凝剂主要是铝盐 和铁盐的聚合体系，如聚氯化铝、聚硫酸铁、聚硅氯化铝、聚硅硫酸铝和聚硅硫酸铁等。常 用的有机絮凝剂是聚丙烯酞胺,ZB型阳离子有机絮凝剂等。乳化油通过絮凝剂进行破乳后， 还需要进一步处理，才能达到排放标准混凝是工业水处理当中的一个重要方法，用以去除水中细小的悬浮物和胶体污染物质。它 的原理是通过向废水中投加混凝剂，使其中的胶粒物质发生凝聚和絮凝而分离出来rl81,以净 化废水。在石化废水的处理中，混凝可降低水中的浊度、色度、某些无机或有机污染物,如油、 硫、砷、表面活性物质、

6、放射性物质、浮游生物和藻类等。国内目前含油污水处理普遍采用的是“老三套”处理工艺，即“隔油一混凝一过滤”或“隔 油一气浮一过滤”工艺。这些工艺都是由上述的常规处理工艺组合而成，主要针对含油污水 中的油和机械杂质进行分离处理，其目标主要是实现污水的回注,并未包含污水外排的一些指 标，如COD、BODS、氨氮等。实践表明，用“老三套”注水处理工艺无法使含油污水达标排放。 如果这些不达标的含油废水排入水体当中，就会在水中形成油膜,阻碍大气复氧，同时有机物 的分解会消耗水中的溶解氧，造成水生动植物因缺氧死亡，有机物分解的过程当中还会放出二 氧化碳，使水体pH下降;进而使水体变臭，水质恶化，影响水资源的

7、利用价值。为满足污水外排 的标准，一般的污水外排处理工艺是在“老三套”的基础上增加生化处理单元。主要包括活 性污泥法、SBR法、生物接触氧化法、氧化塘法以及曝气生物滤池法等。但是由于油田污水 成分复杂、可生化性差、温度高，矿化度大,因此在处理工艺的选择和实际工艺的运行上比普 通生化技术有更高的要求。鉴于此,尽快建立一套适合我国国情的高效含油废水处理技术已 经成为当前石油环保工作的研究热点。1.1.2当前含油废水处理的特点油田在开采过程中会产生大量的油田采出水、洗井废水、钻井废水和井下作业废水等采油 废水，该类废水成分复杂，既有原油,又有从地层当中携带的气体、盐类、悬浮固体以及在油 气输送过程当

8、中掺入的混凝剂、絮凝剂、破乳剂等化学药剂，还包括硫酸盐还原菌、铁细菌、 腐生菌等微生物。该类废水具有以下特点：(1)水温较高,通常为45 一 70C,其组成成分复杂，水质变化较大;(2) 含有大量化学药剂，这些药剂多为有机高分子化合物，增加了废水处理的难度；(3)含有大量的 无机离子,特别是易于结垢的成垢离子、废水的矿化度较高，油气田含油污水，特别是稠油污水 和含聚合物污水，油水分离难度较大，难降解有机物含量高；(4)含有各种微生物,主要包括硫酸 盐还原菌、腐生菌、铁细菌，这些细菌的存在容易腐蚀管线，堵塞地层；(5)可生化性较 差,BODS/eon 一般在 0.15 一 0.25 之间1.1.

9、6含油污水处理的新技术及发展方向传统技术包括混凝、沉淀、过滤、消毒等单元具有占地面积大，操作复杂，出水水质不稳定 等缺点。当前膜分离、氧化技术和生物深度处理技术是处理石油化工废水研究的热点。a.膜技术膜技术被称为是21世纪的水处理技术，是近40年来发展最迅速、应用最广泛的技术。膜 技术在水处理中应用的基本原理是:利用水溶液中的水分子具有透过分离膜的能力，而溶质或 其他杂质不能透过分离膜，在外力作用下对水溶液(原水)进行分离,获得纯净的水，从而达到提 高水质的目的。与传统水处理技术相比，膜技术具有节能、投资少、操作简便、处理效率高 等优点，膜技术的应用给人类带来了巨大的环境和经济效益。膜技术最早

10、是由S.sourirajan开拓的，并在近20多年迅速发展起来的分离技术。膜技术在废 水处理方面的研究和应用几乎涉及到废水处理的各个领域，包括电泳漆废水和石油、化工、 纺织、食品加工、造纸、医药、机械加工等行业的废水处理。近年来,随着环境污染的加剧 和水资源的枯竭，人们对水的循环再利用、深度处理的呼声和要求越来越高如何尽可能多地 回收利用现有的水资源己成为人们关注的焦点，废水作为一种资源的观点也逐渐被公众所接 受。膜技术在废水处理中的应用也向综合利用方向转变,一些新的膜过程不断地得到开发研 究，如膜软化、渗透汽化、膜蒸馏、支撑膜液、膜生物反应器、仿生膜及生物膜等过程的研 究工作不断深入。这些工

11、作既以充分回收利用废水中的有价资源为目的，又在一定程度上推 进了废水处理的深度，具有重大的环境效益和经济效益。膜技术主要包括微滤、超滤、反渗 透及电渗析。膜技术对污染物的去除效率较高，但对进水水质要求较严，具有初期投资大、运 行费用高、维修管理复杂等缺点。同时，由于膜组件的质量和污染问题没能得到很好的解决 因此制约了该技术在企业的广泛应用。b.氧化技术氧化技术主要包括强氧化剂氧化、臭氧氧化、光催化氧化以及湿式氧化等。强氧化剂氧化 的报道最早见于美国,80年代美国对石油污染的地下水中的高分子烃类采用硝酸盐和过氧化 物氧化的方法处理，效果很好。1992年美国石油学会文集电介绍了降解和清除聚合物注

12、入后的残留物的方法，主要是采用氧化法，用次氯酸钠或二氧化氯做氧化剂，阴离子型水溶液 聚合物诸如聚丙烯酞胺、聚丙烯酸脂等可以被上述方法分解，加入氧化剂放置4h 一 12h,可以 使聚合物分解至微量。这种方法的优点是成本较低，用次氯酸钠或二氧化氯做氧化剂是用过 氧化氢或过硼酸钠的访，污染物的去除率也较高，但条件控制不好会产生二次污染，且不能回 收废水中的有用物质。臭氧氧化法主要是利用臭氧改变高分子污染物的分子结构，使长链分 子部分断裂,大分子降解为小分子，从而使该废水用传统的生化方法易于处理。这种方法主要 用于传统生化处理方法是预处理，单独用此方法处理效果不明显。光催化氧化降解法是目前 研究的处理

13、含油废水的另一高级氧化技术。美国研究光催化氧化水中可能含有的21种有机 污染物，最终产物都是二氧化碳,光源是太阳光，催化剂是TIO2、ZnO、CdS、Pt和Fe2o3。其成 本很低，不产生二次污染，但受自然条件限制，不易完全反应。利用紫外光照射催化氧化，能够节 约大量氧化剂，氧化效率高，这种方法现在许多国家尚处于研究阶段。湿式氧化法是液体中溶 解或悬浮的有机物在高温高压下保持液相状态进行氧化处理的方法。美国兰达尔曾对多种农 药废水进行此法处理，结果包括高分子碳氢化合物在内的多种化合物分解率均接近99%2,。 湿式氧化法的特点是能耗低、适用性强,最适合处理高浓度有机废水。但实验研究中发现，高 压

14、反应器存在较严重的腐蚀问题。这是超临界水氧化技术工业化需要解决的主要障碍之一。 总体来讲,近年来03氧化技术在石油化工废水的回用中日益广泛，电化学和光化学技术用于 废水深度处理的研究增多，电解氧化、电解絮凝和电解催化氧化用于去除COD和金属离子效 果显著，紫外光氧化、光催化氧化、射线辐照法用于大分子去除有良好的作用。需要指出的 是，电化学和光化学由于能耗和处理费用较高尚处于实验阶段C深度生物处理对于微生物对石油烃污染物的生物降解的研究，国外的研究比较成熟，美国在这方面研究较 深入，并将生物技术运用于石油污染的现场修复例如:清除Alaska Ewxon海岸的石油污染。弄 清石油的主要组成成分是有

15、效处理含石油废水的前提条件。烷烃是组成石油的主要成分，随 着相对分子量的增加，烷烃分别以气、液、固三种状态存在于石油中。在常温下，从甲烷到丁 烷是气态，是天然气和油制气的主要成分。石油中正构烷烃中碳原子数一般小于40,除主要直 链烷烃以外，还含有支链（异构）烷烃。除正构烷烃外,石油中还含有部分环状烷烃。石油中环 烷烃一般含5个碳原子，环状排列,占石油含量的3% 6%,除环戊烷和环己烷外还有二环和多 环烷烃。环烷烃含量高时，油品粘度大。芳香烃占石油含量的4%,有单环芳烃（如苯、甲苯、 二甲苯）,还含有双环芳烃、三环芳烃（如菲）和三环以上的多环芳烃（如苯并花、苯并蕙多核芳 烃）。芳香烃对生物的毒性

16、最大，特别是多环芳烃，难以生物降解。从20世纪70年代开始有学者关注生物深度处理方面的研宽但成熟的研究并不多,且多限 于综述，实践研究及现场修复的报道很少，尚处于起步阶段。生物深度处理具有去除污染物的 种类多、效率高、抗冲击能力强且运行费用低等优点，再经过絮凝、过滤等后处理，能够获得 良好的回用水。现有的生物处理技术主要包括生物强化技术、生物固定化技术以及曝气生物 滤池技术。生物强化技术主要是通过向废水中直接投加从自然界中筛选的优势菌种或通过基 因重组技术产生的高效菌种，以改善原处理系统的能力，达到对某一类有害物质的去除或某方 面性能优化的目的。生物固定化技术是强化技术与一般生物处理技术相结合的产物,用于废 水处理，是近年来发展起来的废水处理新技术。在水处理当中采用固定化细胞可以提高生物 反应器内的微生物浓度，有利于反应后的固液分离，有利于去除氨氮、高浓度有机物以及某种 难降解的物质，是一种高效低能耗、运转管理容易、十分有前途的废水处理技术。目前从总 体上来看,生物强化技术和生物固定化技术大多尚处于实验室水平，处于初级研究阶段，用该 类技术处理实际废水的应用例子还不多。Morris和song,jin的实验表明,在地下水的厌