石油化工廢水種類繁多，組成復雜，毒性大，抑制生物降解和濃度高，主要特性如下：

1 水量大、水質(zhì)復雜和變化大

石油化工生產(chǎn)規(guī)模趨向于大型化，生產(chǎn)過程中需加入各種溶劑、助劑和添加劑，再經(jīng)過各種反應。因此，污水水量大，成份相當復雜。

2 有機污染較嚴重

石油化工污水所含的有機物主要是烴類及其衍生物。某些石化裝置排出的高濃度的廢液經(jīng)過焚燒或其他適當方法處理后，COD仍然較高。

3 污水中含有重金屬

由于石化生產(chǎn)許多反應是在催化劑作用下完成的，一個大型石油化工廠使用的催化劑可達數(shù)十種，因此，污水中往往含有重金屬。

由于石化廢水中所含有的污染物種類非常繁多，導致其中的污染組分也是非常豐富的，根據(jù)檢測，可知其中含有油、硫、酚、COD、多環(huán)芳烴化物、芳香胺類化合物以及雜環(huán)化合物等。

1 含油廢水

主要來源：工藝過程與油品接觸的冷凝水、介質(zhì)水、生成水，油品洗滌水、油品運輸船壓艙水、循環(huán)冷卻水、油品油氣冷凝水、焦化除焦廢水及受油品污染的地面水。

2 含酚廢水

主要來源：常減壓延遲焦化、催化裂化及-丙酮、間甲酚、雙酚A等生產(chǎn)裝置。

3 含硫廢水

主要來源 ：煉油廠二次加工裝置、分離罐的排水、油品和油氣的冷凝分離水、芳烴聯(lián)合裝置。

4 含氰廢水

主要來源：丙烯腈裝置、腈綸廠聚合車間、紡絲車間及回收車間排水、丁腈橡膠裝置。

5 含醛廢水

主要來源：乙醛裝置、維綸抽絲裝置、醋酸乙烯裝置、甲醛裝置等。

6 含苯廢水

主要來源：制苯車間、苯乙烯裝置、聚苯乙烯裝置、乙基苯裝置、烷基苯裝置以及乙烯裝置的裂解急冷水洗廢水。

7 含酸堿廢水

主要來源：煉油廠、石油化工廠的洗滌水，成品罐的切水、鍋爐水處理排水及酸堿汞房的排放水。

石化廢水中含有大量的有毒有害物質(zhì)，尤其是其中的某些成分能夠與土壤中的磷、氮元素進行緊密的結合，進而導致土壤中的磷、氮元素含量嚴重不足，從而對植物的正常生長造成嚴重的不利影響。

石化廢水中還含有大量的重金屬元素，例如，砷、鉻、鎳、鈹?shù)?，一旦隨著水進入到人體內(nèi)就會對大大提高癌癥的發(fā)病率，對人們的身體健康造成非常嚴重的影響。

未經(jīng)處理的石化廢水被排入到河中，還會導致水中的含氧量大大降低，會對水中動植物的正產(chǎn)生長發(fā)育造成不利影響，而且水中的微生物對石化廢水中的有機物質(zhì)進行降解時，會消耗水中溶解的大量氧氣，進而破壞了水中溶解氧的平衡，不利于動植物的長遠發(fā)展。

當前，石油化工、煉油廢水處理工藝按照處理原理，可將所有處理方法歸分為物理處理、化學處理與生化處理三類。

含油廢水一般的處理工藝如下：

生物法通過微生物的代謝作用，使廢水中呈溶液、膠體以及微細懸浮狀態(tài)的有機性污染物質(zhì)轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定、無害的物質(zhì)，可分為好氧生物處理法和厭氧生物處理法以及各種組合工藝。

3.1 活性污泥法

活性污泥法是以活性污泥為主體的廢水生物處理的主要方法。這種技術將廢水與活性污泥(微生物)混合攪拌并曝氣，使廢水中的有機污染物分解，生物固體隨后從已處理廢水中分離，并可根據(jù)需要將部分回流到曝氣池中。

活性污泥法是由曝氣池、沉淀池、污泥回流和剩余污泥排除系統(tǒng)所組成。活性污泥中的細菌是一個混合群體，常以菌膠團的形式存在，游離狀態(tài)的較少?；钚晕勰嘣谄貧膺^程中，對有機物的降解(去除)過程可分為兩個階段，吸附階段和穩(wěn)定階段。

3.2 SBR工藝

序批式活性污泥法（SBR法）是一種不同于傳統(tǒng)活性污泥法的廢水處理工藝，是在一個反應器內(nèi)，按照給定的程序進行充水、反應、沉淀、排水及閑置等。該工藝通過曝氣、停氣，使系統(tǒng)內(nèi)的好氧和缺氧狀態(tài)交替進行。在降解COD的同時，相繼進行了氨氮的硝化和反硝化，達到同時脫碳、脫氮的目的。SBR工藝結構形式簡單，運行方式靈活多變，有較強的抗沖擊負荷能力，具有一系列連續(xù)流系統(tǒng)的優(yōu)點。

一家研究院通過小試試驗，對SBR法處理石油化工廢水進行了研究。用壓縮空氣充氧，污泥濃度保持5000~7000mg/L，反應器溫度在28~32℃。結果表明，在CODCr進水容積負荷為0.6kgCOD/(m3·d)，氨氮容積負荷為0.07kg/(m3·d)的條件下，CODCr去除率為94%，氨氮去除率為90%以上，總氮去除率在60%左右，具有良好的去除效果。

運用SBR法處理吉林石化廠廢水，控制溫度在20℃左右、pH在6~9條件下，氨氮有較好的去除效果，進水氨氮40~50mg/L時，出水氨氮能夠達到2~3mg/L，去除率在90％上。

3.4 好氧生物處理

好氧生物處理是目前普遍采用的生物處理方法，因其處理成本低，運行操作簡單，在大多數(shù)的工業(yè)廢水處理中被廣泛采用。

等對傳統(tǒng)活性污泥法進行改進，采用氧氣曝氣法處理高COD、含硫、含氨的石油化工廢水，試驗對氧曝和空曝進行了對比。經(jīng)過三個月的運行表明，與空氣曝氣法相比，氧氣曝氣法凈化效果高，出水水質(zhì)好，COD和BOD5的平均去除率可達到88.6%和97.6%；且操作平穩(wěn)安全，抗沖擊性能強，污泥沉降性能好，相對提高了反應器的容積負荷。但是該方法由于使用純氧，成本較高，因此很難推廣。

利用推流式混合曝氣池處理高濃度石化廢水是活性污泥法的另一個改進，然而該方法同樣存在著COD、BOD5、油、酚、硫化物等的去除率高，而氨氮去除率低的問題。唐逸衡將混合推流式曝氣池分成六段。

前四段作為異氧菌繁殖場所，主要去除有機碳；后兩段以進行硝化反應為主，通過改變運行條件來促進硝化細菌的生長。在第五段利用廠區(qū)生產(chǎn)裝置產(chǎn)生的廢堿液來調(diào)節(jié)pH值和堿度，實現(xiàn)在去除COD、酚、油等物質(zhì)的同時，提高氨氮的去除效率。

3.5 接觸氧化法

接觸氧化法是一種兼有活性污泥法和生物膜法特點的一種新的廢水生化處理法。這種方法的主要設備是生物接觸氧化濾地。在不透氣的曝氣地中裝有焦炭、礫石、塑料蜂窩等填料，填料被水浸沒，用鼓風機在填料底部曝氣充氧；空氣能自下而上，夾帶待處理的廢水，自由通過濾料部分到達地面，空氣逸走后，廢水則在濾料間格自上向下返回池底。活性污泥附在填料表面，不隨水流動，因生物膜直接受到上升氣流的強烈攪動，不斷更新，從而提高了凈化效果。

生物接觸氧化法具有處理時間短、體積小、凈化效果好、出水水質(zhì)好而穩(wěn)定、污泥不需回流也不膨脹、耗電小等優(yōu)點。

等采用懸浮填料接觸氧化生物反應器對高濃度石油化工廢水進行處理。通過6h、8h、10h、12h四個不同水力停留時間的硝化過程，取得了不同運行條件下的氨氮去除效果。

結果表明，懸浮填料生物反應器可以達到生物硝化的目的。當進水中BOD5和CODCr濃度變化范圍在77.4~234mg/L和245.5~695.7mg/L時，其平均去除率分別為90%和80%以上，平均出水濃度分別小于15mg/L和90mg/L。試驗期間進水氨氮濃度在8.3~53.2mg/L范圍內(nèi)時，四個工況條件下的平均去除率分別為55.5%、86.7%、91.1%和95.6%，平均出水濃度分別是9.43mg/L、3.10mg/L、1.71mg/L、0.79mg/L。

3.6 A/O法

A/O法的簡要工藝流程如圖3所示：

采用A/O工藝處理廣州某重油制氣廠廢水。結果表明，A/O工藝對氨氮具有很強的去除能力，去除率達到95%以上，出水氨氮穩(wěn)定達標排放；對COD也有較高的降解能力，正常情況下去除率達到80%以上。從理論上講，A/O工藝對石油化工廢水具有良好的處理效果，但在實際工程中往往會出現(xiàn)以下問題：

（1）受到進水水質(zhì)的影響較大，氨氮去除效果不理想；

（2）O段的水力停留時間難以控制。很多采用A/O工藝的石化廢水處理廠為了獲得較高的有機物去除效率，將O段水力停留時間設置的很長，有時長達30~40h。過長的停留時間會使微生物處于衰減相運行，污泥中的灰分較多，污泥的活性降低，聚凝性能變差。

3.7 IMBR-A/O法

IMBR-A/O工藝是將MBR與A/O工藝相結合的一種方法。

IMBR-A/O工藝流程為：原廢水首先經(jīng)過柵網(wǎng)去除粗大顆粒狀懸浮物并靜沉，再由泵抽到原水槽，然后經(jīng)斜板沉淀池到前置反硝化A段(厭氧槽)。

再溢流進入好氧反應器O段(好氧槽)，在出水泵的抽吸作用下得到膜過濾出水，好氧槽連續(xù)曝氣。

3.9 兩段活性污泥法（AB法）

AB工藝是吸附-生物降解工藝的簡稱，是在常規(guī)活性污泥法和兩段活性污泥法基礎上發(fā)展起來的一種新型的污水處理技術。

采用兩段活性污泥法（AB工藝）處理石油化工廢水，在進水COD為1600mg/L，BOD5為800mg/L，總容積負荷為1.2kgCOD/（m3·d）的條件下，COD去除率能達到96.5%，BOD5去除率達98%以上，氨氮去除率也達到了較高的水平。但是在利用兩段活性污泥法處理高濃度石化廢水時，普通活性污泥法的缺點也難以避免，如受廢水中有毒物質(zhì)的影響較大，COD去除效果不穩(wěn)定，耐沖擊能力差等，因此很難滿足日益提高的出水水質(zhì)要求。

3.10 厭氧—生物膜法

厭氧—生物膜法是厭氧降解和生物接觸氧化法處理的組合工藝。

等利用厭氧降解和生物接觸氧化法處理奧里油化工廢水，探索了該工藝對奧里油化工廢水的適應能力和處理效果。結果表明，該工藝處理奧里油石油化工廢水處理效果較好，厭氧降解處理COD負荷8.7kg/(m3·d)，平均去除率達35%，好氧處理COD負荷1.87kg/(m3·d)，平均去除率達69%，生物處理COD總去除率達80%，最終出水達到污水綜合排放（GB8978—1996）二級標準。

等采用水解—好氧生物膜工藝對難降解的石油化工廢水處理進行研究。其中水解段HRT12h，一段和二段接觸氧化池的HRT各為12h，水溫為10℃。研究結果表明，當系統(tǒng)進水COD、氨氮、酚和硫化物的濃度分別為2066.4mg/L、120.74mg/L、283.44mg/L和20.76mg/L時，處理后出水濃度分別為236mg/L、74.33mg/L、0.86mg/L和1.22mg/L，達到國家三級排放標準。運行過程中，將沉淀池的污泥回流至水解酸化池并在其中得到消化，因而本工藝基本無剩余污泥排放。此外，系統(tǒng)還具有運行穩(wěn)定、耐沖擊負荷能力強的特點。

3.12 水解酸化-好氧生物處理工藝

水解是指有機物進入微生物細胞前、在胞外進行的生物化學反應。微生物通過釋放胞外自由酶或連接在細胞外壁上的固定酶來完成生物催化反應。

酸化是一類典型的發(fā)酵過程，微生物的代謝產(chǎn)物主要是各種有機酸。

水解和酸化是厭氧消化過程的兩個階段，但不同的工藝水解酸化的處理目的不同。

水解酸化-好氧生物處理工藝中的水解目的主要是將原有廢水中的非溶解性有機物轉(zhuǎn)變?yōu)槿芙庑杂袡C物，特別是工業(yè)廢水，主要將其中難生物降解的有機物轉(zhuǎn)變?yōu)橐咨锝到獾挠袡C物，提高廢水的可生化性，以利于后續(xù)的好氧處理。

國內(nèi)外學者在處理石化廢水方面做了大量的研究工作，在處理工藝、運行條件上得出了一些有重要價值的結論，這對于處理高濃度、難降解廢水具有重要的指導意義。通過以上分析也可以發(fā)現(xiàn)，采用常規(guī)的工藝處理高濃度、難降解的石油化工廢水存在著以下問題：

（1）污泥培養(yǎng)困難，活性不高甚至大量死亡，系統(tǒng)耐沖擊負荷能力差；

（2）高濃度進水時有機物的去除效率不高，不能滿足出水水質(zhì)的要求；

（3）有些工藝雖然能夠?qū)崿F(xiàn)有機物高的去除率，但是硝化脫氮效果較差，出水氨氮的濃度較高；

（4）對廢水中有毒物質(zhì)的適應能力低，有毒物質(zhì)去除率效果不理想。同時廢水中有毒物質(zhì)的存在往往導致大量微生物死亡，影響有機物、氨氮的去除效率；

（5）難以實現(xiàn)自動化控制，操作繁瑣，運行成本高。

通過有關學者地積極探索，新的、更有效的處理高濃度、難降解的工業(yè)廢水的工藝是采用兩段法的基本思想，即將有機物的降解和硝化脫氮分別置于兩個不同的反應器中進行，這不僅避免了常規(guī)的一段法產(chǎn)生的葡萄糖效應，而且在第二段發(fā)生了硝化反應，提高了系統(tǒng)的脫氮效率。