一、厭氧處理
石油化工廢水通常含有高濃度的化學(xué)需氧量(COD)，且其生化性較差。為了提高后續(xù)處理的可生化性，通常首先采用厭氧預(yù)處理。厭氧處理的主要優(yōu)點(diǎn)包括污泥產(chǎn)量低、運(yùn)行成本低廉、產(chǎn)能效率高以及操作簡(jiǎn)便等，但也存在啟動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng)和操作穩(wěn)定性不足的問題。
1.1 升流式厭氧污泥床(UASB)
UASB反應(yīng)器因其內(nèi)部高濃度的污泥、高有機(jī)負(fù)荷、短水力停留時(shí)間和較低的運(yùn)行成本而受到青睞。然而，該反應(yīng)器啟動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng)，且對(duì)顆粒污泥的培養(yǎng)條件要求嚴(yán)格。UASB常用于處理高濃度有機(jī)廢水。在處理己內(nèi)酰胺生產(chǎn)廢水時(shí)，雖然COD去除效果良好，但出水的可生化性并未得到顯著提升。為了確保處理效果，需要嚴(yán)格控制反應(yīng)條件，例如進(jìn)水負(fù)荷波動(dòng)不超過15%，進(jìn)水硫酸鹽濃度低于1000 mg/L，進(jìn)水pH值維持在5.5至6.5之間，反應(yīng)溫度保持在30至38℃。為避免硫化物對(duì)厭氧污泥產(chǎn)生的不利影響，可以在進(jìn)水中添加適量的FeCl?。
1.2 厭氧附著膜膨脹床(AAFEB)
AAFEB反應(yīng)器是一種高效的厭氧消化工藝，床層在10%至20%的膨脹率下運(yùn)行，改善了反應(yīng)器內(nèi)的傳質(zhì)條件。載體的小粒徑提供了微生物附著的巨大表面積，使得反應(yīng)器內(nèi)保持較高的微生物濃度。實(shí)驗(yàn)研究表明，升高溫度能夠提高反應(yīng)器的有機(jī)負(fù)荷和去除效果。
1.3 厭氧固定膜反應(yīng)器
厭氧固定膜反應(yīng)器內(nèi)裝有固定填料，可以截留和附著大量的厭氧微生物。這些微生物將進(jìn)水中的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為甲烷和二氧化碳等產(chǎn)物。該反應(yīng)器具有微生物停留時(shí)間長(zhǎng)、抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)和運(yùn)行管理方便等優(yōu)點(diǎn)。Patel等用單室和多室厭氧固定膜反應(yīng)器處理未中和的酸性石油化工廢水,在有機(jī)負(fù)荷為20.4kg/(m3·d)時(shí),多室反應(yīng)器COD去除率達(dá)95%,產(chǎn)甲烷量為0.38m3/(m3·d)。在pH為2.5、有機(jī)負(fù)荷為21.7kg/(m3·d),HRT2.5d時(shí),單室反應(yīng)器COD去除率達(dá)95%,產(chǎn)甲烷量為0.45m3/(m3·d)。另外,他們還用上升流厭氧固定膜反應(yīng)器進(jìn)行類似研究,分析了有機(jī)負(fù)荷和溫度對(duì)反應(yīng)的影響。
二、好氧處理
盡管石油化工廢水處理中有多種好氧處理方法，但很少單獨(dú)使用好氧生物處理，而是與厭氧處理相結(jié)合。以下是幾種最新的好氧處理方法：
2.1 序批式間歇活性污泥法(SBR)
SBR工藝流程簡(jiǎn)單、污染物去除效果好、占地面積小、運(yùn)行操作靈活且便于自動(dòng)化控制，但不適合處理大量廢水，且對(duì)控制管理的要求較高。
2.2 高效好氧生物反應(yīng)器(HCR)
HCR反應(yīng)器融合了高速射流曝氣、物相強(qiáng)化傳遞和紊流剪切等技術(shù)，具有深井曝氣和污泥流化床的特點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)表明，HCR啟動(dòng)速度快，氧氣利用率高，抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，去除效果穩(wěn)定可靠。但由于水力停留時(shí)間較短，氨氮的去除率不高，且反應(yīng)器內(nèi)的污泥易發(fā)生非絲狀菌膨脹，導(dǎo)致污泥沉降性能較差。
2.3 生物接觸氧化
生物接觸氧化是在生物濾池基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種生物膜法，它結(jié)合了生物濾池和活性污泥法的優(yōu)點(diǎn)，負(fù)荷變化適應(yīng)性強(qiáng)，不會(huì)發(fā)生污泥膨脹現(xiàn)象，污泥產(chǎn)量少，占地面積小，處理方式靈活，便于操作管理。但是，負(fù)荷不宜過高，需要定期沖洗以防止堵塞，并且會(huì)產(chǎn)生大量后生動(dòng)物（如輪蟲類），這可能導(dǎo)致生物膜瞬時(shí)大塊脫落，影響出水水質(zhì)。
2.4 膜生物反應(yīng)器 (MBR)
MBR是一種將膜分離技術(shù)和生物處理技術(shù)結(jié)合的新型污水處理裝置，廣泛應(yīng)用于中水回用和工業(yè)廢水處理。實(shí)驗(yàn)表明，MBR對(duì)BOD、懸浮固體(SS)和濁度的去除率可達(dá)98%，對(duì)COD的去除率可達(dá)91%，對(duì)石油類、氨氮和磷等污染物的處理效果優(yōu)于常規(guī)二級(jí)污水處理，并且穩(wěn)定性好、剩余污泥量少。
2.5 懸浮填料生物反應(yīng)器
懸浮填料生物反應(yīng)器是一種新型生物膜反應(yīng)器，其核心部分是能在反應(yīng)器中保持懸浮狀態(tài)的特殊填料。這種反應(yīng)器操作簡(jiǎn)便，具有良好的通氣性和過水性，可以強(qiáng)化微生物、污染物和溶解氧之間的傳質(zhì)，提高氧氣的利用效率，并且對(duì)曝氣和布水沒有特殊要求。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，懸浮填料生物反應(yīng)器具有較強(qiáng)的充氧能力和抗負(fù)荷沖擊能力，當(dāng)填料投加率為50%時(shí)，在與普通曝氣池相同的條件下，反應(yīng)器的充氧能力可提高至無填料時(shí)的兩倍以上，污染物去除效果好，出水水質(zhì)穩(wěn)定。
三、組合工藝
石油化工廢水具有復(fù)雜的污染物種類、含有生物抑制物質(zhì)和水質(zhì)情況復(fù)雜等特點(diǎn)。因此，單一的好氧或厭氧處理難以滿足排放要求，將厭氧(或缺氧)和好氧有效結(jié)合的組合工藝更為常用且效果較好。
四、結(jié)論
石油化工廢水成分復(fù)雜、污染物濃度高且難以降解，單一的處理工藝很難達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。在實(shí)踐中，隔油、氣浮、絮凝、厭氧、好氧、吸附和膜分離等技術(shù)被廣泛應(yīng)用，它們的組合既高效又實(shí)用。一般采用物化法預(yù)處理，厭氧+好氧二級(jí)處理，若需要回用，則結(jié)合吸附、膜分離等深度處理。未來的研究方向是開發(fā)高效、經(jīng)濟(jì)、節(jié)能的處理技術(shù)，并系統(tǒng)地開發(fā)不同工藝的有效組合。此外，從工業(yè)整體發(fā)展趨勢(shì)和經(jīng)濟(jì)效益的角度來看，控制石油化工行業(yè)水污染的關(guān)鍵在于：
1.推行清潔生產(chǎn)：遵循循環(huán)經(jīng)濟(jì)的理念，廣泛開展清潔生產(chǎn)，從源頭和生產(chǎn)過程中控制和減少污染物的產(chǎn)生。
2.開展廢水資源化：將污染較輕的水（如蒸汽冷凝水、鍋爐排污水等）或經(jīng)過處理的中水進(jìn)行回用，提高水資源的重復(fù)利用率。
3.強(qiáng)化末端治理：在積極推行清潔生產(chǎn)和廢水資源化措施之后，對(duì)于無法回用的廢水，采用經(jīng)濟(jì)高效的處理技術(shù)，進(jìn)行有效的末端治理，確保達(dá)標(biāo)排放。
