水質解析精細化：系統支撐石化廢水全過程控制

時間：2018-04-13 來源：中國環境報 作者：周岳溪 席宏波 于茵

有機物控制重點裝置的識別是開展全過程控制的基礎。課題組針對其中存在的技術障礙，研發了兩個核心技術，攻克了石化行業廢水污染物控制中存在的3個盲區，為后續研究的開展提供了理論和技術支撐：

◆針對污染控制技術選擇方面的盲目性，研發了適合石化裝置廢水特點的特征污染物定性定量分析技術，為石化行業精準治污提供了技術支撐。

◆針對源頭治污目標制定方面的盲目性，研究了廢水生物處理毒性，即廢水及其組分對生物處理系統中的微生物產生抑制或毒害、繼而干擾生物處理系統正常運行的作用，為解析有毒廢水產生來源、優化源頭治污與末端治理的關系提供了數據支持。

◆針對企業重點裝置識別方面的盲目性，綜合石化廢水特征污染物分析技術與廢水生物處理毒性測試技術，根據不同石化裝置廢水的有機物與生物處理毒性排放特征，構建了大型石化企業廢水有機物全過程控制重點裝置的篩選原則，為明確大型石化企業廢水污染控制對象、制定具體控制措施奠定了必要基礎。

在以上研究的基礎上，課題組將全過程控制技術思路進一步展開，制定了以大型石化企業產業結構、重點控制裝置產排特征和控制措施為基礎，涵蓋兩個層面、三重角度、五個環節的全過程控制具體措施制定流程，指導了其他子課題及后續研究的開展。

研究結果成功應用于我國大型綜合性煉化一體化企業，通過生產廢水有機物全過程控制技術方案的制定和實施，取得了顯著的環境、經濟和社會效益，為保障企業排水“十二五”提前達到新頒布行業排放標準及制定我國“十三五”環保規劃提供了技術支持，為我國石化行業有機物減排開拓了新思路。

建立全過程控制技術思路，化理念為方法論

根據廢水污染全過程控制的內涵，建立了大型石化企業廢水有機物全過程控制的技術思路，主要包括：根據石化企業內部各裝置的廢水產排情況，識別有機物全過程控制重點裝置，確定全過程控制優化策略，制訂優化措施，開展效益分析，最終形成大型石化企業廢水有機物全過程控制優化技術。

在調研企業內部各石化裝置及輔助車間產品類型、原材料、生產規模、生產工藝、廢水產生量、廢水處理工藝等狀況的基礎上，開展企業水平衡分析，研究生產裝置有機物排放特征，評價生產裝置廢水生物處理毒性。然后將有機物排放負荷與水平衡圖、管網圖結合，建立“物質流”；將廢水生物處理毒性負荷與水平衡圖、管網圖結合，建立“毒性流”。在此基礎上，根據有機物排放負荷高、對綜合污水處理廠出水有機物貢獻大、生物處理毒性強3個判定依據，識別大型石化企業廢水有機物全過程控制重點裝置。

根據重點裝置的生產和廢水排放情況，按照水質達標、技術可行、經濟適用的原則，確定全過程控制優化策略。其中，裝置層面的優化策略包括：源頭控制、回收與資源化、預處理；企業層面的優化策略包括：結構優化、裝置間廢水和有機物資源化、裝置間廢水分質處理、綜合污水處理廠廢水有機物強化去除、管理控制。根據確定的優化策略，開展相關研究，制訂具體優化措施，明確工藝條件和運行參數。針對已制訂的優化措施，分別從環境、經濟和社會等方面開展優化措施實施的效益分析�；�于以上研究，形成大型石化企業廢水有機物全過程控制優化技術。

研究特征污染物排放特征，為精準治污奠定基礎

“診明病因，才好照方抓藥。”

隨著水污染控制技術的迅速發展，各種廢水污染控制技術層出不窮。不過，技術的開發總是針對某一水質類型的廢水，不同技術的適用條件各不相同。對于水質和組成特征未知的“黑箱”廢水，其污染控制無異于盲人摸象。以往的工業廢水水質解析通常比較粗放，多基于化學需氧量、總有機碳等常規水質指標，缺乏對特征污染物指標的研究，控制技術的選擇存在盲目性。因此，開展更精細的水質解析研究，明確廢水的特征污染物排放特征，可為園區水污染全過程控制及其優化提供依據，特別是為石化廢水分質預處理奠定基礎：含具有回收價值污染物的裝置廢水，可采用污染物回收工藝；含有高濃度難降解污染物的廢水，可采用強化降解預處理；含高濃度有毒污染物的廢水，可采用解毒預處理；含高濃度易降解有機物的廢水，可采用高負荷生物預處理。

石化產品種類多，不同產品、不同工藝所用原輔材料各不相同，因此石化裝置廢水水質差異大、組成復雜，不同污染物對彼此測定過程的干擾性強�，F有有機物分析方法多針對單一有機物的測定，無法滿足石化行業不同裝置廢水有機物的分析監測需求。

基于以上問題，課題分別針對不同類型石化裝置廢水研究了多種有機物同時測定的方法，建立了常減壓、苯酚丙酮、ABS樹脂等石化裝置的廢水有機物定性、定量分析方法，覆蓋“煉油-大宗有機化學品-聚合物”生產鏈的十余套典型石化裝置。

利用本研究建立的石化裝置廢水有機物分析方法，在我國大型綜合性煉化一體化企業開展裝置廢水中主要特征有機物含量監測，結合裝置廢水排放規律、排水量等信息，獲得了典型石化生產裝置廢水有機物排放特征。

研究廢水生物處理毒性，協調預處理與末端治理關系

“分工明確，方能各司其職�！�

石化廢水中污染物成分復雜，有毒物質種類繁多。以生物處理為核心的綜合處理是石化廢水處理的主流工藝，但生物處理恰恰容易受到廢水中各類有毒物質的干擾和沖擊影響，成為長期制約石化廢水處理效率的關鍵瓶頸。

目前，我國石化企業普遍意識到石化廢水預處理的必要性，以期通過預處理去除對生物處理系統具有沖擊影響的污染物。然而，預處理與綜合處理之間的分工往往并不明確。若預處理力度不足，無法消除對后續綜合污水處理系統的沖擊影響。若一味追求預處理對有機物的去除效率，則會減少對后續綜合生物處理的碳源供應，不利于其去除能力的發揮，造成不必要的能源和資源損失。因此，急需開展相應研究，在保障綜合污水處理系統正常運行的同時，避免重復處理造成更大的能耗和經濟負擔。

為此，課題組將石化裝置廢水生物處理毒性解析列為重要研究任務。研究通過測試廢水對生物處理系統微生物生長、代謝、傳質和沉降等方面的影響，識別廢水對生物處理系統的沖擊效應，判斷廢水是否適于排入生物處理系統�；�于大型石化企業廢水處理現狀，根據綜合污水處理系統受到的沖擊影響，制定源頭治污目標，明確了廢水預處理的對象和處理程度，協調預處理與后續綜合生物處理的關系。

生物處理毒性在微觀上表現為對微生物生長代謝的損害，在宏觀上為對處理系統處理效率和出水水質的影響。生物處理毒性與水生生物毒性存在重要區別。廢水生物處理毒性發生在廢水生物處理過程中；水生生物毒性發生在廢水排入受納水體后，由廢水殘存有毒物質及其處理過程中的降解產物對水環境中生物的存活、生長、發育和繁殖等生命活動產生的危害作用。生物處理毒性考察生物處理前的廢水對生物處理系統中生物的抑制或毒害作用，反映廢水對生物處理系統運行的沖擊影響，其受試生物主要采用生物處理系統中的生物，比如活性污泥這樣的復雜體系。水生生物毒性以大型溞、羊角月牙藻、斑馬魚等標準生物為受試生物，通常以排入受納水體的上游水及其組分為研究對象，大多為處理出水。

上一頁頁碼：[<< 1 2 3 >>] 下一頁 共3頁