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一、概述
    石油化工是以石油为原料,以裂解、精炼、分馏、重整和合成等工艺为主的一系列有机物加工过程,生产中产生的废水成分复杂、水质水量波动大、色度高、污染物浓度高且难降解,污染物多为结构复杂、有毒有害的有机物,对环境污染严重,对人类健康的危害也日益普遍和严重。因此,随着水资源的日益紧张和人们环保意识的加强,石油化工废水的处理技术逐渐成为研究的热点,新的处理技术和工艺不断涌现。

茂名石油化工厂
二、传统的处理技术
    石油化工废水成分复杂、污染物浓度高及难降解、对环境污染严重,单一的处理工艺是不能将废水中所有的污染物去除殆尽的,难以达到水质排放要求。在实际应用中,隔油、气浮、絮凝、厌氧、好氧、吸附和膜分离应用较多,它们的组合高效实用,一般采用物化法预处理,厌氧+好氧二级处理,可达到国家二级排放标准。
    石化厂作为用水大户,年新鲜水用量一般为几百万立方米,水的重复利用率低,同时外排污水几百万立方米,不仅浪费大量水资源,也造成环境污染,并且水资源的短缺已对这些工业用水大户的生产造成威胁。为保持企业的可持续发展及减少水资源的浪费,降低生产成本,提高企业经济效益和社会效益。需对达到排放标准的石化废水进一步深度处理(三级处理),作为循环水的补水或动力脱盐水的补水,实现污水回用。传统的深度处理方法主要是吸附法和膜分离法。
    吸附是利用固体物质的多孔性,使废水中的污染物附着在其表面而去除发方法。常用吸附剂为活性炭,可有效去除废水色度、臭味和COD等,但处理成本较高,且容易造成二次污染。在石油化工废水处理中,吸附常与臭氧氧化或絮凝联用。
    膜分离主要包括反渗透、纳滤、超滤和微滤,能有效脱除废水的色度、臭味,去除多种离子、有机物和微生物,出水水质稳定可靠、且占地面积小,运行操作完成自动化,被称为“21世纪的水处理技术”。但是,用膜分离来处理石油化工废水存在投资大、处理成本较高、污水处理量小、对进水水质浊度要求高等缺陷。

膜分离法处理石油化工废水
三、纳米催化微电解技术
    波鹰(厦门)科技有限公司研制的纳米催化微电解技术是一种新型的水净化技术,具有安全简单,迅速有效,节能减耗,成本低等优点,能克服传统净化方法中存在的很多不足。将其应用于石油化工废水的处理回用工程中,可以完成中水回用的目标,达到节能减排的目的。
    纳米催化微电解技术是将纳米技术、催化技术及电化学技术融为一体的新型高科技技术。纳米催化微电解仪的阳极表层为凹凸不平的纳米涂层,这些纳米涂层具有很高的纳米催化活性,不但可以增加电极表面反应面积、促进电流的流动,更会催化电极表面反应,形成过渡态的强氧化性物质如新生态[Cl]和新生态[O]。新生态[Cl]、[O]具有极高的化学活性,能够改变废水中许多有机物的结构和特性,使有机物发生断链、开环等作用,迅速氧化、分解有机物,降低废水COD;另一方面在纳米催化微电解的作用下废水也会产生大量的H2、O2和Cl2,这些气体造成的搅拌、震荡作用可以减小废水的传质阻力,加快废水的传质作用,使得废水中的有机物和电解产物充分混合,减弱浓差极化,有利于加速电极反应的进行,有效地提高处理效果。
    纳米催化微电解对石油化工废水的色度也有较好的去除效果,这主要是微电解过程中产生的[O]、ClO-、Cl2、[H]等有很强的氧化或还原能力,可以使水中的发色基团、助色基团氧化或还原为无色基团,使偶氮键破裂、大分子分解为小分子、硝基化合物还原为胺基化合物,达到脱色的目的;另一方面在电解过程中,阴极放出的H2与阳极放出的Cl2、O2生成的微气泡气浮作用很强,可以把污染物带到液面上去,因此纳米催化微电解石油化工废水过程中产生的氧化还原作用 和气浮作用可以有效去除废水的色度。
实例:利用纳米催化微电解技术应用于辽宁抚顺腈纶厂废水的处理。

处理前水质              处理后水质
    利用纳米催化微电解技术处理石油化工废水具有占地小、安装和运行操作方便、安全节能、运行成本低、不产生二次污染的优点,既保证了出水水质的回用,减少水资源的浪费,又极大地降低了石油化工废水的处理成本,提高企业经济效益和社会效益,在石化废水的综合利用及废水回用领域具有极为广阔的推广应用前景。

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