毕业论文终稿-化学工程与工艺专业-油田化工工业污水处理技术研究-中石油北京.doc

1、 中国石油大学（北京）现代远程教育毕 业 设 计（论文）油田化工工业污水处理技术研究姓 名： 学 号： 性 别： 专 业: 化学工程与工艺 年 级： 学习中心： 指导教师： 2022年2月28日中国石油大学（北京）现代远程教育毕业设计（论文）油田化工工业污水处理技术研究摘要油田化工企业排放的化工污水中含有大量的有毒有害物质，如果不经过处理后直接进行排放，不管是对环境还是人体，都会造成很大的损害。目前国内外处理石化工业污水的方法主要有化学法、生物法、物理化学法等，这些方法都有自己的适用范围和优劣之处。本文以大庆油田的化工工业污水的处理为研究对象，通过文献资料法和试验分析法对油田化工污水进行研究，

2、分析国内外污水处理技术现状，分析工业废水的来源及其水质特点，进行絮凝剂的筛选和应用，进行工业废水的生物法处理研究，分析试验结果。最后得出，在进行生物处理前进行预处理是非常有必要的，而且用生物法对进行石化污水处理是可行的，能够有效的处理污水，达到国家排放标准的要求，对环境很友好。关键词：污水处理；絮凝剂；处理技术iii目 录第一章 绪 论11.1 研究的背景与意义11.2 国内外技术现状11.2.1 化学法11.2.2 生物法21.2.3 物理化学方法3第二章 工业污水的来源及其水质特点42.1 污水来源42.2 污水水质特点4第三章 实验设计原理73.1 絮凝剂的筛选及其应用原理73.2 生物

3、法处理污水73.2.1 好氧生物处理73.2.2 厌氧生物处理83.2.3 厌氧好氧生物处理10第四章 工业废水的生物法处理研究114.1 进行废水预处理114.1.1 仪器、试剂试验用水114.1.2 药剂的制备和废水取样处理114.1.3 絮凝、COD值的测定114.1.4 试验结果124.2 生物法研究134.2.1 筛选菌种与试验134.2.2 小试装置144.2.3 不同工艺的比较154.2.4 小试试验过程174.2.5 实验结果18第五章 结 论19参考文献20致 谢21第一章 绪 论1.1 研究的背景与意义石油是国家发展过程中重要的能源，在对石油制品进行生产和处理的过程中，不可

4、避免的会产生石化污水。这种类型的污水具有污染性大、毒性强、不能直接排放等特点。必须要对污水进行一定的技术处理后，达到可以排放的标准才能够排放。对油田化工工业污水的处理技术进行研究，在一定程度上能够降低企业的生产成本，缓解环境污染问题，符合当前绿色发展的趋势。目前我国采用的油田化工工业污水处理技术，多数是从国外引进的处理技术，这些技术在针对我国的油田化工工业污水处理时，存在一些问题，因此对油田化工工业污水处理技术进行研究具有很重要的理论意义和现实意义1。从理论层面看，随着化工的发展以及科技的进步，污水处理技术也在不断的发展，通过污水处理技术的研究可以更新和完善相关的理论，丰富研究的成果，促进理论

5、的发展与成熟。从现实层面看，对污水处理技术进行研究，能够有效的提高污水的利用率，减少环境污染，提高经济效益。1.2 国内外技术现状 通过进行调查得知，目前国内外对石油化工污水进行处理的方法主要有化学法，生物法和物理化学法等。1.2.1 化学法（1） 中合法这种方法是对酸性或是碱性污水的PH值进行一定的调和，让污水呈现中性。主要采用酸碱中和、过滤中和等方法。（2） 絮凝法絮凝法可以去除乳化物以及难以分解的有生物。絮凝中经常会用到无机、有机和复合型絮凝剂。无机絮凝剂容易造成浮渣，有机絮凝剂成本高且会产生有毒气体。由此需要复合型的絮凝剂，这也是近年来研究的重点。近年来有专家利用植物粉等为原料研发出水

6、处理剂如CMT2A，CG2A等絮凝剂可以很好的去除杂质2。（3） 氧化法在传统的污水处理中，常用氧化法进行预先的处理。臭氧的氧化能力和杀菌能力都比较强，通过氧化作用将有机物等转化成水和二氧化碳，不会产生其他有害物质。能有效的将大分子物质分解城小分子物质，而且臭氧可以和其他的处理技术相结合，强化处理效果。1.2.2 生物法（1） 活性污泥法这种方法是利用活性污泥中的好氧细菌对污水中的有机物进行分解，然后达到净化的目的。但是石油化工污水中有些高分子化合物难以利用活性污泥进行分解，国内有专家研究了一套好氧缺氧系统，通过测试发现能够很好的对大分子有机物进行降解，去除氮的效果明显，而且技术稳定，在污水处

7、理中效果良好。（2） 生物膜法这种方式是设置一个供生物进行聚集的载体，然后进行充氧，让生物形成一种生物膜，在载体上进行附着，这样可以有效的对污水中的有机物进行吸附和分解，最后进行氧化，成为无害的物质，然后进行排放。这样的方法不需要占地太大的空间，不会产生很多的污泥，降解效果很好3。（3） 氧化塘工艺法在负荷程度比较低，污泥时间比较短的情况，可以用这种方式进行石化污水的处理，而且成本比较低，但只能小规模进行。1.2.3 物理化学方法 （1）吸附法这种方法主要是对有机物进行吸附，对有机物进行吸附最常见的就是活性炭，但它的成本比较高，且不能再生。为此需要开发更便宜的吸附剂。有研究者发现稻壳经过高温处

8、理碳化后可以做成吸附剂，可以处理油田污水。（2） 膜分离技术对于石油化工污水，首先需要进行简单的处理，在根据实际情况选择化学方法或是生物方法进行处理，处理后达到排放标准后进行排放，但如果要对污水进行回收利用，就需要更高的处理标准。这种情况下，一般会用到膜分离技术，这种方法就是以各种酶或是微生物作为催化剂，然后进行相应的化学反应，再利用超滤膜进行过滤和分离，这种方法操作简单，处理高效。在污水过滤方面发挥着很重要的作用4。21第二章 工业污水的来源及其水质特点2.1 污水来源油田化工污水是指石化企业在生产过程中被污染的需要处理的废弃水资源，主要由轻质油、甲醇、烷烃、芳烃等物质构成。除了生产污水外，

9、还包括冷却污水以及生活污水等。本文进行研究的时候，是以大庆油田化工污水为对象进行的，因此污水来源主要是本化工厂内的醋酸装置、甲醇装置、合成氨装置进行生产过程中产生的生产污水，生活污水等相互混合的产物。2.2 污水水质特点由于石油化工产品众多，导致污水的种类也比较复杂和多样。本文重点分析大庆油田化工的污水水质特点，污水水质特点的分析见表2-1。表2-1 污水水质特点分析污水来源污水类型水量（万吨/年）指标含量（mg/L）甲醇装置甲醇类混合残夜12PHCODBODTNTPSS挥发酚甲醇6.3939080290.780.0255无5612合成氨装置甲基二乙醇胺工业污水1.2PHCODBODTNTPS

10、S挥发酚甲基二乙醇胺烃类物质9.74498334920.860.1953无2355256冷凝液12.5PHCODBODTNTPSS挥发酚甲醇甲酸6.311008770.4990.0063无66611醋酸装置生产过程中产生的污水14PHCODBODTNTPSS挥发酚醋酸3.5880074015.310.0590.57352轻烃PHCODBODTNTPSS挥发酚石油烃8.42145188010.9000.06956516732表面活性剂PHCODBODTNTPSS挥发酚表面活性剂硫酸钠4.5370116020.430.060.0225673291通过以上表格可以得知，各类污水中都有COD，说明有机

11、碳的含量比较多；甲醇污水、合成氨污水和醋酸污水占污水重量的95%以上，这类污水虽然含量多，但比较容易处理；石油烃以及硫酸钠虽然含量比较少，但不容易进行处理。第三章 实验设计原理通过以上分析发现，大庆油田化工污水主要是甲醇和烷烃类污水，不溶于水，因此，本实验主要是进行絮凝预处理和进行生物法实验。3.1 絮凝剂的筛选及其应用原理针对大庆油田化工污水的特点，采用絮凝法进行处理，这样可以有效的去掉污水中的烃类物质，油质以及杂质，防止在进行生物处理的时候影响处理的效果。絮凝剂能够使一些固体物质进行沉降。最常用的絮凝剂有无机、有机和复合三种，其中有机化合物应用最为广泛，具有用量少、反应快、效率高等特点。当

12、然，在选择絮凝剂时，要根据污水种类的不同，选择不同的种类，对于负离子比较多的污水，可以选择阳离子多的丙烯酰胺类的絮凝剂；对于需要回收利用，对水质要求高的污水，更适合使用无机絮凝剂；对于含油量比较高的污水，多采用有机和无机相结合的方式，加快沉淀速度，提高处理效果5。通过以上分析，对于大庆油田化工污水的处理，可以采用聚丙烯酰胺絮凝剂。3.2 生物法处理污水生物法包括厌氧生物法的处理，好氧生物法的处理以及厌氧好氧生物法的处理。本文由于研究对象的特殊性，筛选出了9种不同的菌种，进行实验。3.2.1 好氧生物处理利用好氧类微生物对水中的有机物进行处理，转换成为水和二氧化碳。常见的处理工艺有膜生物反应、活

13、性污泥氧化、 SBR工艺等。本试验采用SBR工艺。SBR工艺和活性污泥的处理方法类似。在反应池中，不需要设置污泥回流系统，能够有效的节省成本，而且在同一个周期内可以进行多个工序，调节曝光量和方式，提高对有机物的去除。利用SBR工艺能够培养出硝类细菌，加快氨氮类物质的去除6。传统的生物膜法能够去掉污水中大约25%的磷。有的细菌能在不同的条件下进行反应，在厌氧条件下，能够有效的吸收有机物，释放细胞中的磷；在好氧的条件下，能对有机物进行氧化，吸收磷。在系统进行污泥的处理时，多余的磷会排出，这在一定程度上提高了除磷效果。3.2.2 厌氧生物处理在无氧的条件下，厌氧生物会将有机物分解为甲烷、二氧化碳和水

14、。在不同的温度下，处理效果是不同的。温度在35及以下的时候，消化效果处于良好的状态，当温度在55的时候，消化效果最好。厌氧消化主要分为四个阶段，见图3-1。图3-1 厌氧消化的过程 第一阶段：有机物在酸化菌的作用下，转化为二氧化碳、水、乙酸等物质，一部分分子比较大的有机物进行了转化，形成了很多小分子的有机物，细菌就会将小分子物质作为养料进行利用；第二阶段：不能被细菌利用的有机物会进行进一步反应，转化为碳酸、水等新的产物，被甲烷菌利用。第三阶段：二氧化碳和乙酸在甲烷菌的作用下转化为甲烷、水和二氧化碳等。第四阶段：一类微生物能将二氧化碳或氢气转化为乙酸，然后进行下一步的反应7。目前，主要有UASB和EGSB两种厌氧装置。本试验更适合采用UASB反应装置，它能够实现固、气、液的分离，而且UASB工艺在进行油泥的处理时，会在油泥的表面形成颗粒状态，能够加快油泥的降解，提高油泥的活性，在这样的情况下，就会大大减少厌氧装置中的微生物排出，使得装置中的微生物浓度比较高，这样就在一定程度上提高了反应效率。而且油泥的活性增强，也加快了反应的速率。通过这一步的处理后，石化污水中的有机物减少86%左右，进行分解后的有机物能够在厌氧菌的作用下进行有效的转化，形成沼气。经过测定生成的沼气中甲