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摘要：当前，我国正处于工业化、城镇化加快发展的进程中，经济发展面临的资源环境压力依然很大，节能、降耗、减排的任务十分繁重。我们必须进一步加快经济发展方式的转变，进一步优化经济结构，在全社会大力推行清洁生产，发展循环经济，保护生态环境，加快资源节约型和环境友好型社会建设，促进经济社会与人口、资源、环境相协调。本文简述石油化工行业高浓度碱渣污水的来源及成分,高浓度碱渣污水处理工艺方案和工艺流程的选择,并着重介绍工程设计实例以及设计改造过程中的工艺特点和应用情况,供广大同行借鉴和参考关键词：石化行业；清洁生产； IRBAF处理；处理技术
Abstract: This paper introduces the petro-chemical industry of high concentration alkaline residue wastewater source and composition, high concentration alkaline residue wastewater treatment process and the selection of technical process, and emphatically introduces the example of engineering design as well as the design transformation of the process characteristics and the application situation, only for reference.
Key words: petrochemical industry; clean production; IRBAF treatment processing technology;
中图分类号：[T-0] 文献标识码：A文章编号
前言
清洁生产是指将综合预防的环境保护策略持续应用于生产过程和产品中，以期减少对人类和环境的风险。内涵清洁生产从本质上来说，就是对生产过程与产品采取整体预防的环境策略，减少或者消除它们对人类及环境的可能危害，同时充分满足人类需要，使社会经济效益最大化的一种生产模式。根据经济可持续发展对资源和环境的要求，清洁生产谋求达到两个目标:第一，通过资源的综合利用，短缺资源的代用，二次能源的利用，以及节能、降耗、节水，合理利用自然资源，减缓资源的耗竭，达到自然资源和能源利用的最合理化。第二，减少废物和污染物的排放，促进工业产品的生产、消耗过程与环境相融，降低工业活动对人类和环境的风险，达到对人类和环境的危害最小化以及经济效益的最大化。总结起来就是“节能、降耗、减污、增效”。
1、实施清洁生产的原因分析
目前由于环境污染问题日益严重，采取了相应的环保措施和对策，虽然取得了一定的成绩，但是通过实践发现，这种仅着眼于控制排污口(末端)，使排放的污染物通过治理达标排放的办法，虽在一定时期内或在局部地区起到一定的作用，但并未从根本上解决工业污染问题。其原因在于:：
1.1 实施清洁生产的必要性：石化行业在对经济发展和社会进步作出了巨大贡献的同时也对人类健康和生态环境带来了严重危害性，因此，石化行业能否实现可持续发展成为目前存在的突出问题清洁生产作为一种全过程的污染防治战略，是污染控制的最佳模式，对解决石化行业的快速发展与环境保护之间的矛盾具有重要意义石化企业实施清洁生产不仅要靠主观意愿和资金投入，更需要确立相应的理论方法来指导实践
1.2 随着人们环境意识的提高，对污染治理与控制的要求也越来越高，为达到排放的要求，企业要花费大量的资金，大大提高了治理费用，即使如此，一些要求还难以达到。
1.3由于污染治理技术有限，治理污染实质上很难达到彻底消除污染的目的。有些污染物是不能生物降解的污染物，只是稀释排放，不仅污染环境，甚至有的治理不当还会造成二次污染;有的治理只是将污染物转移，废气变废水，废水变废渣，废渣堆放填埋，污染土壤和地下水，形成恶性循环，破坏生态环境。
1.4 只着眼于末端处理的办法，不仅需要投资，而且使一些可以回收的资源(包含未反应的原料)得不到有效的回收利用而流失.致使企业原材料消耗增高，产品成本增加.经济效益下降，从而影響企业治理污染的积极性和主动性。污染控制与生产过程控制没有密切结合起来，资源和能源不能在生产过程中得到充分利用。
2、处理技术分析
目前,石化行业的碱渣废水处理方法主要有直接处理法､化学处理法和生物氧化法｡
直接处理法有出售､稀释､深井注入和焚烧处理等方法,其中以焚烧法为主,直接处理法容易出现污染转移(大气)或转嫁(其他地方),故受到一定限制｡
化学处理法通常采用湿式空气氧化技术(WAO),即在150-200℃,1.5-10MPa的条件下,利用氧气直接氧化去除碱渣中的硫化物,达到碱渣预处理的目的｡碱渣的处理效果受制于氧化反应体系的温度与压力,污染物去除效率越高,相应体系所需的温度与压力也就越高,WAO法高昂的设备投资额度和运行费用使其应用受到限制｡
焚烧和湿式催化氧化都是投资､运行费用非常高的处理技术｡相比之下,采用生化技术进行处理,其投资､运行费用都只有湿式催化､焚烧法的几分之一或者几十分之一,运行管理简单,处理效果稳定｡
生物氧化法是采用首先将碱渣进行适度的稀释(10～20倍),控制硫化物在1000～3000mg.L-1,并中和后,利用特殊的生物反应器,使硫细菌在生物反应器中形成生物氧化床,通过生物的作用利用空气中氧气氧化硫化物和酚,从而达到碱渣预处理的目的｡生物氧化方式相比具有较好的的技术经济价值, 而内循环固定生物氧化床技术即IRBAF处理工艺是针对石油炼制和石油化工产品精制过程中产生的废碱渣(汽油､柴油､液态烃等碱渣)开发的,大幅度减轻污水处理场的进水负荷,能够有效地氧化处理催化汽油废碱液､液态烃废碱液等高浓度废水,保证了现有污水处理系统的正常运转和达标排放｡
3、IRBAF处理工艺简介
内循环固定生物氧化床技术(Enternal Recurrence Fixed Biological Bed缩写IRBAF)是在常温､常压的条件下,利用专属微生物特殊的工艺环境,形成一个高活性生物酶催化氧化床,促使水体中污染物氧化｡当BAF反应池经过一定时间的运行,其填料中将产生大量的生物质,当新增生物量床,过多时,会影响水在填料内部的运行,降低处理效率,此时需通过反冲洗将生物床中的过剩生物质脱出｡BAF的反冲洗可通过反冲洗自控系统或半自控系统来完成｡反冲洗周期视进水COD负荷确定,COD负荷越高,反冲洗周期越短,反之,BAF的反冲洗周期越长｡反冲洗采用新型脉冲气水联合反冲洗技术,反冲洗风采用炼油厂的非净化风,反冲洗水采用二级内循环BAF的净化出水,冲出的高浓度泥水混合液自流进入泥水分离池,经沉淀分离后,上层清液循环处理｡本工艺产泥量较少,可滞留于泥水分离池,不定期排入净化水车间现有的污泥处理系统｡
IRBAF工艺的特点:①高品质填料:生物床采用粘土陶粒,具有较大的比表面积和总孔容积,抗机械磨损强度高,表面粗燥,化学稳定性强｡②隔离式曝气技术:采用独有的隔离式曝气技术,给反应器充氧的同时,将污水沿曝气管道提升,再经过反应器生物床,形成循环,避免了传统曝气方式对滤料的冲刷,同时由于反应器水体呈內循环状态,每小时可以循环10～20次,增加了滤料内水流速度,增强了污水与生物体之间介质的交换,提高了反应器的处理效能,具有完全混合式反应器的特点,提高了反应器耐有毒物质的能力和抗冲击能力,隔离式的曝气技术改变了传统曝气方式容积利用率低,易形成水流短路的现象,提高了反应器的容积效率和处理效率｡③独特的气水联合反冲洗方式:IRBAF的反冲洗技术是一种对传统反洗技术的改进,提高了滤料层扰动的强度,提高系统应力中的附加切应力,提高颗粒间的碰撞机会,从而提高系统的反冲洗效果,避免滤料的粘结堵塞,保持反应器的活性,达到稳定处理的目的｡④自动化程度高:反冲洗是保障系统正常运行的关键,对出水水质､运行周期､运行状况的影响很大,设计系统的整个反冲洗过程由程序控制,自动按次序控制管道上的阀门,减少人力,方便操作｡
4、结语
对于一直困扰着炼油化工行业污水处理场的碱渣高浓度污水,经过隔油､气浮等物化处理后,再进入内循环固定生物氧化床IRBAF工艺进行生化预处理,能够有效稳定去除大部分COD,减轻后续普通生化处理工艺的处理负荷,提高整个污水处理场的抗冲击能力,出水水质稳定,操作简便､工程造价和运行费用低,必将在炼油石化行业的碱渣高浓度污水处理的领域中得到较广泛的应用｡
Abstract: This paper introduces the petro-chemical industry of high concentration alkaline residue wastewater source and composition, high concentration alkaline residue wastewater treatment process and the selection of technical process, and emphatically introduces the example of engineering design as well as the design transformation of the process characteristics and the application situation, only for reference.
Key words: petrochemical industry; clean production; IRBAF treatment processing technology;
中图分类号：[T-0] 文献标识码：A文章编号
前言
清洁生产是指将综合预防的环境保护策略持续应用于生产过程和产品中，以期减少对人类和环境的风险。内涵清洁生产从本质上来说，就是对生产过程与产品采取整体预防的环境策略，减少或者消除它们对人类及环境的可能危害，同时充分满足人类需要，使社会经济效益最大化的一种生产模式。根据经济可持续发展对资源和环境的要求，清洁生产谋求达到两个目标:第一，通过资源的综合利用，短缺资源的代用，二次能源的利用，以及节能、降耗、节水，合理利用自然资源，减缓资源的耗竭，达到自然资源和能源利用的最合理化。第二，减少废物和污染物的排放，促进工业产品的生产、消耗过程与环境相融，降低工业活动对人类和环境的风险，达到对人类和环境的危害最小化以及经济效益的最大化。总结起来就是“节能、降耗、减污、增效”。
1、实施清洁生产的原因分析
目前由于环境污染问题日益严重，采取了相应的环保措施和对策，虽然取得了一定的成绩，但是通过实践发现，这种仅着眼于控制排污口(末端)，使排放的污染物通过治理达标排放的办法，虽在一定时期内或在局部地区起到一定的作用，但并未从根本上解决工业污染问题。其原因在于:：
1.1 实施清洁生产的必要性：石化行业在对经济发展和社会进步作出了巨大贡献的同时也对人类健康和生态环境带来了严重危害性，因此，石化行业能否实现可持续发展成为目前存在的突出问题清洁生产作为一种全过程的污染防治战略，是污染控制的最佳模式，对解决石化行业的快速发展与环境保护之间的矛盾具有重要意义石化企业实施清洁生产不仅要靠主观意愿和资金投入，更需要确立相应的理论方法来指导实践
1.2 随着人们环境意识的提高，对污染治理与控制的要求也越来越高，为达到排放的要求，企业要花费大量的资金，大大提高了治理费用，即使如此，一些要求还难以达到。
1.3由于污染治理技术有限，治理污染实质上很难达到彻底消除污染的目的。有些污染物是不能生物降解的污染物，只是稀释排放，不仅污染环境，甚至有的治理不当还会造成二次污染;有的治理只是将污染物转移，废气变废水，废水变废渣，废渣堆放填埋，污染土壤和地下水，形成恶性循环，破坏生态环境。
1.4 只着眼于末端处理的办法，不仅需要投资，而且使一些可以回收的资源(包含未反应的原料)得不到有效的回收利用而流失.致使企业原材料消耗增高，产品成本增加.经济效益下降，从而影響企业治理污染的积极性和主动性。污染控制与生产过程控制没有密切结合起来，资源和能源不能在生产过程中得到充分利用。
2、处理技术分析
目前,石化行业的碱渣废水处理方法主要有直接处理法､化学处理法和生物氧化法｡
直接处理法有出售､稀释､深井注入和焚烧处理等方法,其中以焚烧法为主,直接处理法容易出现污染转移(大气)或转嫁(其他地方),故受到一定限制｡
化学处理法通常采用湿式空气氧化技术(WAO),即在150-200℃,1.5-10MPa的条件下,利用氧气直接氧化去除碱渣中的硫化物,达到碱渣预处理的目的｡碱渣的处理效果受制于氧化反应体系的温度与压力,污染物去除效率越高,相应体系所需的温度与压力也就越高,WAO法高昂的设备投资额度和运行费用使其应用受到限制｡
焚烧和湿式催化氧化都是投资､运行费用非常高的处理技术｡相比之下,采用生化技术进行处理,其投资､运行费用都只有湿式催化､焚烧法的几分之一或者几十分之一,运行管理简单,处理效果稳定｡
生物氧化法是采用首先将碱渣进行适度的稀释(10～20倍),控制硫化物在1000～3000mg.L-1,并中和后,利用特殊的生物反应器,使硫细菌在生物反应器中形成生物氧化床,通过生物的作用利用空气中氧气氧化硫化物和酚,从而达到碱渣预处理的目的｡生物氧化方式相比具有较好的的技术经济价值, 而内循环固定生物氧化床技术即IRBAF处理工艺是针对石油炼制和石油化工产品精制过程中产生的废碱渣(汽油､柴油､液态烃等碱渣)开发的,大幅度减轻污水处理场的进水负荷,能够有效地氧化处理催化汽油废碱液､液态烃废碱液等高浓度废水,保证了现有污水处理系统的正常运转和达标排放｡
3、IRBAF处理工艺简介
内循环固定生物氧化床技术(Enternal Recurrence Fixed Biological Bed缩写IRBAF)是在常温､常压的条件下,利用专属微生物特殊的工艺环境,形成一个高活性生物酶催化氧化床,促使水体中污染物氧化｡当BAF反应池经过一定时间的运行,其填料中将产生大量的生物质,当新增生物量床,过多时,会影响水在填料内部的运行,降低处理效率,此时需通过反冲洗将生物床中的过剩生物质脱出｡BAF的反冲洗可通过反冲洗自控系统或半自控系统来完成｡反冲洗周期视进水COD负荷确定,COD负荷越高,反冲洗周期越短,反之,BAF的反冲洗周期越长｡反冲洗采用新型脉冲气水联合反冲洗技术,反冲洗风采用炼油厂的非净化风,反冲洗水采用二级内循环BAF的净化出水,冲出的高浓度泥水混合液自流进入泥水分离池,经沉淀分离后,上层清液循环处理｡本工艺产泥量较少,可滞留于泥水分离池,不定期排入净化水车间现有的污泥处理系统｡
IRBAF工艺的特点:①高品质填料:生物床采用粘土陶粒,具有较大的比表面积和总孔容积,抗机械磨损强度高,表面粗燥,化学稳定性强｡②隔离式曝气技术:采用独有的隔离式曝气技术,给反应器充氧的同时,将污水沿曝气管道提升,再经过反应器生物床,形成循环,避免了传统曝气方式对滤料的冲刷,同时由于反应器水体呈內循环状态,每小时可以循环10～20次,增加了滤料内水流速度,增强了污水与生物体之间介质的交换,提高了反应器的处理效能,具有完全混合式反应器的特点,提高了反应器耐有毒物质的能力和抗冲击能力,隔离式的曝气技术改变了传统曝气方式容积利用率低,易形成水流短路的现象,提高了反应器的容积效率和处理效率｡③独特的气水联合反冲洗方式:IRBAF的反冲洗技术是一种对传统反洗技术的改进,提高了滤料层扰动的强度,提高系统应力中的附加切应力,提高颗粒间的碰撞机会,从而提高系统的反冲洗效果,避免滤料的粘结堵塞,保持反应器的活性,达到稳定处理的目的｡④自动化程度高:反冲洗是保障系统正常运行的关键,对出水水质､运行周期､运行状况的影响很大,设计系统的整个反冲洗过程由程序控制,自动按次序控制管道上的阀门,减少人力,方便操作｡
4、结语
对于一直困扰着炼油化工行业污水处理场的碱渣高浓度污水,经过隔油､气浮等物化处理后,再进入内循环固定生物氧化床IRBAF工艺进行生化预处理,能够有效稳定去除大部分COD,减轻后续普通生化处理工艺的处理负荷,提高整个污水处理场的抗冲击能力,出水水质稳定,操作简便､工程造价和运行费用低,必将在炼油石化行业的碱渣高浓度污水处理的领域中得到较广泛的应用｡