废碱渣生物处理

炼油碱渣主要来自石油炼制过程柴油、汽油、液化气等产品碱洗精制时产生的一种含有大量硫化物、硫醇、酚类、石油类、环烷酸等有毒有害污染物的碱性废液。由于该废水的污染物浓度高，碱性大，与固体污染物性质相似，故统称为炼油碱渣。碱渣处理是废液处理中比较棘手的问题，也是造成冲击污水处理厂、影响净化水水质的隐患。
一、碱渣废液的常规处理方法
对于炼油碱渣和其他高浓度有机废液，国外对其的处理研究及工业化起步较早，具有代表性的技术是美国的湿式空气氧化法（WAO）。目前国内大部分炼油厂对碱渣的处理主要采用直接处理法和化学处理法。此外，生物处理法是近年发展较快的炼油碱渣处理方法。
1.直接处理法
直接处理法包括深井注入、填埋、河道/海洋排放和焚烧法等，其中以焚烧法为主。深井注入、填埋、河道/海洋排放等方法只是将污染物进行了转移，并没有达到无害化处理，因此在许多国家都被视为不符合环保要求的方法。焚烧是一种可靠的氧化处理方法，其特点是操作简单，且可满足达标排放要求。焚烧使硫化物在高温（≤950℃）和常压下氧化生成硫酸盐，使有机碳氢化合物生成CO2和H2O，使氢氧化钠转化成碳酸纳。但其能耗大、操作成本高，因此在燃料便宜的地方可以选择该处理方法。
2.化学处理法
化学处理法分为中和法、化学氧化法，化学氧化法又分为光化学氧化法、湿式空气氧化以及催化氧化，其中以空气氧化法和湿式氧化法应用较多。
中和法是指向碱渣废水中投入酸性物质，将废水的pH值调至要求的范围。炼油碱渣主要采用无机酸（常用硫酸）和酸性气体（CO2、H2S）中和，产生的 H2S气体送入火炬燃烧，经中和处理后的碱渣废水限流入炼油污水处理场，再经处理后排放。该方法是目前国内炼油厂广泛采用的处理方法。中石化金山石化总厂和扬子石化公司均采用硫酸中和法，但存在严重的腐蚀问题。中石化燕山石化一厂和茂名石化采用CO2中和法，反应过程中放出的H2S气体从塔顶引出，送入火炬燃烧，生成的SO2排入大气。以上两种中和法造成严重的大气污染问题，且中和处理后的碱渣排入炼油污水处理场，影响其正常运行和总排废水的达标排放。
化学氧化法是通过加化学药品作为氧化剂与水中的硫化物等还原性无机物和有机物进行氧化还原化学反应从而去除污染物的方法，常用的氧化剂有O3、 H2O2、次氯酸钠等。化学氧化法也可使用催化剂，加快反应的速度和处理效率，常采用铜、铁、锰等的金属和金属盐作催化剂，因此也称为化学（催化）氧化法。
①光化学（催化）氧化法是指氧化剂在光的辐射下产生氧化能力很强的自由基，通过这些强氧化性的自由基来氧化污染物的过程。化学（催化）氧化和光化学（催化）氧化法处理炼油碱渣目前仍处于实验室研究阶段。
②湿式空气氧化法（WAO）是在高温（150～350℃）和高压（0.5～20.0MPa）条件下，以空气中的氧气为氧化剂，在液相中将有机污染物氧化为CO2和水等无机物或小分子有机物的过程。WAO是一种有效的处理高浓度、有毒有害、生物难降解废水的高级氧化技术。WAO处理炼油碱渣的工艺原理是：在高温和高压条件下通过一系列氧化反应和水解反应，将炼油碱渣中的无机硫化物和硫醇氧化成硫酸盐，其反应进行的程度与温度有重要关系。当温度为 150～175℃时，硫化物可完全氧化为硫酸盐；同时，酚液基本上被氧化，但高分子质量酚的氧化反应较慢，取代酚的氧化则要求温度高于175℃。当烃类质量浓度为100～150mg/L时，完全氧化的温度为200℃，而当烃类质量浓度高于1000mg/L时，完全氧化的温度需超过240℃。此外，液态烃的氧化程度还取决于其化学结构。
美国Zimpro公司最早研制开发出WAO工业化应用装置（Zimpro法），该方法的优点是没有由于尾气排放造成的大气污染问题，但该法需要在较高压力和温度条件下运行，对设备的要求较高，投资较大，能耗较高，因此国内运用较少。我国福建炼油化工有限公司于2002年首次引进Zimpro公司开发的 WAO工艺来处理炼油碱渣废水并运行成功。此外，中石化抚顺石油化工研究院对WAO技术进行了深入研究，开发出了低温湿式湿氧化－缓和湿式氧化工艺，其反应温度为150～180℃，压力为2.3～2.7MPa。
二、生物法处理炼油碱渣
生物处理法是通过微生物的新陈代谢作用，使废水中的有机物等污染物质被微生物降解并转化为无害物质的过程，是目前应用较普遍的废水处理技术，且经济、实用、高效。生物处理技术对炼厂碱渣的处理是在常压、常温下进行，且生物处理方法成本低，操作安全，为炼油碱渣的处理提供了一种新的工艺选择。
中盛泓源环境科技开发公司在国外生物处理技术理论和传统生物处理工艺的基础上成功开发出一整套炼油碱渣和高浓度废液处理的新技术---生物强化处理技术(BAT)。该技术通过对常规废水处理系统中的生物处理单元植入特效微生物，并持续投加适合特效微生物生产繁殖的营养液(BAM)来提高系统的废水处理效率。该技术是在对废水中的污染物成分进行全面分析和模拟废水环境条件的基础上，筛选适合降解特定污染物的特效微生物群，并根据微生物的共性和特性配制适合其生长繁殖的BAM，确保特效微生物在废水生物处理过程中的优势地位，实现对废水中目标污染物的充分生物降解，从而提高了废水中污染物的可生物降解水平和废水处理系统的处理效率。

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