摘要：针对黑龙江某油田含硫废水的特点，采用化学非均相催化处理工艺，处理水量为240 m3 /d。工程运行结果表明，对COD、SS、硫的去除率分别可达到92． 1%、95． 7%、91% 以上，其中进水COD 平均值为204． 5 mg /L、SS 为68． 3 mg /L、硫为1． 056 mg /L，出水平均值COD 为16． 16mg /L、SS 为2． 94 mg /L、硫为0． 095 mg /L，出水水质满足《污水综合排放标准》( GB 8978—1996) 第二类污染物最高允许排放浓度一级标准。

石油开采过程中往往会产生大量一定浓度的含硫废水，不仅会引起管线与设备的腐蚀，还会导致受纳水体的水质恶化，对正常生产、水生生物以及人体健康造成威胁。因此，在该类废水排放之前，对含硫化合物的去除非常重要［1 ～ 3］。尤其是油田，其产生的含硫废水水量大、组分复杂、硫化物含量高，对周边环境污染严重，治理困难。黑龙江某油田自产含硫废水主要是硫离子和硫酸根离子的化合物，针对该类硫化物的基本性质及特征，采用非均相催化脱硫工艺进行硫化物的去除，确保出水水质满足《污水综合排放标准》( GB 8978—1996) 第二类污染物最高允许排放浓度一级标准。

1 废水水质

该企业自产废水量为240 m3 /d。根据企业自检及多次取样的检测结果，废水水质见表1。

2 废水处理工艺

2. 1 工艺流程

工艺流程见图1。

将体积比为1 ∶ 1 的含硫废水与脱硫剂饱和溶液分别通过加压泵打入管道混合器，均匀混合后进入非均相催化反应器，在非均相固体催化剂HSC 的作用下，发生催化离子交换脱硫反应，并同时进行硫相转移反应，之后通过固液分离器进行沉淀物与水溶液的分离; 上层分离出的水溶液进入膜分离器，进行精密催化过滤，可滤除原水中悬浮细小的机械杂质等，使得硫含量达到《污水综合排放标准》(GB8978—1996) 第二类污染物最高允许排放浓度一级标准。

2. 2 主要构筑物与设备

① 药剂投加方式

药剂投加采用液体投加方式，将脱硫剂配制成0． 1%的饱和溶液，通过泵加压混入含硫废水中。

② 管道混合器选型

SV 静态混合器是一种没有运动部件的高效混合设备，通过固定在管内的混合单元内件，使两股或多股液体产生流体的切割、剪切、旋转和重新混合，达到流体之间良好分散和充分混合的目的。依据这一要求，选用由一定规格波纹板组装而成的圆柱体制备的混合器，流速控制在0． 8 ～ 1． 2 m/s，混合水力停留时间为5 min。基本技术参数: 适用于粘度≤0． 1 Pa·s 的液－ 液相混合，最高分散程度为1～2μm。

③ 非均相催化反应器

非均相催化反应器选用圆柱形结构，内置非均相固体催化剂，呈平行错流式分布。依据中试规模确定基本尺寸，设计体积V = 500 m3，底面直径为20m，反应器高度为1． 59 m，反应停留时间(ＲＲT) 为15 ～ 30 min。

④ 固液分离器

本工艺中固液分离器采用重力沉降分离方式，内部设置错流式组合波纹板和三相分离器。设计容积V = 550 m3，底面面积为284 m2，反应器高度为1． 76 m。气、水混合从分离器进入斜管内，沿斜管向上流动，因重力作用，液体的实际流速较慢。而气体的实际流速较快，从而使气体脱离液体，二者的流速差均为0． 3 m/s。这部分气体经导气管进入分离器的气室。废水经斜管由分离进口进入分离器的液室，平稳地流入沉降室，其中的沉淀物经沉降室沉降后去除。固液分离器的沉降时间为10 ～ 15 min。

⑤ 膜分离器

选用亲水性微孔陶瓷过滤膜，孔径为0． 2 μm，通量大、强度高。内部平行放置6 根过滤膜组件，长度为1 m，直径为15 cm，膜组件之间采用并联方式，相邻膜组件的间隔为10 cm。在过滤过程中，水和亲水的陶瓷间产生表面张力，使微孔内始终充满液体。当抽吸真空时，滤液通过微孔，而空气却不能通过，能够有效吸附废水中的杂质。

在传质过程中，胶体、油、蛋白质等污染物质在膜表面聚结成球状，这种球状的聚结物很容易从膜表面脱离，通过简单的反冲洗就可以清洗干净。运行时的流速控制在0． 6 m/s，膜分离器的分离时间为25 ～ 30 min。

3 工艺调试与效果

3. 1 工艺调试

该套工艺主要调试部分为管道混合器和膜分离器。为了使反应高效、快速进行，需使流体呈湍流状态。经计算，实验SV 型静态混合器的流速应控制在0． 8 ～ 1． 2 m/s。微孔过滤膜操作压力低，清洗周期较长，清洗恢复较好，在每一个清洗周期内( 大约3 个月为宜) ，反洗后的通量恢复接近100%，但微小颗粒易于堵塞陶瓷微孔，影响生产效率。在设计过程中，采用循环反清洗方法，即通过分配器由PC陶瓷过滤板内部反冲液至过滤膜表面，达到清洗微孔的效果。

3. 2 运行效果

本工艺自实际运行三个月以来，经过了多次水质监测，出水水质一直稳定达标，具体运行数据如表2 所示。

版权、出处：《中国给水排水》