介绍了国内某石化企业已应用的含油废水深度处理技术，提出了适合石化行业含油废水深度治理技术评价 的指标体系，并以此为依据对采用的曝气生物滤池（BAF）、工程菌 - 曝气生物滤池（EM-BAF）、膜生物反应器（MBR） 和流化床生物膜反应器（MBBR）技术进行了评估。结果表明，MBR 总得分为 417.5，要高于 BAF 工艺（397）、EM- BAF 工艺（380.5）和 MBBR 工艺（330.75）。综合考虑，MBR 工艺是处理石化行业含油废水的最优工艺。可为相关企 业技术选择提供依据。
关键词：环保技术评估体系；含油废水；深度处理；膜生物反应器；最佳可行技术
随着石化行业的发展，含油废水的产生量与日俱 增。但排放标准日益严格、污水回用率指标不断提高， 如果仅依托原有的“老三套”工艺（隔油、浮选加生 化）显然难以满足要求。为了解决这些问题，目前石 化企业已普遍开展了污水深度处理与回用工程实践。
石化企业含油废水中的特征污染物有石油类、 硫化物、酚类化合物以及综合性指标 COD 等。含油 废水又可分为 2 类，一类是与油品接触的含油废水， 如油水分离器排水、机泵轴封冷却水、油罐切水等， 其主要污染物的含量较高，如石油类的质量浓度为 500～1 000 mg/L、COD 为 1 000 mg/L 左右；另一类 是含油污水，如地面冲洗水、含油雨水和循环水排污 等，其主要污染物含量较低，如石油类的质量浓度为 100～200 mg/L、COD 为 500 mg/L 以下[1]。
国内外对于石化污水深度处理的工艺主要有膜 分离技术、高级氧化技术和生物深度处理技术及其 组合工艺，例如活性炭吸附法、臭氧 - 活性炭法、离 子交换法、膜分离法、臭氧氧化法、膜 - 生物反应器、 曝气生物滤池等[2-3]。其中，曝气生物滤池（BAF）、膜 生物反应器 （MBR） 和流化床生物膜反应器 （MBBR）因其工艺技术可靠、操作管理方便，研究 和应用最为广泛[4-7]。
1 废水深度处理工艺原理
1.1 BAF 工艺
BAF 工艺是在滤池中装填一定量粒径较小的粒 状滤料，滤料表面生长着高活性的生物膜，滤池内部 曝气，包括生物降解过程、截留过程和反冲洗过程。
生物降解过程：利用滤料的高比表面积带来的 高含量生物膜的氧化降解能力对污水进行快速净化； 截留过程：利用滤料粒径较小的特点及生物膜的生 物絮凝作用，截留污水中的悬浮物，且保证脱落的生 物膜不会随水漂出；反冲洗过程：释放截留的悬浮物 以及更新生物膜，降低水头损失[8]。
工程实践过程中通过应用级配填料和工程菌等 技术，发展而成工程菌 - 曝气生物滤池（EM-BAF）。
1.2 MBR 工艺 MBR 工艺是将膜分离技术与传统废水生物处理 技术相结合。该工艺不需二沉池，固液分离效率高，生 化反应速率高，剩余活性污泥产生量少，解决了传统 活性污泥法存在的一些突出问题。MBR 工艺根据组 合方式的不同，又可分为分置式、一体式和复合式[9]。
1.3 MBBR 工艺 MBBR 工艺是将污水连续经过装有填料的反应 器，在填料表面逐渐生长出生物膜，填料通过曝气（好 氧反应器中）或机械搅拌作用（缺氧 / 厌氧反应器中） 在水中自由移动，生物膜上的微生物利用水中的 C、 N、P等进行新陈代谢，大量繁殖，从而达到去除水中有机 污染物和脱氮除磷的目的，起到净化污水的作用。
MBBR 工艺的特点是由于填料密度接近于水，所 以在曝气的时候，与水呈完全混合状态，微生物生长的 环境为气、 液、 固 3 相；空气气泡细小、氧气利用率高； 载体内外生物种类多样，一般为内部生长一些厌氧菌 或兼氧菌、外部为好养菌，硝化反应和反硝化反应同时 存在，处理效果提高[10]。
2 环保技术评估体系 环保技术评估体系分为 2 个层次：第 1 层次有 5 个要素，分别是环境效益、技术可行性、经济合理性、 可 实施性和运行管理复杂性；第 2 层次有 22 个指标，环 境效益包括污染物去除率、稳定达标率、二次污染等3 个指标，技术可行性包括已推广情况、技术指标、安 全性、技术稳定性、设备寿命等5个指标，经济合理性包 括投资费用、运行成本、能耗、经济效益等 4 个指标， 可实施性包括对生产的影响、改造幅度、施工周期、 技术配套程度、占地面积、周边环境等 6 个指标，运 行管理复杂性包括操作难易程度、人工需求、操作环 境、维修管理等 4 个指标[11]。具体评分标准见表 1。
由于各指标权重不同，需要对各二级指标进行 赋值，具体分值见表 2。
在对环保技术进行评估时，每一指标可得 1～4 分，环保技术总分为所有指标的实际得分之和。某指 标的实际得分 = 该指标的评分×权重 /4，参选技术总 分 =Σ 各指标的实际得分，获得各参选技术的总分后，首先应对同类技术总分进行排序，其次根据不同 侧重点进行技术选择。
3 技术效果评估
根据建立的环保技术评估体系，对国内某石化 企业已应用的含油废水深度治理技术进行评估。
3.1 环境效益 BAF、EM-BAF、MBR 和 MBBR 污染物去除效 果见表 3。由表 3 可见，在 COD 和氨氮的去除方面， MBR 工艺要优于其他工艺。
稳定达标率方面，目前企业应用 BAF 工艺的装 置有 10 套，EM-BAF仅 1 套，MBR 有 7 套，MBBR 有 5 套。从实际运行情况看，BAF 工艺有 4 套装置出口 年均 COD 未达设计指标，有 2 套装置年均氨氮含量 未达设计指标。EM-BAF 工艺仅有 1 套装置，出口年 均 COD、氨氮含量均达到设计指标。MBR 工艺有 1 套装置出口年均 COD 未达设计指标，有 2 套装置出 口年均氨氮含量未达设计指标。MBBR 工艺有 2 套 装置出口年均 COD 和氨氮含量未达设计指标，其 余 COD 和氨氮含量均达到设计指标。
按照技术评估体系，环境效益得分 BAF 为 94， EM-BAF 为 131.5，MBR 为 138.5，MBBR 为 71.75。 可见在环境效益方面 MBR 工艺是最优选择，其次是 EM-BAF 工艺，然后是 BAF 工艺和 MBBR 工艺。
3.2 技术可行性 BAF、EM-BAF、MBR 和 MBBR 易耗部件均为 曝气头。BAF 填料寿命可达数 10 a，EM-BAF 的聚 氨酯填料使用寿命在 5 a 以上，MBR 膜组件寿命约 为 3～5 a，MBBR 填料的使用寿命最高可达 20 a 以 上。BAF 工艺用于含油废水深度处理，投用率可达 100%。EM-BAF 工艺无排泥设施，偶尔需要停工清 理淤泥，降低了设施投用率。MBR 工艺的膜污染导 致膜通量下降，需要定期在线清洗离线清洗。MBBR 工艺不需要排泥，全年投用率达 100%，且故障率低。
MBR 的 HRT 最长，其次为 MBBR 工艺，再次 为 EM-BAF 工艺，BAF 工艺最短。从设计指标看，对 污染物去除率无论是 COD、氨氮还是 SS，MBR 工艺 均最高，具体见表 4。
按技术评估体系，技术可行性得分 BAF 为 143、 EM-BAF 为 101.75、MBR 为 129、MBBR 为 111.8。 技术可行性方面 BAF 工艺得分最高，然后是 MBR 工艺、MBBR 工艺和 EM-BAF 工艺。
3.3 可实施性 施工周期方面，BAF、EM-BAF、MBR、MBBR 平 均分别为 8、 1、 5、 3 个月，MBBR 最短，EM-BAF最长； 占地面积方面，MBR 工艺占地最小；技术配套方面， MBR 需要配套膜组件吊装和离线清洗设施，MBBR 需要配套流砂过滤器或者二沉池，EM-BAF 需定期 人工排泥。4 种工艺建设对生产均没有任何影响，也 不会对生产装置无需任何改造，但都会对周边环境 造成轻度恶臭污染。
按技术评估体系，可实施性得分 BAF、EM-BAF、 MBR、MBBR 分别为 91.5、89.25、91.25、87.5，工艺相 差不大，但 BAF 和 MBR 工艺更优。
3.4 经济合理性 4 种工艺都未直接产生经济效益，但在单位处理 能力投资方面，BAF、EM-BAF、MBR、MBBR 分别为 3.0、10.78、3.7、4.2 万元，BAF 最少。单位处理能力运 行成本方面也是 BAF 最低，为 0.38 元（EM-BAF 和 MBBR 该指标分别为 1.42 元和 0.83 元）。
按技术评估体系，经济合理性得分 BAF、EM- BAF、MBR、MBBR 分别为 47.75、36.75、38.25、43， BAF 最“省钱”，最后是 EM-BAF 工艺。
3.5 管理科学性 BAF、EM-BAF 和 MBR 基本实现自动化控制， MBBR 工艺则需要人工操作控制阀门、开关等，但不 需要循环反洗等操作，能够连续运行。维修管理方 面，EM-BAF需要定期进行人工清理淤泥，MBR 工艺 的中空纤维膜组件 3～5 a 需要更换 1 次，且仪表维 护工作量大，而 BAF 和 MBBR 维修管理较为简单。 人工需求方面，BAF 工艺定编人员 1 人，EM-BAF 和 MBR 未增加定编人员，MBBR 工艺定编人员 3 人。
按技术评估体系，管理科学性得分 BAF、EM- BAF、MBR、MBBR 分别为 20.75、21.25、20.5、16.75。 可见 EM-BAF 管理最方便，最后是 MBBR 工艺。
3.6 评估结论 BAF、EM-BAF、MBR、MBBR 作为含油废水深 度处理工艺各有其优势，MBR 工艺环境效益最好， 污染物去除效果、稳定达标率均优于其他工艺，BAF 工艺技术可行性、可实施性和经济合理性方面得分 最高，EM-BAF 管理最方便。
各工艺技术特点如下：
(1)MBR 所使用的中空纤维膜孔径约 0.2 μm， 并不能将大部分含油废水中的溶解性有机污染物截 留（仅能截留相对分子质量大于 100×103 的有机污 染物），但可以截留住废水中的 SS（尺寸大于 0.45 μm 的颗粒物），同时可提高活性污泥含量（质量浓 度 2 ～8 g/L），使得有机污染物的停留时间远大于 HRT，不仅有利于有机污染物的降解，而且 MBR 中 的污泥龄长，利于世代时间较长的硝化菌生长，氨氮 降解效果最好。但是 MBR 工艺存在膜的技术寿命 和使用寿命较其他工艺短、膜组件更换费用高、清洗 频繁、仪表维护工作量大等问题；
(2)BAF 工艺的去除效率与其工艺设计、填料及 运行管理密切相关。BAF 分为内循环式 BAF 和多 级式 BAF，内循环式可以通过不断过滤截留有机物， 分离的效果大于分解，遇到冲击时，增加反洗频率； 而多极式 BAF，反洗不方便，在受到冲击时容易堵塞 填料，影响达标率及稳定运行。BAF 填料绝大部分 为陶粒滤料，也有使用火山灰、贝壳、膨润土作为原 料，但其自身的物理化学性能、对微生物的附着能力、 对废水中氮磷的辅助降解效果等方面性能差别很大， 因此在填料选择时应慎重考虑；
(3)EM-BAF 具有一定的抗冲击能力，对高含量氨氮污水有较好的处理效果，但该工艺无自动反洗排 泥设施，当进水 SS 含量偏高时，将造成系统处理效果 明显恶化，需要定期人工排泥、补充投加工程菌等；
(4)MBBR 生物膜活性较高，不用反洗，但填料 价格高、启动速度慢、需要增设沉淀池或过滤器。 选择废水深度处理工艺的目的是实现含油污水的 回用或达标排放，环境效益为主导因素，按照技术评估 体系，MBR总得分为417.5，要高于BAF工艺的397.0、 EM-BAF工艺的380.5和MBBR工艺的330.8。综合考 虑，MBR工艺是处理石化行业含油废水的最优工艺。
4 建 议 由于石化行业废水达标排放标准和回用要求日 趋严格，对含油废水深度处理的效果和稳定度要求越 来越高，费用低、效率高的处理技术应该是下一步的 研究关键，同时也要开展新技术对于炼油废水的适 用性研究，例如离子液体、超声波和臭氧氧化等[12-14]。 对于企业已上设施应加强管理，从运行角度出发，保 证装置的处理效果。