隨著原油需求量的不斷增加，原油產量相對不足，世界能源供應日趨緊張，高硫原油（S%＞2.5%）的開發和利用受到世界各國的重視〔1〕。僅中國石化 2010 年進口高硫原油就達7 000 萬t，占全年原油加工總量的33%。由于高硫原油的含硫量很高，在其加工過程中會產生高濃度污水，對后續污水處理系統造成沖擊，降低生化處理效果。目前我國石化企業解決這一問題的方法是將高硫原油與其他含硫/低硫原油混煉（混合后S 質量分數＜2.5%）〔2〕，以減小污水中的硫化物、COD、氨氮等，便于后續生化處理。但并不能從根本上解決問題，因此，筆者對A 煉油廠單獨加工加拿大西部原油（以下簡稱“加西原油”）（S 質量分數為3.87%）期間產生污水進行分析，并對其處理工藝進行討論，為大規模加工高硫原油的污水處理提供依據。
A 煉油廠在加工加西原油之前，主要加工旅大原油，加西原油性質較旅大原油有較大區別，本著最大化利用現有污水處理系統的原則，使加西原油加工期間產生高濃度污水達標外排，根據污水的性質對污水處理工藝及運行參數進行了適當調整與完善。
1 原油性質的比較
A 煉油廠加工原油主要為重質原油，A 煉油廠加工的旅大原油和加西原油主要性質如表 1 所示。
由表 1 可見，A 煉油廠加工的加西原油具有API 度低、含硫量高、酸值高的特點，屬于高硫高酸重質原油。因此，以其加工期間產生的污水作為研究對象，為單獨加工高硫原油產生污水的處理提供依據。
2 加西原油污水的性質與處理工藝
2.1 污水性質分析
由于加西原油含硫質量分數高達3.87%，A 煉油廠產生的含硫污水可能會對生化池造成沖擊，因此含硫污水在進污水處理場前經過酸性水汽提，將污水中的硫化物和氨氮轉化為H2S、NH3 氣體。處理后的含硫污水與其他污水進入調節罐混合后，再進入污水處理系統。下面對混合污水的性質進行分析。
2.1.1 污水的pH、硫化物、氨氮、含油量
加西原油加工期間產生污水性質由圖 1 所示。
圖 1 加西原油加工期間產生污水性質
由圖 1 可見，加工加西原油期間產生污水：
（1）pH 波動較大，而且大于旅大原油加工期間污水的pH，部分超過了進水pH 6～9 的標準。這主要是因為加西原油硫含量很高，在塔頂“三注”中增加了氨的注入量。
（2）硫化物前后期波動較大，最大高達136.8 mg/L，而最低僅為0.047 mg/L。這是因為加工中后期加開了酸性水汽提裝置，將含硫污水中的硫化物轉化為H2S 氣體，使得污水中的硫化物降低。
（3）氨氮較小，主要是因為加西原油含氮量較小，此外酸性水進行汽提后，含硫污水中的氨氮部分轉化為NH3 氣體，使得污水中的氨氮小于100 mg/L 的進水標準。
（4）含油量較低，遠小于污水進水含油質量濃度不大于500 mg/L 的標準。
2.1.2 污水的COD
加西原油加工期間產生污水COD 變化情況如 圖 2 所示。
由圖 2 可見，加西原油加工期間污水中COD 波動較大，而且部分污水中COD 超過了1 200 mg/L 的進水水質標準。
污水中COD 反映了水中受還原性物質污染的程度，煉化企業廢水中無機還原性物質的含量相對較小，主要為石油類、有機溶劑等〔3, 4, 5, 6〕。A 煉油廠加工工藝較為簡單，產品較少，將污水中含油物質作為石油或重油考慮，通過計算可知平均含油量對COD 的貢獻約為295～423 mg/L，占COD 的39.21%～56.20%。由此可以看出，雖然污水中含油量較小，但是其對 COD 的貢獻較大，可以通過去除污水中的石油類物質降低COD。
圖 2 加西原油加工期間產生污水COD 變化情況
綜上所述，加西原油加工期間，在加開酸性水汽提裝置的前提下，產生污水pH 較大、硫化物含量低、氨氮含量低、含油量低、COD 高，其中石油類對 COD 的貢獻較大。
2.2 處理工藝流程及措施
A 煉油廠污水處理場采用目前石化企業普遍采用的“老三套”工藝———“隔油、浮選、曝氣”的處理工藝。污水處理場處理工藝流程如圖 3 所示。其中，黑色加粗部分為處理加西原油加工產生污水新增的工藝和措施。
為了確保污水處理場外排水達標排放，在現有污水處理場設施的前提下，采取了一系列措施：（1）含硫污水經污水汽提處理。為避免污水處理場進水水質硫化物含量超標，含硫污水先經過污水汽提裝置，將其中的硫化物部分轉化為H2S，減小混合后污水的硫化物含量。
（2）增大HCl 投加量。加西原油加工期間污水 pH 較大，在隔油池和氣浮池按40 kg/月投加質量分數為31%的HCl 調節污水pH 接近于中性。
（3）增加絮凝劑投加量。加西原油加工初期污水有明顯黑色懸浮物，因而在溶氣氣浮池增加PAC （聚合氯化鋁）投加量1 050 kg/月、PAM（聚丙烯酰胺）投加量102.5 kg/月。
圖 3 污水處理場流程示意
（4）增加生化池葡萄糖投加量。加西原油加工期間污水污染物濃度高，廢水可生化性不高，因此向生化系統投加葡萄糖給污泥提供營養物質，提高污泥活性。后期因廢水濃度過高，導致生化系統污泥有厭氧酸化現象，故通過增加葡萄糖投加量975 kg/月，為污泥馴化提供充足的營養，使污泥逐漸恢復活性。
（5）生化系統投用蒸汽伴熱系統。由于加西原油加工期間氣溫降低，為使生化系統的溫度盡量保持最佳溫度，保證污泥的活性最高，因此開啟污水處理場的蒸汽系統，使溫度維持在25～30 ℃。
2.3 污水處理場的運行及處理效果
2.3.1 污水處理工藝的運行
本工程主體工藝為A/O 生化處理，因此啟動時主要考慮生化池的運行。啟動初期，采用緩慢增大混合污水混合比馴化生化池的接種污泥。馴化初期，生化池出水有明顯黑色懸浮物，增大隔油池和氣浮池絮凝劑投加量，生化池增大葡萄糖的投加量，并且維持生化池溫度為25～30 ℃，使污泥活性保持在最佳狀態。隨著生化池污泥的馴化，處理系統運行穩定， COD 去除率達到90%以上。
生化池馴化過程中，監測到的COD 變化情況如 圖 4 所示。
圖 4 加西原油加工期間生化池運行情況
由圖 4 可見，在馴化初期生化池COD 隨著進水 COD 增高而增高，隨著運行趨于平穩，生化池COD 逐漸降低，COD 去除率維持在90%左右，最高達 94%，說明生化池污泥馴化效果良好，污水處理系統運行平穩。
2.3.2 處理效果
污水在經過生化池厭氧好氧生化處理，進入二沉池沉淀，通過監測池實時監測達標后，外排市政污水管網，加西原油加工期間外排水水質分析如圖 5 所示。
圖 5 污水處理場外排水水質分析
3 結論
（1）加西原油API 度低、硫含量高、酸值高，屬于高硫高酸重質原油。
（2）加工加西原油產生污水pH 較大、硫化物含量低、氨氮含量低、含油量低、COD 高。具體參見http://www.jianfeilema.cn更多相關技術文檔。
（3）加工加西原油產生污水含油量低，但其對COD的貢獻較大，可以通過增大絮凝劑的投加量，去除污水中石油類物質達到降低COD 的目的。
（4）通過增開酸性水汽提裝置、生化系統投加蒸汽，并且增大HCl、絮凝劑、葡萄糖投加量，可保證處理場正常運行，使加工加西原油產生的污水全部達標排放。
