紫外光“照妖鏡”令污染物“粉身碎骨”
高級(jí)氧化技術(shù)對癥下藥
高級(jí)氧化技術(shù)是一類利用產(chǎn)生強(qiáng)氧化性的物質(zhì)（自由基）氧化分解污染物的廢水處理技術(shù)，核心原理是在反應(yīng)過程中產(chǎn)生強(qiáng)氧化性自由基，并將自由基作為一顆顆“子彈”，對廢水中的有機(jī)污染物大分子進(jìn)行“掃射”，并將其一個(gè)個(gè)“擊碎”，使污染物分子的化學(xué)鍵斷裂，從而高效去除環(huán)境中難降解的有機(jī)物。
可以成為“子彈”的強(qiáng)氧化性自由基多種多樣，其中最常見的要數(shù)羥基自由基（·OH）。它的氧化能力遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)的氧化劑，意味著“擊碎”污染物分子的能力更強(qiáng)，可以高效地將難降解的大分子有機(jī)物轉(zhuǎn)化為易降解的小分子中間產(chǎn)物，甚至可以一步到位，直接將有機(jī)污染物分解成無毒無害的二氧化碳和水，在去除石化廢水中難降解有機(jī)物方面有著廣闊的應(yīng)用前景。
紫外光催化技術(shù)讓污染物無處遁形
紫外光催化技術(shù)是高級(jí)氧化技術(shù)的一種，它以紫外光為光源，通過結(jié)合催化劑或氧化劑實(shí)現(xiàn)污染物的降解或去除，具有綠色無二次污染的顯著特點(diǎn)。
紫外光催化技術(shù)有兩項(xiàng)降解有機(jī)污染物的絕技，第一項(xiàng)絕技是“直接光解作用”，通過紫外光本身自帶的“攻擊力”，讓有機(jī)污染物吸收相應(yīng)波段的紫外光后與廢水中的某些成分發(fā)生反應(yīng)，從而促使污染物直接分解。第二項(xiàng)絕技是“間接光解作用”，也就是催化劑或者氧化劑在吸收紫外光輻照后，批量產(chǎn)生羥基自由基“子彈”，再利用自由基的強(qiáng)氧化性對廢水中污染物展開攻擊，進(jìn)行間接氧化。
一邊是直接光解的“化骨綿掌”，一邊是間接光解的“隔山打牛”，紫外光催化技術(shù)雙管齊下，很快就可以讓廢水中的有機(jī)污染物“粉身碎骨”。雖然紫外光催化技術(shù)的相關(guān)研究已經(jīng)開展了數(shù)十年，并且已經(jīng)在飲用水殺菌消毒領(lǐng)域得到一定推廣，但在工業(yè)廢水處理領(lǐng)域，由于廢水的水質(zhì)復(fù)雜，導(dǎo)致紫外光催化技術(shù)在國內(nèi)外遲遲未能實(shí)現(xiàn)廣泛應(yīng)用。
為解決這一問題，在中國石化科技部、化工事業(yè)部等部門的超前布局下，石科院依托第25研究室快速組建創(chuàng)新研發(fā)團(tuán)隊(duì)。經(jīng)過數(shù)年不懈探索，科研人員最終通過光源改進(jìn)、反應(yīng)器優(yōu)化及催化劑設(shè)計(jì)等方式，實(shí)現(xiàn)了紫外光催化技術(shù)在石化廢水處理領(lǐng)域的突破，申請國家發(fā)明專利11件，項(xiàng)目獲得國家自然基金、中國科協(xié)青年人才托舉工程及中國石化優(yōu)秀青年創(chuàng)新基金的支持。
石科院紫外光催化高級(jí)氧化技術(shù)一經(jīng)面世便廣受關(guān)注，目前已在中國石化旗下的燕山石化、長嶺煉化、安慶石化、寧夏能化等多家企業(yè)開展了工業(yè)側(cè)線試驗(yàn)，對燕山石化開放水體、長嶺煉化焦化廢水、安慶石化腈綸廢水、寧夏能化高鹽水等均見到良好的處理效果。在安慶石化的腈綸紡絲廢水處理研究過程中，甚至可以實(shí)現(xiàn)處理后污水源頭回用，為企業(yè)帶來直接的經(jīng)濟(jì)效益和節(jié)水效益，目前正在安慶石化建設(shè)40立方米/小時(shí)的工業(yè)示范裝置。
技術(shù)攻關(guān)
如果石化企業(yè)不能有效去除石化廢水中的污染物，排放后勢必會(huì)對我國的生態(tài)環(huán)境造成威脅。為此，國家接連頒布了一系列污染物排放標(biāo)準(zhǔn)，對石化廢水的外排水質(zhì)提出了嚴(yán)格要求。為守護(hù)我國的綠水青山，中國石化在嚴(yán)格遵守國家法規(guī)的前提下更進(jìn)一步，針對旗下長江、黃河流域企業(yè)提出了《中國石化2021~2023年環(huán)保提升方案》，對其向外排放的水質(zhì)作出了更為嚴(yán)苛的要求。
最大難題是行業(yè)中現(xiàn)有技術(shù)難以滿足企業(yè)的綠色環(huán)保需求。目前，石化廢水處理多采用一級(jí)物化、二級(jí)生化的傳統(tǒng)污水處理工藝，采用隔油、氣浮、絮凝沉淀、生化處理單元等常規(guī)處理流程。但面對成分更加復(fù)雜、掣肘因素更多的石化廢水，傳統(tǒng)工藝已左支右絀。研發(fā)更加高效、綠色的石化廢水處理技術(shù)迫在眉睫。
知識(shí)鏈接
石化廢水為何難處理？
隨著我國經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展和工業(yè)化加快推進(jìn)，生態(tài)環(huán)境保護(hù)已成為石化行業(yè)發(fā)展的核心議題。石化行業(yè)的生產(chǎn)特點(diǎn)決定了其必然是產(chǎn)生廢水的大戶，而石化廢水更是讓煉化企業(yè)頭疼的老大難問題，廢水處理的三只“攔路虎”讓石化廢水成了行業(yè)污染治理公認(rèn)的難啃“硬骨頭”。
缺乏針對性處理手段：石化廢水是石油化工工業(yè)在生產(chǎn)各類石油產(chǎn)品和有機(jī)化工材料過程中產(chǎn)生的廢水，含有大量的以烴類及其衍生物為主要成分的有機(jī)污染物，采用傳統(tǒng)的污水處理方法收效甚微。
生化單元處處碰壁：石化廢水中含有的多環(huán)芳烴、雜環(huán)化合物、重金屬等污染物還會(huì)對石化廢水處理過程中的重要環(huán)節(jié)——生化處理單元產(chǎn)生抑制作用，導(dǎo)致廢水處理“光吃藥，不見效”。
污水量、質(zhì)變幻莫測：石油化工生產(chǎn)涉及數(shù)千種原料、產(chǎn)品及中間產(chǎn)品，導(dǎo)致石化廢水中污染物的種類、數(shù)量時(shí)常發(fā)生巨大變化，加之石化行業(yè)生產(chǎn)工藝普遍復(fù)雜，其中有些工藝過程的廢水是連續(xù)排放，有些則是間歇排放，再加上裝置開工、檢修造成的影響，使石化廢水量經(jīng)常在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生巨大的波動(dòng)。近些年，我國加工原油劣質(zhì)化、石油化工生產(chǎn)規(guī)模大型化趨勢更是加劇了這一現(xiàn)象。
