“双碳”目标下石化污水“三废”处理工艺优化分析

“双碳”目标下石化污水“三废”处理工艺优化分析

李霄涵

中国石油四川石化有限责任公司  611930

摘要：在全球气候变暖和环境恶化的背景下，中国设定了“双碳”目标，即到2030年“碳达峰”和2060年“碳中和”。为实现这一目标，各行各业特别是高污染产业如石化产业必须转型升级，加强污水和"三废"（废气、废渣、废水）的处理。本文从技术、经济和环保角度，分析石化污水"三废"处理工艺的问题并提出优化策略。

关键词：双碳；石化污水；三废；处理；工艺

引言：近年来，双碳目标作为一个重要的共识日益深入人心，即到2030年前，实现碳达峰，到2060年前，实现碳中和。受此影响，越来越多的行业开始着眼于环保和节能减排，尤其是石化行业。因为传统的石化污水处理工艺会产生大量的固体废弃物、污泥和烟气，在处理这三种“三废”的过程中，一直存在能耗高、处理效果差的问题，需要进行优化改良以适应当前双碳目标的要求。

一、“双碳”目标

    “双碳目标”是指中国政府提出的“碳达峰、碳中和”的双重环保目标。这是当前全球环境与经济发展趋势下中国的一项重要承诺和行动，旨在推动我国实现绿色、可持续发展。其中"碳达峰"是指在某一时期内，我国二氧化碳的排放量达到最高峰后开始下降的过程。2019年，我国二氧化碳排放量约为10.167亿吨，全球总排放量的28%。2020年9月，我国在联合国大会上承诺将于2030年前实现碳达峰。这是一个挑战和机遇并存的目标。挑战在于，如何准确把握达峰路径，逐步推进产业升级、能源调整、技术创新等一系列任务，全面降低碳排放。机遇在于，这将推动我国实践绿色发展，深化供给侧改革[1]。

     而"碳中和"是指：当我国二氧化碳的排放量减少到与其吸收量相等时，实现“零排放”的状态。2020年9月，我国进一步提出“力争2060年前实现碳中和”的目标。这将加大我国对清洁能源、碳捕捉、利用和储存技术以及森林炭汇等领域的投入，旨在实现绿色、低碳、可循环的发展模式。

    “双碳目标”有赖于全社会的共同努力。政府需要树立清晰的政策导向和公平的市场机制；企业需要承担社会责任，尽快转型升级；公众需要了解并支持环保理念，形成绿色生活方式。

二、石化污水“三废”现状

    所谓的石化污水三废，指的是经过石化加工后的废水、废气和固体废物。废水主要来源于石化生产过程中的冷却水、洗涤水和废酸碱等，这些废水含有大量的有机污染物和重金属离子；废气主要包含硫化氢、甲烷、非甲烷总烃等有害气体；固体废物则来自于石化生产过程产生的泥渣、废催化剂和废橡塑等[2]。

处理这些污染物的工艺主要有物理、化学和生物三类：（一）物理法：主要应用于去除废水中的悬浮物和沉淀物，以及部分油脂类物质。如沉淀、过滤、离子交换、吸附、膜技术等。（二）化学法：主要应用于去除废水中的硫化氢、氨气、甲烷、烃类等有毒有害气体，常用的技术有氧化、还原、电解、中和反应等。（三）生物法：主要应用于将废水中的有机物质转化为易降解的物质，常用的技术有活性污泥法、生物膜法、好氧堆肥等。

    我国所含有的石化产业污水主要包含油类、苯系物、氨氮、硫化物、表面活性剂等多种有害物质，直接排放将严重污染环境。同时，石化产业在生产过程中产生的废气、废渣同样构成环境污染的主要源头。传统的石化污水"三废"处理工艺存在着处理能力低，处理效果差，能耗高和处理后废渣处理难的问题。固体废弃物储存容易产生二噁英等有毒有害物质，对环境有较大的污染危害。比如：污泥，污泥处理把微生物长时间大量繁殖所形成的活性污泥，其处置亦为石化污水处理的难点。或者是烟气，烟气主要来自于石化污水处理设备的正常运行，其中可能会产生一部分温室气体。

三、“双碳”下石化“三废”处理工艺的优化措施

   （1）采用物理化学--生物工艺优化系统。物理化学工艺主要针对重金属、悬浮物等进行预处理，其优点在于反应迅速，处理效果好。生物工艺凭借微生物的吸附、降解能力处理有机物，投资运行费用较低。

   （2）提高废气处理技术。石化产业的废气处理是实现“双碳”目标的一大难题。可考虑采用吸附、催化等技术提高废气中有机物、硫氮氧化物等污染物的去除效率。或者是将其转化为可利用的能源，如将废气中的碳转化为燃料，通过二氧化碳捕捉和使用技术（CCUS），即能实现废气减排，又开辟了新的能源渠道。

   （3）实行零排放技术。废渣中含有许多有价值的物质，应重视废渣的资源化处理，如金属资源的回收，有机物的热解。将处理后的液体进行深度处理，达到循环使用的标准。

    （4）实行环保概念。优化石化污水"三废"处理工艺能够从源头上减少污染，保护生态环境，实现绿色可持续发展。通过高效脱硫脱硝技术减少废气对大气的污染，采用高效生物处理技术减少污水对水源的污染，资源化利用废渣，降低对土壤的污染[3]。

   （5）执行经济效益分析。虽然优化处理工艺会消耗一定的经济成本，但从长期来看，企业能够得到更大的经济收益。优化后的废渣处理系统将大大降低处置废渣的成本，同时，废渣中的有用物质经过回收能够带来额外的经济收入。

通过引入高效分离设备，将废弃物分离储存，减少废弃物数量，降低了对环境的污染压力。

   （6）污泥处理优化。污泥厌氧发酵工艺可以在提高污泥消化效率的同时，产生沼气，间接实现节能减排。在面对其他固体废物时，可以通过焚烧、填埋、卫生填埋等方式进行处理，对于某些含有重金属和有害物质的固体废物，也可以采用稳定化处理、固化处理和高温焚烧等的方式进行处置，确保处理后的固体废物不会再对环境造成二次污染。

四、结束语

    综上所述，在“双碳”目标背景下，我们要加大对石化污水“三废”处理工艺的投入和研究，通过技术创新和政策优化，提高石化污水“三废”处理工艺的效能，既保护了环境，又实现了经济效益的提升。未来的研究还需整合各种处理方法，形成适应于不同污染物的高效、低成本、可持续的处理技术，以助力石化产业实现“双碳”目标。

参考文献：

    [1] 周林凡,肖学贵,陈黎明.双碳目标下的化工园区废水处理工艺新探讨[J].中文科技期刊数据库（全文版）工程技术, 2023.

    [2] 李秀丽,王建东,邵伟强.一种煤化工园区合成氨废水处理回用的工艺探讨[J].现代工业经济和信息化, 2016(20):2.DOI:10.16525/j.cnki.14-1362/n.2016.20.14.

    [3] 王晓星.化工废水处理新工艺技术研究与示范[J].工业C, 2016.