摘要：地下水封石油洞库是存储石油的重要设施，但在使用期间经常性地受污水影响，降低存储质量。若是在处理污水期间提出的措施不当，会严重影响周边环境和生态系统。因此，探讨科学有效的污水处理技术和管理策略，对于保护生态环境、实现石油洞库的可持续运营具有重要意义。文章针对石油洞库运营过程中产生的污水特性和处理难点，系统性地分析现有污水处理技术及其适用性，并提出相应的污水处理策略和管理建议。
关键词：地下水封石油洞库,运营期,污水处理,技术策略,环境可持续性
0引言
随着石油工业快速发展，地下水封石油洞库的作用日渐凸显，其作为石油运输和存储的关键设施，在运营期间做好污水处理工作至关重要。在地下水封石油洞库中，污水主要包含重金属、化学物质和复杂的油类。若污水没有经过处理而排放到外界水体，将会严重污染地下径流和地表径流，影响人类健康和生态平衡[1]。所以，研究地下水封石油洞库运营期污水处理技术，对于保障环境安全、促进石油工业可持续发展具有重要意义。
1地下水封石油洞库运营期污水特性分析
1.1污水来源及成分
1.1.1污水来源
在存储石油阶段，要求定期排放油罐内的水分，即油罐切水。在此环节中，水质和水量均会因油品性质、产地及操作管理等因素影响，而表现出较高的含油量，甚至超过500 mg/L；再者，在油罐切水后期阶段，水体中的含油量还会继续增加；不仅如此，油罐清洗排水也是污水的主要来源之一。目前在清洗油罐的时候，常用的方法有水洗和油洗两种，其中水洗油罐的瞬时排水量大，含油量可高达3 000 mg/L或更高，污染成分与油罐切水相似[2]。长期使用地下含油污水管道系统后，因地基下沉等原因会产生泄漏现象，造成含油污水外泄[3]。
1.1.2污水成分
地下水封石油洞库运营期污水的成分较多，具体组成及其特性如表1所示。
1.2污水对环境的影响
在石油储备需求持续增长的当下，地下水封石油洞库已经成为石油存储最为关键的手段之一。在地下水封石油洞库运营期间，其产生的污水含有高浓度的油类物质、悬浮物、有机物及其他污染物，在未经处理而投放进入河道之后，将严重污染周边生态环境。泄漏的油类物质会对土壤结构造成破坏，影响植物生长的同时，威胁水生生物的生存，进而打破整个生态系统的平衡性。泥沙、铁锈等悬浮物进入水体，将会显著降低水体透明度，不利于水生态系统的健康。石油烃类、苯系物等有机物具有毒性和持久性，难以被生物降解，其在环境中长期累积，会通过食物链进入人体，威胁人类健康[4]。同样地，硫化物、挥发酚等其他污染物会引起水体酸化、富营养化等环境问题，有害于环境和生物体。
2现有污水处理技术及其适用性评估
2.1物理处理技术
重力分离、离心分离、粗粒化、过滤和膜分离等方法，是最为常见的地下水封石油洞库污水物理处理技术，在污水处理环节中具有关键作用。基于油水比重差异的重力分离技术，可利用自然沉降的方法除去油罐、重力沉降罐和隔油池等设备中的油污，延长沉淀时间，有效分离油污。离心分离技术则利用高速旋转产生的离心力场，通过水力旋流分离器和离心机等设备分离不同质量的污水和颗粒，在高浓度含油污水处理领域中具有较高的应用价值[5]。粗粒化技术通过特定设备增大含油污水中油珠粒径，为后续处理工作开展提供便利。在粗粒化除油罐中，石英砂、无烟煤等常用材料发挥作用，可有效去除细小油珠和乳化油。过滤技术则运用过滤介质去除污水中的固体悬浮物，我国油田普遍采用石英砂过滤器、核桃壳过滤器、高精度纤维球过滤器等压力式过滤器，均能有效保障出水水质。膜分离技术通过特殊制造的多孔材料拦截水中的杂质，包括微滤、超滤、纳滤和反渗透等[6]。时至今日，超滤技术在除油领域取得显著进展，逐步从实验室迈向实际应用，在高效去除微小颗粒和溶解性物质领域中发挥不可小觑的作用。膜分离技术应用效果如表2所示。
2.2化学处理技术
混凝沉淀法是将混凝剂投加到污水中，使污水中的胶体粒子脱稳并发生絮凝沉淀，大幅度地清除污水中的悬浮物和可溶性污染物。铝盐类、铁盐类、聚丙烯酰胺(PAM)类和接枝淀粉类等是较为常见的混凝剂类型，能够与污水中的胶体粒子发生静电中和、吸附和架桥作用，从而脱稳并形成较大的絮凝体，方便于沉淀分离。在处理含油污水时，混凝沉淀法可通过优化混凝剂种类和投加量，有效去除污水中的油滴和悬浮物。此外，对于乳化油含量较高的污水，还需要采用适当的破乳剂进行预处理，破坏油滴的乳化状态[7]。
化学氧化法的原理是在污水中放入O2、O3、Cl、H2O2、KMnO4、K2FeO4等强氧化剂，使其氧化得到低毒或无毒物质，或是将其转化，得到易与水分离的形态。在实际应用中，化学氧化法具有处理效率高、反应速度快等优点，被广泛应用于含油污水治理中。电解氧化法是在污水中设置电极并通电，利用电极产生的电氧化作用和与电解产物发生的化学氧化还原作用，氧化分解污水中的污染物。电解氧化法兼具设备简单、处理效率高等多方面优势，在处理含油污水中具有广泛的应用价值。根据相关研究结果得知，合理优化电极材料、电极间距和电流密度等参数，能够增强电解氧化法处理效果。光化学催化氧化法是在光照条件下，利用TiO2、Fe2O3、WO3等半导体材料产生光生电子和空穴，催化氧化污水中的污染物，在含油污水的处理中展现出良好的应用前景。
近年来，随着环保技术的不断发展，化学法在含油污水处理中的研究也取得了显著进展。针对传统混凝剂在处理含油污水时存在的问题，领域内的研究人员陆续开发一系列新型混凝剂，具有更好的静电中和、吸附和架桥作用[8]。例如，利用生物高分子材料制备新型混凝剂，既具有良好的处理效果，又体现出良好的生物相容性和可降解性。为了提高含油污水处理效果，工作中要注重组合使用不同的化学处理方法，如结合使用混凝沉淀法与化学氧化法，去除污水中的油和COD等污染物。结合光化学催化氧化法与电解氧化法，提高污水的处理效率和降低能耗。
2.3生物处理技术
生物处理技术是以微生物代谢作用作为基准，无害化分解污水中的有机物、有毒物质，具有成本低、投资少、处理效率高、无二次污染等多方面优势。在生物法处理环节中，以氧气供应不同归类为好氧生物处理和厌氧生物处理两种类型。其中，好氧生物处理技术主要是在有充分溶解氧的条件下进行的，好氧微生物将污水中的有机物降解为CO2、H2O、NH3、NOx等物质。厌氧生物处理能在厌氧反应器中稳定维持厌氧生物菌体，无需外部氧气供应。厌氧条件下，微生物将有机物转化为CH4、CO2、H2O等产物，特别适用于高浓度有机污水或难降解有机物污水的处理，并能回收沼气作为能源[9]。
3污水处理策略与管理建议
3.1污水处理流程设计
地下水封石油洞库污水预处理阶段，需设置格栅或筛网将油泥、砂粒等大颗粒固体杂质滤除，便于后续设备顺畅运行。而后，将污水排入调节池内进行均质、均量处理，保证水质稳定，为生物技术应用创造条件。采用活性污泥法或生物膜法，利用好氧微生物的代谢作用将污水中的有机物分解为无机物，同时，还可引进UASB或EGSB等厌氧生物处理工艺，将污水中的有机物作全面降解处理。深度处理阶段，需利用活性炭吸附、超滤、反渗透等膜分离技术等物理或化学方法去除污水中的色度、浊度、重金属等污染物，再根据出水水质要求加入消毒剂，保障环境安全。
3.2污水处理设施的建设与运营
在设施建设方面，需选择无重大污染源且便于收集和排放污水的场址。根据污水处理特点设计合理的工艺流程和设备布局，并采用先进的自动化控制系统，以此远程监控和智能化管理污水处理过程。由企业管理者牵头，建立健全的运营管理制度，对不同岗位的工作职责和操作规范作出界定。注重强化设备维护和保养力度，使设备始终处于良好运行状态。定期开展员工培训和技能提升活动，提高员工的专业素质和操作水平。同时，加强与环保部门的沟通协作，及时了解环保政策和标准更新情况，保证出水水质始终符合相关要求。
3.3污水处理效果监测与评估
根据污水特性、处理工艺特点与环境管理要求，结合COD、BOD、SS、氨氮、总磷、总氮等指标监测污水处理效果，全面反映污水中有机物、悬浮物及氮、磷等营养物质的含量。但是，在选择评价指标的时候，要以实际情况为出发点，适当性地增加特定污染物监测指标，如在监测重金属含量时，要加入重金属监测指标等。综合在线监测与人工采样两种手段，对处理前后的水质展开实时监测和定期采样分析，及时发现水质异常现象。在监测期间，选用高精度COD、BOD分析仪，对污水中的有机物含量作出准确测定。同时，还要应用色谱、质谱技术精准分析特定污染物。
4案例分析与实践经验分享
4.1国内外成功案例介绍
瑞典作为地下水封石油洞库的先驱，早在20世纪30年代就开始将石油产品储存在地下混凝土罐内，利用地下水进行密封。此方法的原理是利用地下水的自然压力实现密封，有效避免石油泄漏和污染现象。瑞典在污水处理方面采用先进的监测系统和处理工艺，实时监测水质指标，如COD、BOD、SS、氨氮、总磷、总氮等，以及特定污染物的含量。同时，利用生物处理、深度过滤等高效的污水处理设备和技术，有效处理和回收利用污水。
近年来，我国在地下水封石油洞库建设和运营方面，同样取得显著进展。以某石油公司为例，其建立起包括预处理、生物处理、深度处理等工艺在内的、完善的污水处理系统。公司采用在线监测和人工采样相结合的方式，对水质指标和特定污染物含量作实时监测。同时，利用高精度COD、BOD分析仪和色谱、质谱仪等先进的监测仪器和设备，强化最终监测结果的准确性和可靠性。
4.2面临的挑战与解决方案
地下水封石油洞库产生的污水包含多种有机物、无机物和重金属等污染物，在处理的时候具有比较大的难度。在处理中，针对此类问题可研发并推进使用生物降解、高级氧化等新型污水处理技术，提高处理效率并降低处理成本。其中，高级氧化处理技术具有反应速度快、处理效果好、无二次污染等优点，通过产生羟基自由基(·OH)等具有强氧化性的自由基，可将污水中的有机污染物彻底氧化为二氧化碳和水。由于地下水封石油洞库的特殊性，排放和监测污水期间具有相对较大的难度，基于此，要建立完善的监测系统和网络，在污水排放口和关键处理环节安装在线监测设备，实时监测污水pH值、浊度、COD(化学需氧量)、BOD(生物需氧量)、重金属含量等指标，监测水质指标和特定污染物的含量。对比分析监测数据与历史数据，评估处理效果并优化处理方案。同时加强环保宣传和教育活动，提高员工的环保意识和责任感。
5结语
石油工业的快速发展，使有效的污水处理成为保障环境安全和实现可持续发展的关键。本文对地下水封石油洞库运营期污水处理的重要性与挑战展开深入分析，了解污水特性、现有处理技术及其适用性，并提出相应的污水处理策略和管理建议。在污水处理环节中，引入先进的物理、化学和生物处理技术，结合科学的污水处理流程设计和运营管理，能显著提升污水处理效果，降低环境污染风险。不仅如此，注重加强监测与评估，能够及时发现问题并优化处理策略，有效处理地下水封石油洞库污水。
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