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含油废水

发表时间:2013-10-23 15:52
一、 含油废水处理的现状
含油废水的来源很广,石油工业的采油、炼油、贮油运输及石油化学工业都产生含油废水,油轮压舱水、洗舱水、机械工业的冷却润滑液、轧钢水,以及食品工业等的废水中都含有大量的油。含油废水如果不加以回收处理,会造成浪费;排入河流、湖泊或海湾,会污染水体,影响水生生物生存;用于农业灌溉,则会堵塞土壤空隙,妨碍农作物生长。含油废水中的含油量及其特征,随工业种类不同而异,同一种工业也因生产工艺流程、设备和操作条件等不同而相差较大。污水中不同形态的油有着不同的理化性质,在很大程度决定了相应处理方法的选择。
 
二、含油废水存在的形态特征
油类物质在废水中通常以五种状态存在。   
(1)浮上油,油滴粒径大于100μm,易于从废水中分离出来。油品在废水中分散的颗粒较大,粒径大于100微米,易于从废水中分离出来。在石油污水中,这种油占水中总含油量60~80%。   
(2)分散油.油滴粒径介于10一100μm之间,恳浮于水中。   
(3)乳化油,油滴粒径小于10μm,油品在废水中分散的粒径很小,呈乳化状态,不易从废水中分离出来。   
4、溶解油:油以分子状态或化学方式分散于水体中,形成稳定的均相体系,粒径一般小于几微米。
5、固体附着油:吸附于废水中固体颗粒表面的油。
由于不同工业部门排出的废水中含油浓度差异很大,如炼油过程中产生废水,含油量约为150一1000mg/L,焦化废水中焦油含量约为500一800mg/L,煤气发生站排出废水中的焦油含量可达2000一3000mg/L。因此,含油废水的治理应首先利用隔油池,回收浮油或重油,处理效率为60%一80%,出水中含油量约为100一200mg/L;废水中的乳化油和分散油较难处理,故应防止或减轻乳化现象。方法之一,是在生产过程中注意减轻废水中油的乳化;其二,是在处理过程中,尽量减少用泵提升废水的次数、以免增加乳化程度。处理方法通常采用气浮法和破乳法。   
 
三、含油废水的处理工艺
含油废水的预处理应首先考虑回收油类物质,并充分利用经过处理的水资源。因此,含油废水的处理可首先利用隔油池,回收浮油或重油。隔油池适用于分离废水中颗粒较大的油品,处理效率为60~80%,出水中含油量约为100~200毫克/升。废水中的细小油珠和乳化油则很难去除。一般还会进行一次高级处理如:气浮法、过滤法等。
含油废水处理的难易程度随其来源及油污的状态和组成不同而有差异。其处理方法按原理可分为:物理法 ( 沉降、机械、离心、粗粒化、过滤、膜分离等 ) ;物理化学法 ( 浮选、吸附、离子交换、电解等 ) ;化学法 ( 凝聚、酸化、盐析等 ) ;生物化学法 ( 活性污泥、生物滤池、氧化塘等 ) 。 
四、国内外常见的处理方法
1、重力分离法:利用油水两相的密度差及油和水的不互溶性进行分离。沉降分离在隔油池中进行,常见的有平流式(API) 、平行板式 (PPI) 、波纹板式 (CPI) 等型式。平流式隔油池的设计主要基于斯托克斯公式,由公式可求得一定表面积的隔油池所能除去的最小油珠粒径。隔油池水流状态对除油能力和效果也有很大影响,最好的水流状态是层流状态,它有利于油珠的上升和固相的沉降。根据以上理论,进而设计出了 PPI 式、 CPI式、 IPI 式 ( 斜板式 ) 等更为高效隔油池。这几种型式的隔油池与 API 式相比较,占地面积省,去油能力、排油能力及安全程度等方面明显提高,因此已被广泛应用。该类方法设备结构简单,易操作,除油效果稳定,但对溶解性油类或乳化油是不适用的。
2、聚结法 ( 粗粒化法 ) :利用油水两相对聚结材料亲和力的不同来进行分离,主要用于分散油的处理。此法的技术关键是粗粒化材料的选择,许多研究者认为材质表面的亲油疏水性是主要的,而且亲油性材料与油的接触角小于 70 °为好。常用的亲油性材料有蜡状球、聚烯系或聚苯乙烯系球体或发泡体、聚氨酯发泡体等。粗粒化法可以把 5 ~10 μm粒径以上的油珠完全分离,无需外加化学试剂,无二次污染,设备占地面积小,基建费用较低。但对悬浮物浓度高的含油废水,聚结材料易堵塞。
3、凝聚法:也就是用絮凝剂除油的方法。常用的无机絮凝剂是铝盐和铁盐,特别是近年来出现的无机高分子凝聚剂,如聚硫酸铁、聚氯化铝等,具有用量少、效率高的特点,而且使用时最优 pH 也较宽。虽然无机絮凝剂法的处理速度快,但药剂较贵,污泥生成量多。有机高分子凝聚剂的研究发展很快,但目前有机高分子絮凝剂在含油废水处理方面的应用仍然主要是用作其它方法的辅助剂。
4、气浮法:通常采用的主要是加压溶气浮选法去除乳化油。因为空气微泡由非极性分子组成,能与疏水性的油结合在一起,带着油滴一起上升,上浮速度可提高近千倍,所以油水分离效率很高。常在含油废水中加入絮凝剂,还会进一步提高油水的分离效果。目前该法已被广泛应用于油田废水、石油化工废水、食品油生产废水等的处理,但动力消耗较大,构造复杂,维修保养困难。
5、生物法:含油废水经隔油、浮选等处理后,出水油含量一般仍高达20 ~ 30mg/L ,若废水中存在溶解性有机物,则 COD 和 BOD5 也很高,都达不到国家规定的排放标准,尚需进行二级处理。二级处理主要采用活性污泥法和生物滤池法。生物处理法近年来已有不少改进,新的发展包括曝气塔、深井曝气、纯氧曝气以及循序间歇式生物处理等,这些方法都不同程度地提高了对含油废水的处理效率。
6、电絮凝法:以金属铝或铁作阳极电解处理含油废水的方法,主要适用于机加工工业中冷却润滑液在化学絮凝后的二级处理。国内外使用较多的是小间隙 ( 1mm ) 高流速旋转电极装置,但此种方法存在着阳极钝化问题。电絮凝法具有处理效果好、占地面积小、操作简单、浮渣量相对较少等优点,但是它存在阳极金属消耗量大、需要大量盐类作辅助药剂、耗电量高、运行费用较高等缺点。
7、磁分离法:将磁性颗粒与含油废水混合,油珠被磁性粒子吸附,然后用磁分离装置将含油磁粒分离,污水便可得到净化。针对钢铁企业废水含有氧化铁皮磁性颗粒的特点,已研制出高梯度磁分离器和磁过滤器等装置,不仅可除去废水中悬浮物的油,还有一定的防垢除藻作用。但因设备昂贵,动力消耗大,磁种回收循环使用困难,应用尚不广泛。
8、水力旋流:属于离心沉降,利用不同密度、不互溶的两相在水力旋流器中高速旋转时相对产生的离心力的差异而达到分离的目的。这种分离器比传统的分离器处理效率高、占地少、结构简单,可单级和多级串联使用。其缺点是高流速产生的紊流将部分分散油剪碎,使之成为更细的分散物,从而使分离效率降低。其次运转费用很高。
9、膜分离方法:膜分离法是 S.Sourirajan 所开拓并在近 40 多年迅速发展起来的分离技术,用超滤法处理原油废水以及结合盐析用反渗透法处理乳状液废水的研究已有不少报道,若采用反渗透和超滤联合处理,则在除油的同时还可降低 COD 和 BOD 。膜分离技术关键是膜组件的选择。
膜处理流程:
原水     隔油池     气浮池或过滤     膜处理设备     排水
膜分离法介绍:
膜分离法处理含乳化油废水是近几十年发展起来的,主要有微滤(MF) 、纳滤(NF) 、超滤(UF) 及反渗透(RO) 法。膜分离法适合于除去废水中的稳定的乳化油和分散油,在预处理时需要除去水中的颗粒较大的浮油和分散油,这对于通道很薄的膜处理设备尤为重要。 膜材料的选择也十分重要,常用的疏水膜有聚四氟乙烯(PTFE) 、聚偏二氟乙烯(PVDF) 和聚乙烯( PP) 等。亲水膜有纤维素酯、聚砜、聚醚砜、聚砜/ 聚醚砜(PSF/ FES) 、聚酰亚胺/ 聚醚酰亚胺(PI/ PEI) 、聚酯肪酰胺(PA) 、聚炳烯腈等具有亲水基团的高分子聚合物,以及如Al2O3 ,TiO2 和ZrO2等陶瓷膜等。膜分离法处理含油废水正从实验室研究走向实际应用阶段,并趋向于将各种膜处理方法结合或者与其他方法相结合使用。 如将超滤和微滤结合分离含油废水 ,膜分离法与电化学方法相结合等,也有将臭氧氧化作为超滤的前处理,从而延长超滤设备的使用寿。
 
综上所述,含油废水的处理方法虽然较多,但各种方法都有其局限性,在实际应用中通常是几种方法联合分级使用,使出水水质达到排放标准。
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