含油污水處理工藝流程圖溶氣氣浮機
含油污水處理工藝流程圖溶氣氣浮機
含油廢水主要來源于石油開采加工、石油化工、冶金及機械工業(yè)及海上運輸業(yè)。其主要成分包括：輕碳氫化合物、重碳氫化合物、燃油、焦油、潤滑油、脂肪油、蠟油脂、皂類等。含油廢水排放量非常大，國外煉油廠每加工1t油產(chǎn)生0.5～1t廢水，國內(nèi)煉油廠由于煉制重質(zhì)油多，煉制工藝復雜，每加工1t原油產(chǎn)生0.7～3.5t含油廢水。據(jù)統(tǒng)計，世界上每年至少有500～1000萬t油類通過各種途徑進入水體[1]，這不僅造成了水資源的污染、油資源的浪費，油類污染物對環(huán)境生態(tài)和人體健康的危害也已引起人們極大的關注。
含油污水處理技術按其作用原理和去除對象可分為氣浮法、吸附法、膜分離法和生物法等。凈化方法的選擇取決于含油污水的性質(zhì)、環(huán)境和經(jīng)濟的要求，本文就含油廢水處理的主要方法做一介紹。
1含油廢水的分類、特征及其危害
1.1油類在水體中的存在形態(tài)
根據(jù)含油廢水來源和油類在水中存在的形式不同，可分為浮油、分散油、乳化油和溶解油四類：
（1）浮油：以連續(xù)相的油膜漂浮于水面，形成油膜或油層。油珠顆粒較大，一般大于100μm。
（2）分散油：以微小油滴懸浮分散于水相中，不穩(wěn)定，可聚集成較大的油珠轉(zhuǎn)化為浮油，其油滴粒徑一般為10～100μm。
（3）乳狀油：由于表面活性劑的存在，油在水中呈乳狀液，體系較穩(wěn)定。油滴粒徑極微小，一般小于10μm，大部分為0.1～2μm。
（4）溶解油：以分子狀態(tài)分散于水體中形成油—水均相體系，非常穩(wěn)定，一般低于5～15mg/L。油珠粒徑非常小，有時可小到幾納米。
1.2含油廢水的特征
石油本身成分非常復雜，有烷烴、環(huán)烷烴、芳香烴及各種非烴組分如含硫化合物、含氮化合物等。而石油經(jīng)過各種特殊用途的加工所產(chǎn)生的含油廢水成分更加復雜，如燕京石油化工總公司所屬工廠排出廢水用色譜—質(zhì)譜聯(lián)檢出的有機物多達230多種，除油外，還有酚、腈、胺、有機氯化物、有機磷化物、有機酸、醛、酮等，含乳化油成分多，去除難度較大[1]。
1.3含油廢水的危害
含油廢水的危害主要表現(xiàn)在：油類物質(zhì)漂浮在水面，形成一層薄膜，能阻止空氣中的氧溶解于水中，使水中的溶解氧減少，致使水體中浮游生物等因缺氧而死亡，也妨礙水生植物的光合作用，從而影響水體的自凈作用，甚至使水質(zhì)變臭，破壞水資源的利用價值。對于魚、蝦、貝類長期在含油污水中生活將導致其肉內(nèi)含有油味，而不宜食用，嚴重時由于油膜蒙在魚鰓上影響呼吸作用，導致窒息而死亡，而且在水體表面的聚結(jié)油還有可能燃燒產(chǎn)生安全問題。
2含油廢水常用處理方法
2.1浮油的去除
對于浮油的是重力分離法，此法是一種利用油水密度差進行分離的方法，可用于去除粒徑大于60μm的較大油滴和廢水中的大部分固體顆粒。
采用重力分離法的設備是隔油池，它是利用油比水輕的特性，將油分離于水面并撇除。隔油池的形式較多，主要有平流式隔油池（API）、平行板式隔油池（PP）、波紋斜板隔油池（CPI）和壓力差自動撇油裝置等。
2.2溶解油的去除
溶解油在廢水中的含量一般較低，但隨著人們對水質(zhì)要求的提高，以及對于有特殊用途的水，可采用吸附法或生化法對溶解油進行深度處理。
（1）生化法
含油污水生化處理有活性污泥法和生物過濾法兩種，前者是在曝氣池內(nèi)利用流動狀態(tài)的絮凝體、活性污泥作為凈化微生物的載體，通過吸附、濃縮在絮凝體表面上的微生物來分解有機物。后者系在生物濾池內(nèi)，使微生物附著在固定的載體（濾料）上，污水從上而下散布，在流經(jīng)濾料表面過程中，污水中的有機物質(zhì)便被微生物吸附和分解破壞。
生化法處理含油廢水工藝成熟、運行成本低，但該法對進水水質(zhì)要求較高，主要作為深度處理工藝用于溶解油的去除。
（2）吸附法
吸附法是利用多孔固體吸附劑對含油廢水中的溶解油及其它溶解性有機物進行表面吸附。常用吸附劑活性炭不僅對油有很好的吸附性能，而且能同時有效地吸附廢水中的其它有機物，但吸附容量有限（對油一般為30～80mg/g）[2]，且成本高，再生困難，從而限制了它的應用。
尋求新的吸油劑的研究已有不少報道[3-4]。其中吸附樹脂是近年發(fā)展起來的一種新型有機吸附材料，吸附性能良好，易于再生重復使用，有望取代活性炭[5]。此外，粉煤灰、石墨、煤炭、吸油氈、陶粒、石英砂、木屑、稻草等也具有吸油性能，可用作吸附材料。吸附材料吸油飽和后，有的可再生重復使用，有的可直接用作燃料。
經(jīng)吸附法處理后出水油含量可在5mg/L甚至在1mg/L以下[6]，因此吸附法作為含油廢水的深度處理工藝有其*的優(yōu)勢。
2.3乳化油的去除
乳化油的去除是含油廢水治理的重點和難點。由于乳化液的油珠極細，其表面形成一層界膜帶有電荷，油珠外圍形成雙電層，使油珠相互排斥極難接近。因此，要使油水分離，要破壞油珠的界膜，使油珠相互接近并聚集成大滴油珠，從而浮于水面，這就叫做破乳。常用的處理乳化含油廢水的方法有：氣浮法、絮凝法、電化學法、粗粒化法、膜法。
（1）氣浮法
氣浮技術是國內(nèi)外含油廢水處理中廣泛使用的技術，其原理就是在水中通入空氣或其他氣體以產(chǎn)生微細氣泡，使水中的一些細小懸浮油珠及固體顆粒附著在氣泡上，隨氣泡一起上浮到水面形成浮渣，從而完成固、液分離。氣浮法按氣泡產(chǎn)生方式的不同，可分為鼓氣氣浮、加壓氣浮和電解氣浮等[7]。目前采用的主要是加壓氣浮法。這種方法電耗少、設備簡單、效果良好，已被廣泛應用于油田廢水、石油化工廢水、食品油生產(chǎn)廢水等的處理[8-9]。
（2）絮凝法
絮凝過程是乳化含油廢水處理的重要單元，用以去除油和懸浮雜質(zhì)過程中投加的絮凝劑對細分散和乳化油具有破穩(wěn)、凝聚和吸附“架橋”作用，將油粒間Zeta電位降低，分散的微粒聚集成較大絮體，從水中分離出來。
用于含油廢水處理既有無機絮凝劑也有有機絮凝劑。傳統(tǒng)絮凝劑如鋁鹽和鐵鹽等，投加量大、污泥產(chǎn)生量多，逐漸被近年來出現(xiàn)的高分子絮凝劑取代。無機高分子絮凝劑如聚硫酸鐵、聚氯化鋁等[10]，有機高分子凝聚劑如聚丙烯酰胺、丙烯酰胺等[11]具有用量少、效率高的特點，逐漸成為主流。目前絮凝劑的發(fā)展方向有可能是無機物、有機物進行共聚而生成的一種新型高聚物，使它既具有中和電荷作用，又具有長鏈大分子強烈的拖拉、網(wǎng)捕作用而生成為新生代的高效混凝劑[12]。
絮凝法處理含油廢水，在適宜條件下COD的去除率可達50%～87%，油去除率可達80%～93%，但存在廢渣及污泥多和難處理的問題。
（3）電化學法
電解法包括電解凝聚吸附法和電解浮上法。電解凝聚吸附是利用溶解性電極電解乳化油廢水。從溶解性陽極（Fe或A1）溶解出金屬離子。金屬離子發(fā)生水解作用生成氫氧化物吸附、凝聚乳化油和溶解油，然后沉降除去油分。電解浮上分離法是利用不溶性電極電解乳化油和溶解油廢水，利用電解分解作用和初生態(tài)的微小氣泡的浮上作用，破壞乳化油，并使油珠附著在氣泡上浮上去除[13]。
電解法處理含油廢水有處理效果好、占地面積小、浮渣量相對較少等優(yōu)點，但它存在陽極金屬消耗量大、耗電量高、運行費用較高等缺點。因此一般只適用于處理小規(guī)模的乳化油廢水。
（4）膜分離法
含油污水中油的存在狀態(tài)是選擇膜的首要依據(jù)。若油水體系中的油是以浮油和分散油為主，則一般選擇孔徑在10～100μm之間的微孔膜；而水體中的油是因有表面活性劑等使油滴乳化成穩(wěn)定的乳化油和溶解油，這樣油珠之間難以相互黏結(jié)，則需采用親水或親油的超濾膜分離，一則是因為超濾膜孔徑遠小于10μm，二則是超細的膜孔有利于破乳或有利于油滴聚結(jié)。
目前處理含油污水的膜有有機膜和無機膜。有機膜存在機械強度低，滲透率低，容易堵塞等缺點限制了其應用。近幾十年來無機膜在含油廢水處理領域得到了迅速的發(fā)展[14-15]。復合膜是把親水的無機材料加入到有機膜材料中制成的，它基本克服了有機膜和無機膜的缺點，是目前膜分離領域的熱點[16-17]。
采用膜法處理含油廢水，無需破乳，直接實現(xiàn)油水分離、工藝流程簡單，處理效果好，但處理量較小，不太適于大規(guī)模廢水處理，而且過濾器容易堵塞，運行成本較高。
（5）粗?；?/span>
粗?；ǎㄒ嘟芯劢Y(jié)法）是使含油廢水通過一種填有粗?；牧系难b置，使污水中的微細油珠聚結(jié)成大顆粒，達到油水分離的目的。本法適用處理分散油和乳化油。其技術關鍵是粗粒化材料。粗?；牧系姆N類有很多，有無機的分子篩、沸石、石英砂、活性炭、陶粒、煤粒等；有機的有聚丙烯、滌綸、尼龍、聚苯乙烯、聚氨酯等。還有將無機和有機結(jié)合制成的復合型材料，也有較好的除油效果。粗?；牧贤庑慰勺龀闪睢⒗w維狀、管狀或膠結(jié)狀。
