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污水处理技术篇:水中含油废水处理解决方法

发表时间:2022-09-19 | 作者:贝博

  含油废水的性质和危害,介绍一些目前常用的传统含油废水处理方法、原理及特点,并且论述了几种含油废水的最新研究技术。

  引言:随着社会的发展,油类逐渐侵入到水体,形成含油废水。含油废水来源广,主要来源于工业生产和人类生活。工业含油废水的量大,而且成分复杂,比如石油开采以及油品的加工、提炼和运输,机械制造中的轧钢水、冷却润滑液等,运输工业中的机车废水、铁路的洗油罐废水等,洗毛厂的洗毛废水等。生活含油废水主要来源于食堂、饭店,相比如工业含油废水,量比较少。对于含油废水的处理,首先应考虑尽量回收其中的油,以便重复或循环使用,然后再根据其来源及油污的状态、成分,采取适当的处理方法,使之达到国家排放标准。

  由于含油废水的来源广泛,所以含油废水的性质和差异也很大。一般情况下,含油废水的含油量为几十到几千mg/l,甚至高达数万mg/l。而含油废水中的油的类型可分为轻碳氢化合物,重碳氢化合物,燃油,焦油,润滑油,脂肪油和清洗用化合物。油在水体中的形态也多种多样,并极易受到水体的性质、水中存在的其他化合物的影响。根据含油废水在水中的形态,可以分为浮油、分散油、乳化油和溶解油。浮油的粒径较大,一般大于100μΜ,占总油量的70%~80%。分散油的粒径在100~10μΜ,在两小时内难以浮上水面的油珠,悬浮于水中。乳化油的油滴粒径小于10μΜ,油滴之间难以合并,长期保持稳定,难以分离。溶解油以化学形式溶解于水中,粒径在0.1μΜ以下,甚至可以小到几纳米,很难分离。

  含油废水一般都具有很高的COD值,有一定的色度和气味,易燃,易氧化分解,难溶于水的特点。含油废水排入水体造成严重的影响,水面油膜厚度大于1μΜ时就会隔绝空气与水体间的气体交换,导致水体溶解氧下降,产生恶臭,造成水质恶化,水中生物因缺氧而死亡,并导致鱼类、贝类等变味而不可使用。海上鸟类体表黏上溢油,会丧失飞行功能,甚至造成鸟类死亡。另外,含油废水也会污染大气,影响农作物生长。

  含油废水对水圈、生物圈、大气圈造成的严重污染和破坏,危害人体健康和生存环境,含油废水治理是当今急需要解决的问题,对人类生存和可持续发展有重要意义。

  含油废水的物理处理方法主要包括:重力分离法,过滤法,离心分离法等。a:重力分离法

  或流动状态下实现油珠、悬浮物与水分离。分散在水中的油珠在浮力作用下缓慢上浮、分层,油珠上浮速度取决于油珠颗粒的大小,油与水的密度差,流动状态及流体的粘度。重力法的特点是:能接受任何浓度的含油废水,同时去除大量的污油和悬浮物等,但在处理出水时往往达不到排放标准。在稳定的流速和油含量情况下,通常作为二级处理的预处理。常用的设备是隔油池,包括平流隔油池、斜板隔油池,波纹斜板隔油池及小型隔油池等。隔油池水面的浮油可用集油管排出或采用专用撇渣器撇出,而小型隔油池可以采用人工撇油。重力分离法是应用最广、最实用的一种油水分离法,适用于去除废水中的浮油,部分分散油、重油等与水不溶解的有害物质,但不能去除水中的溶解油和乳化油。b:过滤法

  将废水通过设有孔眼的装置或通过由某种颗粒介质组成的滤层,利用其截留、筛分、惯性碰撞等作用使废水中的悬浮物和油分等有害物质得以去除。常用的过滤方法有3种:分层过滤、隔膜过滤和纤维介质过滤。常用的层滤工艺是硅藻土过滤和砂滤。膜过滤法又称为膜分离法,是近20年发展起来的新型工艺,将在下面详细介绍。c:离心分离法

  使装有含油废水的容器高速旋转,形成离心力场,因固体颗粒、油珠与废水的密度不同,受到的离心力也不同,达到从废水中去除固体颗粒、油珠的方法。常用的设备是水力旋流分离器,由于其独特的优势,旋流脱油技术已在发达国家含油废水处理特别是在海上石油开采平台上成为不可替代的标准设备。该法主要用来分离分散油,对乳化油的分离效果不太好。离心分离法设备体积小、除油效率高,但高流速产生的紊流容易将部分分散油剪碎,而且运行费用高,因此常用于处理水量少,占地受限制的场合,如海上采油平台、油船等。

  又称气浮法,该法是在水中通入空气或其他气体产生微细气泡,使水中的一些细小悬浮油珠及固体颗粒附着在气泡上,随气泡一起上浮到水面形成浮渣(含油泡沫层),然后使用适当的撇油器将油撇去。该法主要用于处理隔油池处理后残留于水中粒经为10~60μΜ的分散油、乳化油及细小的悬浮固体物,出水的含油质量浓度可降至20~30mg/l。根据产生气泡的方式不同,气浮法又分为加压气浮、鼓气气浮、电解气浮等,其中应用最多的是加压溶气气浮法。气浮法处理含油废水工艺成熟,油水分离效果好且稳定,缺点是浮渣难处理。

  利用微生物使部分有机物(包括油类)作为营养物质所吸收转化合成为微生物体内有机成分或增值成新的微生物,其余部分被微生物氧化分解成简单无机或有机物质,如CO2,H2O等,从而使废水得到净化。含油废水中的有机物多以溶解态和乳化态存在,BOD5较高,利于生物的氧化作用。生物法从微生物对氧的需求上可分为好氧生物和厌氧生物两大类,从过程形式上可分为活性污泥法、生物膜法和氧化塘等。活性污泥法处理效果好,主要用于处理要求高而水质稳定的废水。

  生物膜法与活性污泥法相比,生物膜附着于填料载体表面,使繁殖速度慢的微生物也能存在,从而构成了稳定的生态系统。但是,由于附着在载体表面的微生物量较难控制,因而在运转操作上灵活性差,而且容积负荷有限。生化法主要用于去除废水中的溶解油。

  又称药剂法,是投加药剂由化学作用将废水中的污染物成分转化为无害物质,使废水得到净化的一种方法。常用的化学方法有中和、沉淀、混凝、氧化还原等。对含油废水主要用混凝法。混凝法是向含油废水中加入一定比例的絮凝剂,在水中水解后形成带正电荷的胶团与带负电荷的乳化油产生电中和,油粒聚集,粒径变大,同时生成絮状物吸附细小油滴,然后通过沉降或气浮的方法实现油水分离。常见的絮凝剂有聚合氯化铝、三氯化铁、硫酸铝、硫酸亚铁等无机絮凝剂和丙烯酰胺、聚丙烯酰胺等有机高分子絮凝剂,不同的絮凝剂的投加量和pH值适用范围不同。此法适合于靠重力沉降不能分离的乳化状态的油滴和其他细小悬浮物。

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