含油污水的產量大，涉及的范圍大，例如石油開采、石油煉制、石油化工、油品貯運、油輪事故、 輪船航運、車輛清洗、機械制造、食品加工等過程中均會產生含油污水。油污染作為一種常見的污染,對環境保護和生態平衡危害很大。當今油水分離技術較多,常用的方法有重力分離法、空氣浮 選法、粗粒化法、過濾法、吸附法等技術。
油類物質在廢水中通常以三種狀態存在。
(1)浮上油:油滴粒徑大于100μm，易于從廢水中分離出來。油品在廢水中分散的顆粒較大，粒徑大于100微米,易于從廢水中分離出來。在石油污水中，這種油占水中總含油量60～80％。
(2)分散油:油滴粒徑介于10一100μm之間，懇浮于水中。
(3)乳化油：油滴粒徑小于10μm，油品在廢水中分散的粒徑很小，呈乳化狀態，不易從廢水中分離出來。
一、含油廢水處理方法
1.重力分離法
重力分離法是典型的初級處理方法,是利用油和水的密度差及油和水的不相溶性,在靜止或流動狀態下實現油珠、懸浮物與水分離。分散在水中的油珠在浮力作用下緩慢上浮、分層,油珠上浮速度取決于油珠顆粒的大小,油與水的密度差, 流動狀態及流體的粘度。
2.過濾法
過濾法是將廢水通過設有孔眼的裝置或通過由某種顆粒介質組成的濾層,利用其截留、篩分、慣性碰撞等作用使廢水中的懸浮物和油分等有害 物質得以去除。常用的過濾方法有3種:分層過 濾、隔膜過濾和纖維介質過濾。
膜過濾法又稱為膜分離法,是利用微孔膜 將油珠和表面活性劑截留,主要用于除去乳化油 和某些溶解油。濾膜包括超濾膜、反滲透膜和混 合濾膜等。膜材料包括有機膜和無機膜兩種,常 見的有機膜有醋酸纖維膜、聚砜膜、聚丙烯膜等, 常用的無機膜有陶瓷膜、氧化鋁、氧化鈷、氧化鈦 等。乳化油處于穩定狀態,用物理方法或者化學 方法很難將其分離。隨著膜科學的飛速發展,膜過程處理乳化油污水已逐步被人們接受并在工業中應用。
3.浮選法
浮選法,又稱氣浮法,是國內外正在深入研究 與不斷推廣的一種水處理技術。該法是在水中通 入空氣或其他氣體產生微細氣泡,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(含油泡沫層),然后使用適當的撇油器將油撇去。該法主要用于處理隔 油池處理后殘留于水中粒經為10~60μm的分散油、乳化油及細小的懸浮固體物,出水的含油質量 濃度可降至20~30 mg/L。根據產生氣泡的方式不同,氣浮法又分為加壓氣浮、鼓氣氣浮、電解氣 浮等,其中應用多的是加壓溶氣氣浮法。
4.生物氧化法
生物氧化法是利用微生物的生物化學作用使 廢水得到凈化的一種方法。油類是一種烴類有機 物,可以利用微生物的新陳代謝等生命活動將其分解為二氧化碳和水。含油廢水中的有機物多以溶解態和乳化態存在,BOD5較高,利于生物的氧化作用。對于含油質量濃度在30~50 mg/L以 下、同時還含有其他可生物降解的有害物質的廢 水,常用生化法處理,主要用于去除廢水中的溶解油。含油廢水常見的生化處理法有活性污泥法、 生物過濾法、生物轉盤法等。活性污泥法處理效 果好,主要用于處理要求高而水質穩定的廢水。生物膜法與活性污泥法相比,生物膜附著于填料載體表面,使繁殖速度慢的微生物也能存在,從而 構成了穩定的生態系統。但是,由于附著在載體表面的微生物量較難控制,因而在運轉操作上靈活性差,而且容積負荷有限。
5.化學法
化學法又稱藥劑法,是投加藥劑由化學作用將廢水中的污染物成分轉化為無害物質,使廢水得到凈化的一種方法。常用的化學方法有中和、沉淀、混凝、氧化還原等。對含油廢水主要用混凝 法。混凝法是向含油廢水中加入一定比例的絮凝 劑,在水中水解后形成帶正電荷的膠團與帶負電荷的乳化油產生電中和,油粒聚集,粒徑變大,同時生成絮狀物吸附細小油滴,然后通過沉降或氣浮的方法實現油水分離。常見的絮凝劑有聚合氯 化鋁(PAC)、三氯化鐵、硫酸鋁、等無機絮凝劑和丙烯酰胺、聚丙烯酰胺(PAM)等有機高 分子絮凝劑,不同的絮凝劑的投加量和pH值適用范圍不同。此法適合于靠重力沉降不能分離的 乳化狀態的油滴和其他細小懸浮物。
6.吸附法
吸附法是利用親油性材料,吸附廢水中的溶 解油及其他溶解性有機物。常用的吸油材料是 活性炭,可吸附廢水中的分散油、乳化油和溶解油。由于活性炭的吸附容量有限(對油一般為30 ~80 mg/g),成本高,再生困難,一般只用作含油 廢水多級處理的級處理,出水含油質量濃 度可降至0.1~0.2 mg/L。
二、含油廢水處理工藝應用現狀
對含油廢水的處理,主要依據各種處理方法原理及優缺點,針對所處理的工業廢水水質情況采取不同的處理工藝。
1.煉油廢水
煉油廠和石油化工廠的廢水中都含有相當量的油污,主要有油脂、皂腳、油腳等有機物以及酸、堿、鹽和固體懸浮物。 經隔油處理后,含油量仍有100～200 mg/ L ,基本上以乳化油、分散油和溶解油的形式存在,也有懸浮性固體(SS) 、溶解性的有機物質,硫化物和NH3 - N 等。 國內多采用隔油-混凝氣浮-生化“老三套”處理工藝,該工藝技術成熟、適應性強且穩定可靠,但占地面積大,投資費用高,難為中、小企業所接受。 隨著生產工藝的發展和出水水質要求的提高,“老三套”處理工藝急需改進。 通常的改進是在原有工藝的基礎上增加深度處理裝置,如以活性炭或焦炭吸附作為出水的深度處理,出水水質好,也有采用兩級氣浮的改進工藝。
2.機車廢水
鐵路機車車輛工廠、機務段、車輛段和洗灌站等都排放大量的含油廢水,成為鐵路治理的重點和難點。 而公路運輸業中主要是城市汽車的保養與修理過程中產生大量的含油廢水,對環境污染大。 對機車廢水采用傳統的混凝-氣浮法,成本較高,混凝生成的絮體部分解體,隨水流出,使處理效果達不到排放標準;電解-氣浮法,由于電解受許多因素的影響,而廢水的水量和濃度又經常發生變化,常使電解量與廢水中的污染物量不匹配,使處理效果較差,達不到排放標準。 目前普遍采用隔油-氣浮-澄清過濾工藝,或者調節沉淀-混凝沉淀-砂濾工藝。
3.冶金及機械加工制造業含油廢水
主要包括各種金屬加工制造過程中所產生的含油廢水,含有大量懸浮物和油類,有時形成混合物,鋼廠的熱軋含油廢水便是其中非常重要的一類。 國內熱軋廠的濁環水處理流程由鐵皮坑、除油池、旋流沉淀池、二沉池、過濾器及冷卻塔(涼水池) 等構筑物搭配組合,因生產工藝的要求和回用水質指標的不同而不同。 傳統常用的是三段式處理流程冷卻塔-熱軋車間-旋流沉淀池-平流沉淀池-壓力過濾器-冷卻塔和采用機械排油裝置,此種工藝不能去除乳化油,易造成過濾器內濾料堵塞、板結,嚴重影響生產,目前對此種工藝的改造研究較多。
4.其他含油廢水
餐飲行業的迅速發展使其排放的廢水量越來越大且含有較高濃度的動植物油及固體懸浮物,成為一個重要的水污染源。一般采用化學破乳-重力分離法來處理此類含油廢水,常用的破乳劑有聚合硫酸鐵、腐植酸鈉和聚丙烯酰胺。玻璃廠油罐區和機修車間等會產生含油廢水,雖然水量不大,但污染極大。 普遍采用隔油池-油水分離器-氣浮工藝去除此類廢水。涂料含油廢水主要來自涂料生產過程中的漂油車間,含乳化油、皂化物和油脂等,經回收皂液后仍含大量乳化油。目前常采用隔油-絮凝氣浮-生化處理的工藝流程。
