含油廢水處理綜述

1、含油廢水處理技術(shù)研究進(jìn)展摘要：本篇文章論述了含油廢水的性質(zhì)和危害，介紹一些目前常用的傳統(tǒng)含油廢水處理方法、原理及特點(diǎn)，并且論述了幾種含油廢水的最新研究技術(shù)。關(guān)鍵詞：含油廢水處理方法研究進(jìn)展引言：隨著社會(huì)的發(fā)展，油類逐漸侵入到水體，形成含油廢水。含油廢水來源廣，主要來源于工業(yè)生產(chǎn)和人類生活。工業(yè)含油廢水的量大，而且成分復(fù)雜，比如石油開采以及油品的加工、提煉和運(yùn)輸， 機(jī)械制造中的軋鋼水、 冷卻潤(rùn)滑液等，運(yùn)輸工業(yè)中的機(jī)車廢水、鐵路的洗油罐廢水等，洗毛廠的洗毛廢水等。生活含油廢水主要來源于食堂、飯店，相比如工業(yè)含油廢水，量比較少。對(duì)于 含 油廢 水 的 處 理 ， 首 先 應(yīng) 考 慮 盡 量 回 收

2、其 中 的 油 ， 以 便 重 復(fù) 或 循 環(huán) 使 用 ，然 后 再 根 據(jù) 其 來 源 及 油 污 的 狀 態(tài) 、成 分 ，采 取 適 當(dāng) 的 處 理 方 法 ，使 之達(dá) 到 國(guó) 家 排 放 標(biāo) 準(zhǔn) 。一： 含油廢水的性質(zhì)和危害由于含油廢水的來源廣泛，所以含油廢水的性質(zhì)和差異也很大。一般情況下，含油廢水的含油量為幾十到幾千mg/l ，甚至高達(dá)數(shù)萬 mg/l 。而含油廢水中的油的類型可分為輕碳?xì)浠衔?，重碳?xì)浠衔?，燃油，焦油，?rùn)滑油，脂肪油和清洗用化合物。 油在水體中的形態(tài)也多種多樣，并極易受到水體的性質(zhì)、 水中存在的其他化合物的影響。 根據(jù)含油廢水在水中的形態(tài)，可以分為浮油、 分散油、 乳

3、化油和溶解油。 浮油的粒徑較大， 一般大于 100， 占總油量的 70%80%。分散油的粒徑在10010，在兩小時(shí)內(nèi)難以浮上水面的油珠，懸浮于水中。乳化油的油滴粒徑小于10，油滴之間難以合并，長(zhǎng)期保持穩(wěn)定，難以分離。溶解油以化學(xué)形式溶解于水中，粒徑在0.1 以下，甚至可以小到幾納米，很難分離。含油廢水一般都具有很高的cod 值，有一定的色度和氣味，易燃，易氧化分解，難溶于水的特點(diǎn)。 含油廢水排入水體造成嚴(yán)重的影響，水面油膜厚度大于 1時(shí)就會(huì)隔絕空氣與水體間的氣體交換，導(dǎo)致水體溶解氧下降， 產(chǎn)生惡臭，造成水質(zhì)惡化，水中生物因缺氧而死亡，并導(dǎo)致魚類、貝類等變味而不可使用。海上鳥類體表黏上溢油，會(huì)喪

4、失飛行功能，甚至造成鳥類死亡。另外，含油廢水也會(huì)污染大氣，影響農(nóng)作物生長(zhǎng)。含油廢水對(duì)水圈、生物圈、大氣圈造成的嚴(yán)重污染和破壞，危害人體健康和生存環(huán)境， 含油廢水治理是當(dāng)今急需要解決的問題，對(duì)人類生存和可持續(xù)發(fā)展有重要意義。二： 目前常用的傳統(tǒng)處理含油廢水方法1：物理法含油廢水的物理處理方法主要包括：重力分離法，過濾法，離心分離法等。a：重力分離法典型的初級(jí)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(dòng)狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)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(dòng)狀態(tài)及流體的粘度。 重力法的特點(diǎn)是

5、： 能接受任何濃度的含油廢水，同時(shí)去除大量的污油和懸浮物等， 但在處理出水時(shí)往往達(dá)不到排放標(biāo)準(zhǔn)。在穩(wěn)定的流速和油含量情況下，通常作為二級(jí)處理的預(yù)處理。常用的設(shè)備是隔油池，包括平流隔油池、斜板隔油池， 波紋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專用撇渣器撇出， 而小型隔油池可以采用人工撇油。重力分離法是應(yīng)用最廣、最實(shí)用的一種油水分離法，適用于去除廢水中的浮油，部分分散油、重油等與水不溶解的有害物質(zhì)，但不能去除水中的溶解油和乳化油。b：過濾法將廢水通過設(shè)有孔眼的裝置或通過由某種顆粒介質(zhì)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(zhì)得以去除。常

6、用的過濾方法有 3種: 分層過濾、隔膜過濾和纖維介質(zhì)過濾。 常用的層濾工藝是硅藻土過濾和砂濾。 膜過濾法又稱為膜分離法， 是近20年發(fā)展起來的新型工藝， 將在下面詳細(xì)介紹。c：離心分離法使裝有含油廢水的容器高速旋轉(zhuǎn), 形成離心力場(chǎng) , 因固體顆粒、油珠與廢水的密 度不同 , 受到的離心力也不同 , 達(dá)到從廢水中去除固體顆粒、油珠的方法。常用的設(shè)備是水力旋流分離器， 由于其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)， 旋流脫油技術(shù)已在發(fā)達(dá)國(guó)家含油廢水處理特別是在海上石油開采平臺(tái)上成為不可替代的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備。該法主要用來分離分散油， 對(duì)乳化油的分離效果不太好。離心分離法設(shè)備體積小、 除油效率高，但高流速產(chǎn)生的紊流容易將部分分散油剪碎

7、，而且運(yùn)行費(fèi)用高， 因此常用于處理水量少，占地受限制的場(chǎng)合，如海上采油平臺(tái)、油船等。2：浮選法又稱氣浮法 , 該法是在水中通入空氣或其他氣體產(chǎn)生微細(xì)氣泡, 使水中的一些 細(xì)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(dāng)?shù)钠灿推鲗⒂推踩ァ?該法主要用于處理隔油池處理后殘留于水中粒經(jīng)為 1060的分散油、乳化油及細(xì)小的懸浮固體物, 出水的含油質(zhì)量濃度可降至 2030 mg/l 。根據(jù)產(chǎn)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(yīng)用最多的是加壓溶氣氣浮法。氣浮法處理含油廢水工藝成熟，油水分離效果好且穩(wěn)定，缺點(diǎn)是浮渣難

8、處理。3：生化法利用微生物使部分有機(jī)物 （包括油類） 作為營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)所吸收轉(zhuǎn)化合成為微生物體內(nèi)有機(jī)成分或增值成新的微生物，其余部分被微生物氧化分解成簡(jiǎn)單無機(jī)或有機(jī)物質(zhì)， 如 co2,h2o 等，從而使廢水得到凈化。 含油廢水中的有機(jī)物多以溶解態(tài)和乳化態(tài)存在， bod5 較高，利于生物的氧化作用。 生物法從微生物對(duì)氧的需求上可分為好氧生物和厭氧生物兩大類，從過程形式上可分為活性污泥法、生物膜法和氧化塘等?；钚晕勰喾ㄌ幚硇Ч?, 主要用于處理要求高而水質(zhì)穩(wěn)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(gòu)成了穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)。 但是, 由于附著

9、在載體表面的微生物量較難控制 , 因而在運(yùn)轉(zhuǎn)操作上靈活性差, 而且容積負(fù)荷有限。 生化法主要用于去除廢水中的溶解油。4：化學(xué)法又稱藥劑法 , 是投加藥劑由化學(xué)作用將廢水中的污染物成分轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì), 使廢水得到凈化的一種方法。常用的化學(xué)方法有中和、沉淀、混凝、氧化還原等。 對(duì)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(tuán)與帶負(fù)電荷的乳化油產(chǎn)生電中和, 油粒聚集 ,粒徑變大 , 同時(shí)生成絮狀物吸附細(xì)小油滴, 然后通過沉降或氣浮的方法實(shí)現(xiàn)油水分離。常見的絮凝劑有聚合氯化鋁、三氯化鐵、硫酸鋁、硫酸亞鐵等無機(jī)絮凝劑和丙烯酰胺、聚丙烯酰胺等有機(jī)高分子絮凝

10、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(tài)的油滴和其他細(xì)小懸浮物。5：電化學(xué)法電化學(xué)法包括電解法、 電火花法、 電磁吸附分離法和電泳法。 電解法包括電凝聚和電氣浮， 電凝聚是利用溶解性電極電解乳化油廢水，從溶解性陽(yáng)極溶解出金屬離子（一般用 al 作陽(yáng)極） ，金屬離子發(fā)生水解作用生成氫氧化物吸附凝聚廢水中的乳化油和溶解油， 然后沉淀除去油分。 電解產(chǎn)生的氣泡細(xì)小均勻因而捕獲雜質(zhì)的能力比較強(qiáng)， 去除固體雜質(zhì)和油滴效果較好， 缺點(diǎn)是電耗大、電極損耗大，單獨(dú)使用時(shí)不能達(dá)到排放要求。 電火花法是用交流電來去除廢水中乳化油和溶解油的方法。電泳法分離乳化油是利用廢水

11、中油珠表面所帶的負(fù)電荷在電場(chǎng)的作用下定向移動(dòng)從而實(shí)現(xiàn)油水分離。 不管是外加電場(chǎng)還是具有不同電極電位的材料放在一起自然形成的電場(chǎng)都可以達(dá)到目的。而電磁吸附分離法也將作為新型除油技術(shù)在下面詳細(xì)介紹。6：吸附法利用多孔固體吸附劑對(duì)含油廢水中的溶解油及其他溶解性有機(jī)物進(jìn)行表面吸附，主要用于含油廢水的深度處理。通常采用的吸附劑有活性炭、活性白土、磁鐵砂、纖維和高分子聚合物等， 采用最多的還是活性炭。 由于活性炭的吸附容量有限，成本高 , 再生困難 , 一般只用作含油廢水多級(jí)處理的最后一級(jí)處理, 效果明顯。國(guó)內(nèi)外對(duì)于新型吸附劑的研制也取得了一些有益的成果。研究發(fā)現(xiàn), 片狀石墨能吸附由海上油輪漏油事件釋放的

12、重油并易于與水分離。吸附法適用于水質(zhì)較好，含有濃度不太高的多級(jí)處理工藝的后處理，進(jìn)水含油濃度最好控制在10mg/l 左右。7：粗?；ɡ糜?、水兩相對(duì)聚結(jié)材料親和力相差懸殊的特性, 油粒被材料捕獲而滯留于材料表面和孔隙內(nèi)形成油膜, 油膜增大到一定厚度時(shí) , 在水力和浮力等作用下油膜脫落合并聚結(jié)成較大的油粒。由斯托克斯公式可知, 油粒在水中的浮升速度與油粒直徑的平方成正比。 聚結(jié)后粒經(jīng)較大的油珠則易于從水中被分離。經(jīng)過粗?；膹U水 , 其含油量及污油性質(zhì)并無變化, 只是更 容易用重力分離法將油除去。粗粒化材料可選用親油疏水的纖維狀或管板狀材料，如聚丙烯、滌綸、聚苯乙烯等。粗?；夹g(shù)可把水中510

13、的油珠完全分離，最佳分離效果可達(dá)12的油珠。8：鹽析法向乳化廢液中投加無機(jī)鹽類電解質(zhì)，去除乳化油珠外圍的水化離子、 壓縮擴(kuò)散層，減少了電位，使雙點(diǎn)層破壞。油珠間吸引力得到恢復(fù)，而相互聚合，從而達(dá)到破乳的目的。常用的電解質(zhì)是ca、mg 、al 的鹽類。不過該法油水分離時(shí)間長(zhǎng)，設(shè)備占地面積達(dá)，而且對(duì)由表面活性劑穩(wěn)定的油/ 水乳狀液的處理效果不理想。三：最新含油廢水的處理工藝1：膜分離法即膜過濾法，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，主要包括超濾、微濾和反滲透法。濾膜包括超濾膜、反滲透膜和混合濾膜等。 膜材料包括有機(jī)膜和無機(jī)膜兩種, 常見的有機(jī)膜有醋酸纖維膜、 、聚

14、丙烯膜等 , 常用的無機(jī)膜有陶瓷膜、 氧化鋁、氧化鈷等。隨著膜科學(xué)的飛速發(fā)展 ,膜過程處理乳化油污水已逐步被人們接受并在工業(yè)中應(yīng)用。膜分離法合適高濃度的乳化油廢水處理， 但采用膜分離前必須先對(duì)含油廢水預(yù)處理，降低進(jìn)水的污染物含量，使進(jìn)水水質(zhì)能保證膜元件在一定時(shí)間內(nèi)穩(wěn)定運(yùn)行，不產(chǎn)生膜污染。 膜使用一定時(shí)間后要采取清洗方法再生。隨著新型膜材料的開發(fā)， 膜分離是一項(xiàng)有發(fā)展前途的處理技術(shù)。其發(fā)展趨勢(shì)是各種膜處理技術(shù)相結(jié)合或與其他方法相結(jié)合，以達(dá)最佳處理效果。2：電磁吸附分離法是使磁性顆粒與油 / 水乳狀液廢水相摻混，在其吸附過程中，利用油珠的磁化效應(yīng)，再通過磁性過濾裝置將油分去除。常用的磁性粉末有磁鐵

15、礦和鐵氧體兩類。目前，該方法已經(jīng)在含油廢水處理中占有一席之位，其技術(shù)還有待進(jìn)一步完善和發(fā)展，前景廣闊。3：聲波、微波和超聲波脫水技術(shù)聲波可加速水珠聚結(jié) , 提高原油脫水效率 ; 超聲波可降低能耗和減少破乳劑用量; 而微波在降低乳狀液穩(wěn)定性的同時(shí) , 還可加熱乳狀液 , 進(jìn)一步促進(jìn)水滴的聚結(jié), 在解決我國(guó)東部老油田因三采等引起的原油性質(zhì)復(fù)雜的深度脫水問題方面具有很好的應(yīng)用前景。微波是指頻率為 300 mhz300 ghz的電磁波。微波水處理技術(shù)是把微波場(chǎng)對(duì)單相流和多相流物化反應(yīng)的強(qiáng)烈催化作用、穿透作用、選擇性供能及其殺滅微生物的功能用于水處理的一項(xiàng)新型技術(shù)。超聲波是一種高頻機(jī)械波, 具有能量集中

16、、 穿透力強(qiáng)等特點(diǎn)。 超聲波在水中可以發(fā)生凝聚效應(yīng)、空穴或空化效應(yīng)。當(dāng)超聲波通過含有污水的溶液時(shí), 造成微小油滴與水一起振動(dòng)。 但由于大小不同的粒子具有不同的相對(duì)振動(dòng)速度、油滴將會(huì)相互碰撞、 粘合, 使油滴的體積增大。 隨后, 由于粒子已變大、 不能隨聲波振動(dòng) ,只作無規(guī)則運(yùn)動(dòng)。最后水中小油滴凝聚并上浮, 油水分離效果良好。超聲處理乳化油污水時(shí) , 必須以先通過實(shí)驗(yàn) , 以確定最佳的聲波頻率 , 否則可能出現(xiàn)超聲粉碎效應(yīng) , 影響處理效果。目前, 國(guó)內(nèi)外學(xué)者利用超聲波技術(shù)降解水中的污染物已多達(dá)幾十種 , 但所研究的對(duì)象多為單組分模擬體系, 而實(shí)際污水中常含有多種污染物, 因此超聲波技術(shù)在實(shí)際污

17、水處理中的適用性如何還有待進(jìn)一步的研究。此外,目前有關(guān)利用超聲波技術(shù)降解水中污染物的研究大多屬于實(shí)驗(yàn)室階段, 且由于聲化學(xué)反應(yīng)過程的降解機(jī)理、反應(yīng)動(dòng)力學(xué)及反應(yīng)器的設(shè)計(jì)放大等方面的研究開展得很不充分 , 目前還難以實(shí)現(xiàn)工程化。4：高級(jí)氧化法 20世紀(jì)80年代發(fā)展形成的處理有毒污染物技術(shù)，特點(diǎn)是通過反應(yīng)產(chǎn)生羥基自由基，該自由基具有極強(qiáng)的氧化性， 通過自由基反應(yīng)能夠?qū)⒂袡C(jī)污染物有效地分解，甚至徹底轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)，如co2 ，h2o等。該法具有極強(qiáng)的氧化能力，反應(yīng)速度快，反應(yīng)徹底，操作條件已控制等優(yōu)點(diǎn)，引起世界各國(guó)的重視，并相繼開展了這方面的研究和開發(fā)工作。在氧化法中， 超臨界水氧化技術(shù)是近年來發(fā)展迅

18、速的高新技術(shù)。具有反應(yīng)迅速，處理效率高和過程封閉性好等特點(diǎn)。它是將水中有機(jī)污染物在超臨界水中氧化分解成 co2 ，h2o 等小分子化合物。 當(dāng)水處于超臨界條件時(shí) （tc=374.3攝氏度，pc=22.1mpa ） ，能與有機(jī)物和氧氣以任何比例互溶。利用此性質(zhì)，將有機(jī)廢水加熱至超臨界狀態(tài)， 此時(shí)廢水中有機(jī)物均溶解在超臨界水中，可在短時(shí)間內(nèi)對(duì)有機(jī)物達(dá)到很好的破壞作用。 但高壓反應(yīng)器存在較嚴(yán)重的腐蝕現(xiàn)象，是該技術(shù)工業(yè)化需要解決的主要問題之一。光催化氧化降解法是目前研究處理含油廢水的另一高級(jí)氧化技術(shù)，半導(dǎo)體催化氧化法具有很強(qiáng)的氧化能力，tio2是一種價(jià)廉、 穩(wěn)定性好、 催化活性高的常用光催化劑。利用空

19、心玻璃球負(fù)載tio2清除水面漂浮的油層， 去除率可達(dá) 90% 以上。光催化氧化具有具有在常溫常壓下使多種難降解有機(jī)物降解為co2 ，h2o ，不會(huì)造成二次污染，越來越受到重視，其研究具有深遠(yuǎn)意義。四：結(jié)論綜上所述，含油廢水的處理方法已經(jīng)越來越多樣，相應(yīng)的研究與開發(fā)也越來越成熟。 但各種方法在一定程度上都存在著其局限性，甚至有些工藝還尚未成熟，因此在今后的含油廢水處理研究中，要逐漸改進(jìn)傳統(tǒng)工藝的不足， 把現(xiàn)有的工藝聯(lián)合使用， 利用多級(jí)處理工藝， 規(guī)避局限性， 同時(shí)積極開發(fā)新型的含油廢水處理工藝。此外，加強(qiáng)對(duì)過濾材料，膜材料等的研究開發(fā)，將一些有用工業(yè)廢棄物研究成除油藥劑。 同時(shí)注重清潔生產(chǎn)， 從

20、源頭減輕污染。 從而使含油廢水達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)排放。參考文獻(xiàn)：1 湛 美 , 陳 丹 ,. 固 定 化 菌 劑 處 理 含 油 廢 水 的 試 驗(yàn) 研 究 j.環(huán) 境 保 護(hù)科學(xué),2011,(5). 2 石 德 金 , 馬 騁 , 趙 天 嬌 ,. 含 油 廢 水 處 理 技 術(shù) 的 比 較 研 究 j.北 方 環(huán)境,2011,(8). 3 王瑜, 袁曄,. 含油廢水處理技術(shù) j.北方環(huán)境 ,2011,(8). 4 姜蔚然 ,. 含油廢水處理方法 j.環(huán)境科學(xué)與管理 ,2011,(8). 5 馮 超 群 , 魏 強(qiáng) , 王鋒 ,. mbr工 藝在 含油 廢水 處理 中 的 應(yīng)用 j.中 外 能源,2011,(5). 6 張三林 ,. 含油廢水處理技術(shù)及其案例分析j.中國(guó)高新技術(shù)企業(yè) ,2011,(1). 7 安曉雯 ,. 利用粉煤灰處理含油廢水 j.油氣田地面工程 ,2010,(6). 8 吳 曉 根 , 韓 永 忠 , 李 俊 , 程 偉 健 ,. 含 油 廢 水 處 理技 術(shù)