含油廢水處理方法綜述
行業(yè)動態(tài)
水的污染是一個十分復(fù)雜的問題，污染源眾多，污染程度千差萬別，從而導(dǎo)致水處理也是一個十分復(fù)雜的工程，要解決水污染問題，首先就需要了解水體的各種污染源，就本文題目而言，含油廢水是一種常見的、能給人類社會帶來較嚴(yán)重的環(huán)境污染；為此，國內(nèi)外均特別重視對含油廢水的處理。
1 含油廢水來源、危害及分類
含油廢水的來源很廣，其中主要有石油工業(yè)的煉油廠含油廢水、鐵路機務(wù)段的洗油罐含油廢水、拆船廠的油貨輪含油廢水、油輪壓艙水、洗艙水、機械切削加工的乳化油廢水、以及餐飲業(yè)、食品加工業(yè)、洗車業(yè)排放的含油廢水等。
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，也防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(dǎo)致其肉內(nèi)含有油味，而變味不宜食用，嚴(yán)重時由于油膜蒙在魚鰓上而影響呼吸作用，導(dǎo)致室息而死亡，而且在水體表面的聚結(jié)油還有可能燃燒而產(chǎn)生安全問題，因此，含油污水必須經(jīng)過適當(dāng)?shù)奶幚砗蟛拍芘欧拧?/span>
根據(jù)含油廢水來源和油類在水中的存在形式不同，可分為浮油、分散油、乳化油和溶解油四類：
（1）浮油：以連續(xù)相漂浮于水面，形成油膜或油層這種油的油滴粒徑較大，一般大于100um。
（2）分散油：以微小油滴懸浮于水中，不穩(wěn)定，經(jīng)靜置一定時間后往往變成浮油，其油滴粒徑為10～100m。
（3）乳化油：水中往往含有表面活性劑使油成為穩(wěn)定的乳化液，油滴粒徑極微小，一般小于10μm，大部分為0.1～2μm。
（4）溶解油：是一種以化學(xué)方式溶解的微粒分散油，油粒直徑比乳化油還要細(xì)，有時可小到幾納米。
2 含油廢水的處理方法
微細(xì)的油珠分散于水中形成水一油乳化液，由于乳化液的油珠極細(xì)，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，首先要破壞油珠的界膜，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，常用的破乳方法有高壓電場法、藥劑法、離心法、超濾法等。
2.1 破乳方法
2.1.1 高壓電場法
該方法是利用電場力對乳液顆粒的吸引或排斥作用，使微細(xì)油粒在運動中互相碰撞，從而破壞其水化膜及雙電層結(jié)構(gòu)，使微細(xì)油粒聚結(jié)成較大的油粒浮升于水面，達到油水分層的目的。高壓電可采用交流、直流或脈沖電源。
2.1.2 藥劑破乳法
藥劑破乳法是指向廢水中投加破乳劑，破壞油珠的水化膜，壓縮雙電層，使油珠聚集變大與水分開，藥劑破乳又分為鹽析法、凝聚法、鹽析—凝聚混合法和酸化法等。
（1）鹽析法：鹽析法是指向廢水中投加鹽類電解質(zhì)，破壞油珠的水化膜，常用的電解質(zhì)有氯化鈣、氯化鎂、氯化鈉、硫酸鈣、硫酸鎂等。
（2）凝聚法：凝聚法是指向廢水中投加絮凝劑，利用絮凝物質(zhì)的架橋作用，使微粒油珠結(jié)合成為聚合體常用的絮凝劑有明礬、聚合氯化鋁、活化硅酸、聚丙烯酰胺、硫酸亞鐵、三氯化鐵、鎂礬土等。研究表明，當(dāng)pH=8.0-9.0時，用明礬處理溶解油是有效的，而pH=8-10時，可采用硫酸亞鐵。
（3）酸化法：酸化法是向廢水中投加硫酸、鹽酸、醋酸或環(huán)烷酸等，破壞乳化液油珠的界膜，使脂肪酸皂變?yōu)橹舅岱蛛x出來，采用這種方法因降低了廢品率水的pH值，故在油水分離后需要用堿劑調(diào)節(jié)pH值，使之達到排放標(biāo)準(zhǔn)。
（4）鹽析-凝聚混合法：鹽析-凝聚混合法是指向廢水中加人鹽類電解質(zhì)，使乳化液初步破乳，再加人凝聚劑使油粒凝聚分離。
2.1.3 離心法
該法是指借助離心機械所產(chǎn)生的離心力，將油水分離，離心機有臥式和立式兩種，在離心力的作用下，水相從離心機的外層排出，油相從離心機的中部排出，離心機結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，故這種方法國內(nèi)采用得不普遍。
2.1.4 超濾法
超濾法是一種物理破乳法，它是使乳化油廢水通過超濾膜過濾器，利用超濾膜孔徑比油珠孔徑小的特點，只允許水通過，而將比膜孔徑大的油粒阻攔，從而達到乳化油水分離的目的。
以上破乳方法，以藥劑法較為常見，國內(nèi)采用較普遍，高壓電場法處于試驗階段，超濾法國內(nèi)已有使用。
2.2 破乳除油后的再處理
乳化液經(jīng)破乳除油后，一般尚需進一步處理，其處理方法、處理設(shè)備也多種多樣，概括起來可分為：
2.2.1 重力分離法
重力分離法是一種利用油水密度差進行分離的方法，此法可用于除60以上的油粒和廢水中的大部分固體顆粒，采用重力分離法較常用的設(shè)備是隔油池，它是利用油比水輕的特性，將油分離于水面并除，隔油池主要用于去除浮油或破乳后的乳化油。
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（PPI）、波紋斜板隔油池（CPI）和壓力差自動撇油裝置等。
該方法適用于浮油、分散油，且效果穩(wěn)定運行費用低，但設(shè)備占地面積大。
2.2.2 氣浮法
氣浮法是使大量微細(xì)氣泡吸附在欲去除的顆粒（油珠）上，利用氣體本身的浮力將污染物帶出水面，從而達到分離目的的方法，這是因為空氣微泡由非極性分子組成，能與疏水性的油結(jié)合在一起，帶著油滴一起上升，上浮速度可提高近千倍，所以油水分離效率很高，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，鼓氣氣浮是利用鼓風(fēng)機、空氣壓縮機等將空氣注入水中，也可利用水泵吸水管、水射器將空氣帶人水中，電解氣浮是用電解槽將水電解，利用電解形成的極微的氫氣和氧氣泡，將污染物帶出水面，加壓氣浮是在加壓條件下使空氣溶于水中，然后再恢復(fù)到常壓，利用釋放的大量微氣泡將污染物分離。
氣浮法中，目前采用的主要是加壓氣浮法，這種方法是電耗少、設(shè)備簡單、效果良好，已被廣泛應(yīng)用于油田廢水、石油化工廢水、食品油生產(chǎn)廢水等的處理工藝較為成熟。
2.2.3 吸附法
吸附法是利用親油性材料吸附水中的油，較常用的吸附材料是活性炭，它具有良好的吸油性能，可吸附廢水中的分散油、乳化油和溶解油。但吸附容量有限（對油一般為30-80mg/g），且活性炭價格較貴，再生也比較困難，因此一般只用作低濃度含油廢水處理或深度處理。
尋求新的吸油劑方面的研究，已有不少報道，其中吸附樹脂是近年來發(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(fù)使用，有可能取代活性炭此外，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(fù)使用，有的可直接用作燃料。
2.2.4 粗?；?/span>
粗?；?/span>（亦叫聚結(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(xì)油珠聚結(jié)成大顆粒，達到油水分離的目的，本法適用預(yù)處理分散油和乳化油。
其技術(shù)關(guān)鍵是粗?；牧?/span>，從材料的形狀來看，可分為纖維狀和顆粒狀；從材料的性質(zhì)來看，許多研究者認(rèn)為材質(zhì)表面的親油疏水性能是主要的，而且親油性材料與油的接觸角小于70°為好，當(dāng)含油廢水通過這種材料時，微細(xì)油粒便吸附在其表面上，經(jīng)過不斷碰撞，油珠逐漸聚結(jié)擴大而形成油膜。在重力和水流推力下，脫離材料表面而浮升于水面。粗?；牧线€可分為無機和有機兩類外形可做成粒狀、纖維狀、管狀或膠結(jié)狀聚丙烯、無煙煤、陶粒、石英砂等均可作為粗粒化填料。
粗?；脱b置具有體積小、效率高、結(jié)構(gòu)簡單、不需加藥、投資省等優(yōu)點，缺點是填料容易堵塞，因而降低除油效率。
2.2.5 膜過濾法
膜過濾法除油是利用微孔膜攔截油粒，它主要用于去除乳化油和溶解油，濾膜又可分為超濾膜、反滲透膜和混合濾膜，超濾膜的孔徑一般為0。005-0。01μm，比乳化油粒要小的多，反滲透膜的孔徑比超濾膜的還要小，因此，在受壓情況下含油廢水中的油粒無法通過濾膜而被截留下來，這兩種膜常被制成空心纖維管過濾器，以增大膜的過濾面積，混合過濾膜的孔徑在1um以上，是由親水膜和親油膜組成的。親水膜是一種經(jīng)化學(xué)處理的尼龍超細(xì)無紡布，它只允許水通過，親油膜為聚丙烯超細(xì)無紡布，它只能讓油粒通過，因此，利用混合膜過濾器便可達到水油分離的目的。
膜過濾法工藝流程簡單，處理效果好，出水一般不帶有油，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。
2.2.6 電磁吸附法
將磁性顆粒與含油廢水混合，油珠被磁性粒子吸附，然后用磁分離裝置將含油磁粒分離，污水便可得到凈化，含油磁粒再作進一步處理，此即為電磁吸附法，這種方法應(yīng)用得比較少。
2.2.7 生物氧化法
油類是一種烴類有機物，可以利用微生物將其分解氧化成為二氧化碳和水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、濃縮在絮體表面上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。
3 結(jié)束語
含油廢水的各種處理方法比較見下表：
方法名稱 | 適用范圍 | 去除粒徑/μm | 主要優(yōu)點 | 主要缺點 |
重力分離 | 浮油、分散油 | ＞60 | 效果穩(wěn)定，運行費用低 | 占地面積大 |
加壓氣浮 | 分散油、乳化油 | ＞10 | 效果好，工藝成熟 | 占地面積大，浮油難處理 |
化學(xué)凝聚 | 乳化油 | ＞10 | 效果好，工藝成熟 | 占地大，藥劑用量多，污泥難處理 |
電解 | 乳化油 | ＞10 | 除油率高，連續(xù)操作 | 裝置復(fù)雜，耗電量大，消耗大量鋁材，難大型化 |
電磁吸附 | 乳化油 | ＜60 | 除油率高，裝置占地面積小 | 耗電大，工藝未成熟 |
膜過濾 | 乳化油、溶解油 | ＜60 | 出水水質(zhì)好，設(shè)備簡單 | 膜清洗困難，操作費用高 |
砂濾 | 分散油 | ＞10 | 出水水質(zhì)好，投資少，無浮油 | 反吹操作要求較高 |
粗?；?/span> | 分散油、乳化油 | ＞10 | 設(shè)備小型化，操作簡單 | 濾料易堵，存在表面活性劑時效果差 |
活性污泥 | 溶解油 | ＜10 | 出水水質(zhì)好，基建費用低 | 進水要求高，操作費用高 |
生物濾池 | 溶解油 | ＜10 | 適應(yīng)性強，運行費用低 | 基建費用高 |
吸附 | 溶解油 | ＜10 | 出水水質(zhì)好，設(shè)備占地面積小 | 吸附劑再生困難，投資較高 |
綜上所述可以看出，含油廢水的處理方法雖然較多，但各種方法都有其局限性，根據(jù)廢水成分、油分存在的形式、回收利用的深度以及排放方式等多因素的影響，如果只使用單一的處理方法，難以達到滿意的效果，在實際應(yīng)用中通常是采用幾種方法結(jié)合在一起，形成多級處理的工藝，從而實現(xiàn)良好的除油效果，使出水水質(zhì)達到廢水排放標(biāo)準(zhǔn)，例如：對煉油廠來說，國內(nèi)多采用隔油、氣浮和生化法的“老三套”處理含油廢水；鐵路機務(wù)段所多采用的工藝流程：含油廢水→隔油→二級氣浮→活性碳吸附（或生物轉(zhuǎn)盤）→出水排放；來自機械加工車間的含油廢水有采用集油→隔油→粗粒化→氣浮的流程進行處理等等，此類多級處理工藝組合多種多樣，不勝枚舉，在此就不可能一一列舉了。
此外，近年來美國、日本學(xué)者研究了廢油污染水域或土壤，投放微生物制劑和營養(yǎng)鹽（C：N：P=100：15：3）能加快廢油分解，大大改善了水域和土壤的環(huán)境質(zhì)量。
