銘盛環(huán)境——工業(yè)污水,工業(yè)廢水處理專家,提供污水處理解決方案
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、光滑油、脂肪油、蠟油脂、皂類等。含油廢水排放量十分大,國外煉油廠每加工1t油產(chǎn)生0.5~1t廢水,國內煉油廠由于煉制重質油多,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油類經(jīng)過各種途徑進入水體,這不只形成了水資源的污染、油資源的糜費,油類污染物對環(huán)境生態(tài)和人體安康的危害也已惹起人們極大的關注。
含油污水處置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。凈化辦法的選擇取決于含油污水的性質、環(huán)境和經(jīng)濟的請求,本文就含油工業(yè)廢水處理的主要辦法做一引見。
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)
依據(jù)含油廢水來源和油類在水中存在的方式不同,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,構成油膜或油層。油珠顆粒較大,通常大于100μm。
(2)分散油:以微小油滴懸浮分散于水相中,不穩(wěn)定,可匯集成較大的油珠轉化為浮油,其油滴粒徑通常為10~100μm。
(3)乳狀油:由于外表活性劑的存在,油在水中呈乳狀液,體系較穩(wěn)定。油滴粒徑極微小,通常小于10μm,大局部為0.1~2μm。
(4)溶解油:以分子狀態(tài)分散于水體中構成油—水均相體系,十分穩(wěn)定,通常低于5~15mg/L。油珠粒徑十分小,有時可小到幾納米。
1.2含油廢水的特征
石油自身成分十分復雜,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)過各種特殊用處的加工所產(chǎn)生的含油廢水成分愈加復雜,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。
1.3含油廢水的危害
含油廢水的危害主要表如今:油類物質漂浮在水面,構成一層薄膜,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,也阻礙水生植物的光協(xié)作用,從而影響水體的自凈作用,以至使水質變臭,毀壞水資源的應用價值。關于魚、蝦、貝類長期在含油污水中生活將造成其肉內含有油味,而不宜食用,嚴重時由于油膜蒙在魚鰓上影響呼吸作用,造成窒息而死亡,而且在水體外表的聚結油還有可能熄滅產(chǎn)生平安問題。
2含油廢水常用途理辦法
2.1浮油的去除
關于浮油最常用的是重力分離法,此法是一種應用油水密度差實施分離的辦法,可用于去除粒徑大于60μm的較大油滴和廢水中的大局部固體顆粒。
采用重力分離法最常用的設備是隔油池,它是應用油比水輕的特性,將油分離于水面并撇除。隔油池的方式較多,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)和壓力差自動撇油安裝等。
2.2溶解油的去除
溶解油在廢水中的含量通常較低,但隨著人們對水質請求的提升,以及關于有特殊用處的水,可采用吸附法或生化法對溶解油實施深度處置。
(1)生化法
含油污水生化處置有活性污泥法和生物過濾法兩種,前者是在曝氣池內應用活動狀態(tài)的絮凝體、活性污泥作為凈化微生物的載體,經(jīng)過吸附、濃縮在絮凝體外表上的微生物來合成有機物。后者系在生物濾池內,使微生物附著在固定的載體(濾料)上,污水從上而下分布,在流經(jīng)濾料外表過程中,污水中的有機物質便被微生物吸附和合成毀壞。
生化法處置含油廢水工藝成熟、運轉本錢低,但該法對進水水質請求較高,主要作為深度處置工藝用于溶解油的去除。
(2)吸附法
吸附法是應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實施外表吸附。常用吸附劑活性炭不只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(對油通常為30~80mg/g),且本錢高,再生難度 ,從而限制了它的應用。
尋求新的吸油劑的研討已有不少報道[3-4]。其中吸附樹脂是近年開展起來的一種新型有機吸附資料,吸附性能良好,易于再生反復運用,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,可用作吸附資料。吸附資料吸油飽和后,有的可再生反復運用,有的可直接用作燃料。
經(jīng)吸附法處置后出水油含量可在5mg/L以至在1mg/L以下,因而吸附法作為含油廢水的深度處置工藝有其共同的優(yōu)勢。
2.3乳化油的去除
乳化油的去除是含油廢水管理的重點和難點。由于乳化液的油珠極細,其外表構成一層界膜帶有電荷,油珠外圍構成雙電層,使油珠互相排擠極難接近。因而,要使油水分離,首先要毀壞油珠的界膜,使油珠互相接近并匯集成大滴油珠,從而浮于水面,這就叫做破乳。常用的處置乳化含油廢水的辦法有:氣浮法、絮凝法、電化學法、粗?;?、膜法。
(1)氣浮法
氣浮技術是國內外含油廢水處置中普遍運用的技術,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,隨氣泡一同上浮到水面構成浮渣,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。這種辦法電耗少、設備簡單、效果良好,已被普遍應用于油田廢水、石油化工廢水、食品油生產(chǎn)廢水等的處置[8-9]。
(2)絮凝法
絮凝過程是乳化含油廢水處置的重要單元,用以去除油和懸浮雜質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,分散的微粒匯集成較大絮體,從水中分離出來。
用于含油廢水處置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,逐步被近年來呈現(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,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、效率高的特性,逐步成為主流。目前絮凝劑的開展方向有可能是無機物、有機物實施共聚而生成的一種新型高聚物,使它既具有中和電荷作用,又具有長鏈大分子激烈的拖拉、網(wǎng)捕作用而生成為重生代的高效混凝劑。
絮凝法處置含油廢水,在適合條件下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置的問題。
(3)電化學法
電解法包括電解凝聚吸附法和電解浮上法。電解凝聚吸附是應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)作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。電解浮上分離法是應用不溶性電極電解乳化油和溶解油廢水,應用電解合成作用和初生態(tài)的微小氣泡的浮上作用,毀壞乳化油,并使油珠附著在氣泡上浮上去除[13]。
電解法處置含油廢水有處置效果好、占地面積小、浮渣量相對較少等優(yōu)點,但它存在陽極金屬耗費量大、耗電量高、運轉費用較高等缺陷。因而通常只適用于處置小范圍的乳化油廢水。
(4)膜分離法
含油污水中油的存在狀態(tài)是選擇膜的首要根據(jù)。若油水體系中的油是以浮油和分散油為主,則通常選擇孔徑在10~100μm之間的微孔膜;而水體中的油是因有外表活性劑等使油滴乳化成穩(wěn)定的乳化油和溶解油,這樣油珠之間難以互相黏結,則需采用親水或親油的超濾膜分離,一則是由于超濾膜孔徑遠小于10μm,二則是超細的膜孔有利于破乳或有利于油滴聚結。
目前處置含油污水的膜有有機膜和無機膜。有機膜存在機械強度低,浸透率低,容易梗塞等缺陷限制了其應用。近幾十年來無機膜在含油廢水處置范疇得到了疾速的開展。復合膜是把親水的無機資料參加到有機膜資料中制成的,它根本克制了有機膜和無機膜的缺陷,是目前膜分離范疇的熱點。
采用膜法處置含油廢水,無需破乳,直接完成油水分離、工藝流程簡單,處置效果好,但處置量較小,不太適于大范圍廢水處置,而且過濾器容易梗塞,運轉本錢較高。
(5)粗?;?br />
粗粒化法(亦叫聚結法)是使含油廢水經(jīng)過一種填有粗?;Y料的安裝,使污水中的微細油珠聚結成大顆粒,到達油水分離的目的。本法適用途理分散油和乳化油。其技術關鍵是粗粒化資料。粗?;Y料的品種有很多,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。還有將無機和有機分離制成的復合型資料,也有較好的除油效果。粗?;Y料外形可做成粒狀、纖維狀、管狀或膠結狀。
目前市場上的50%油水分離設備是采用粗?;╗18],該法無需投加化學試劑、無二次污染、設備占空中積小、構造簡單,基建費用較低,且可完成有用油品的回收和廢水的回用,在含油廢水管理范疇有寬廣的前景。
3結論與瞻望
隨著人們對環(huán)保的注重及我國對污染管理力度的加大,傳統(tǒng)的辦法曾經(jīng)不能滿足當前人們請求,采用新的處置辦法勢在必行,今后含油廢水處置技術的開展趨向主要集中在以下幾個方面:
(1)改良現(xiàn)有技術及工藝的缺乏,開發(fā)新型的處置辦法及系統(tǒng),應用幾種辦法結合分級運用,以盡量防止各辦法的局限性,發(fā)揮各處置單元的優(yōu)勢。
(2)增強除油機理的研討,為提升含油廢水處置效率及降低處置本錢提供理論根底。
(3)注重清潔生產(chǎn),從源頭減少污染,減輕末端處置壓力。
(4)隨著水資源短缺和污染的加劇,含油廢水處置后的回用是當前迫切需求探究、研討的課題。