含油废水处理方法综述.pdf

第 4 卷 第 1 期 2002年 3月 辽 宁师 专学报 J o u r n a l e fI j 帅 血 gTe a c h e r sCo e g e V0 1 4 No 1 M a r 2 0o2 文章 囊号：1 0 0 85 6 8 8(2 0 O 2)0 10 1 0 40 5 法 含油废 水处 理方法综述 王承 智，石 荣(辽 阳职 业技 术 学院。辽 阳 1 1 1 0 0 4)摘要：综述 了舍 油 废水 的 来 源、危 害、分类 及 近 年 来 国 内外 研 究 较 多 和 广 泛 使 用 的 处 理 方 关键 词：含 油废 水；废水 处理 中圈分 类号：X 7 0 3 文献 标识 码：A 水 的污染是一个 十分复杂 的问题，污染源众 多，污染 程度千差万别，从 而导 致水处 理也 是一个十分 复杂的工程 要解决水 污染 问题，首先就 需要 了解水体 的各种 污染 源 就本 文题 目而言，含 油废水 是一种常见 的、能给人类社会 带来较严 重的环境污染；为此，国内外 均特 是重视对含 油废水 的处理 1含油废水来源、危害及 分类 含油废 水 的来源很广，其 中主要有石油工业的炼油厂含油废水、铁路 机务段的洗 油罐含 油废水、拆 船厂的油货轮 含油废水、油轮压舱水、洗舱水、机械切 削加工 的乳化 油废水、以 及餐饮业、食 品加工业、洗车业 排放的含油废 水等 含 油废 水 的危害主要 表现在：油类 物质漂浮在水 面，形成一层薄膜，能阻止 空气 中的氧 溶解 于水 中，使水 中的溶解 氧减少，致使水 体中浮游生物等 因缺 氧而死 亡，也防碍水 生植物 的光合作 用，从而影 响水 体 的 自净作 用，甚 至使水 质 变臭，破 坏水 资源 的利 用价 值 对 于 鱼、虾、贝类长期在含 油污水 中生活将导致其 肉内含有油味，而变味不 宜食用，严重 时 由于 油膜 蒙在鱼鳃上而影 响呼吸作用，导致窒息而死亡，而且在水体表面 的聚结油还有可 能燃烧 而产 生安全 问题 因此，含油污水 必须经过适 当的处理后才能排放 根据含油废水来 源和油类 在水 中的存在形式不 同，可分 为浮 油、分散油、乳化油 和溶解 油 四类：(1)浮油：以连续相漂 浮于水 面，形成 油膜 或油层 这种 油的油滴粒径较大，一般 大于 1 0 0m (2)分散油：以微小 油滴悬 浮于水 中，不稳 定，经静置一定时间后往往 变成 浮油，其油 滴粒径为 1 01 0 0 m(3)乳化油：水 中往往含 有表面活 陛剂使油成为稳 定的乳化液，油滴粒径极微 小，一般 小于 l 0 ，大部 分为 0 12 收稿 日期：2 o 0 l l 2 一 l 6 作者 简介：王 承智(1 9 7 2 )，男，辽 宁辽 阳人 主要从 事 环境工 程研 究 f 王承 智，等 含 油度 水 处理 方 法综述(4)溶解油：是一 种 以化学方式溶解 的微 粒分散油，油粒直径 比乳化 油还要细，有 时可 小 到 几 纳 米 2含 油 废 水 的 处 理 方 法 微细 的油珠分散于水 中形 成水一 油乳化液 由于乳化液 的油珠极细，其表面形成一层界 膜带 有电荷，油珠外 围形 成双电层，使 油珠相互排斥极难接近 因此，要 使油水分离，首先 要 破坏油珠 的界膜，使 油珠相互接近并聚集成大滴 油珠，从 而浮于水面，这就 叫做破乳 常 用的破乳方法 有高压电场法、药剂法、离心法、超滤法 等 2 1破 乳 方 法 2 1 1 高 压 电场 法 该方法是 利用 电场力对乳液颗粒 的吸引或排斥作 用，使 微细油粒在运动 中互 相碰撞，从 而破 坏其 水化膜及双 电层 结构，使微 细油粒 聚结 成较大 的油粒浮升于水面，达到油水分 层的 目的 高压 电可采用交流、直 流或脉 冲电源 2 I 2药剂破 乳 法 药剂破乳法是 指向废 水 中投加破乳剂，破坏油珠 的水化膜，压缩 双电层，使油珠聚集变 大与水分开 药剂 破乳又分为盐析法、凝聚法、盐析凝 聚混合法 和酸化 法等 (1)盐 析 法：盐析 法 是 指 向 废 水 中 投 加 盐类 电 解 质，破 坏 油 珠 的水 化 膜，常 用 的 电 解 质 有氯化 钙、氯化镁、氯化钠、硫酸钙、硫酸镁 等(2)戛 聚法：凝 聚法是 指向废水 中投加 絮 凝剂，利用 絮凝物质 的架 桥作用，使微粒 油珠结合 成为聚合体 常用 的絮凝剂有 明矾、聚合 氯化 铝、活化 硅酸、聚丙烯 酰胺、硫酸亚铁、三氯化 铁、镁 矾土等 研究 表 明，当 p H=8 0 9 0时，用 明 矾 处 理 溶 解 油是 有 效 的，而 p H=81 0时，可 采 用 硫 酸 亚 铁 (3)酸 化 法：酸化 法是向废水 中投加硫 酸、盐酸、醋酸或环烷 酸等，破坏乳化液油珠 的界膜，使脂肪酸 皂 变为脂肪酸分离 出来 采用这种方法因降低 了废 品率水 的 p H值，故在油水 分离后需 要用 碱 剂调节 p H值，使之达到排放标准(4)盐析一 凝 聚混合法：盐 析一凝 聚混 合法是 指 向废 水 中加入盐类 电解 质，使 乳化液初步破乳，再加入凝聚剂使油粒凝聚分离 2 1 3离心 法 该法是 指借助离心机械所产 生的离心力，将油水分离 离 心机有 卧式 和立式两种 在离 心力 的作用下，水相从 离心 机 的外层排 出，油相 从离 心机 的 中部 排 出 离心 机结构 比较 复 杂，故 这种方法 国内采用 得不普遍 2 1 4超 滤 法 超滤法是一种 物理破 乳法，它是使 乳化油废水 通过超滤膜过滤器，利用超滤膜孔径 比油 珠 孔径小 的特点，只允许 水通过，而将 比膜孔径大 的油粒阻拦，从而达到乳化油水分离 的 目 的 以上破 乳方法，以药剂法最 为常见，国内采用较普遍 高压 电场法处 于试验 阶段，超滤 法 国内已有 使用 2 2破 乳 除 油 后 的 再 处 理 乳化 液经破乳 除油后，一般 尚需进 一步处 理，其处理方法、处 理设 备也多种多样，概括 起 来 可 分 为：2 2 1 重 力分 离 法 辽 宁 师 专 学报 2 0 0 2年 第 1期 重 力 分 离 法 是 一 种 利 用 油 水 密 度 差 进 行 分 离 的 方 法 此 法 可 用 于 除 6 0以上 的 油 粒 和 废 水 中的大部 分 固体颗 粒 采用重 力分 离法最 常用 的 设备 是 隔油池 它是 利 用油 比水 轻 的特 性，将 油 分 离 于 水 面 并 撇 除 隔 油 池 主 要 用 于 去 除 浮 油 或 破 乳 后 的乳 化 油 隔油 池的形式较多，主要有平流式隔油池(A P I)、平行 板式隔油池(P P I)、波 纹斜板 隔 油池(C P I)和压力差 自动撇 油装置等 该 方法适用于 浮油、分散油，且效果稳定运行费用低，但设备 占地 面积大 2 2 2 气浮 法 气浮法是使大量微 细气泡吸附在欲去除 的颗粒(油珠)上，利用气体本身 的浮力 将污染 物带 出水面，从而达 到分 离 目的的方法 这是 因为空气微泡 由非极性 分子组 成，能与疏水性 的油结合在一起，带着油滴一起 上升，上浮速度可提 高近千倍，所以油水分 离效率很高 气 浮法按气泡 产生方式 的不同，可分为鼓气气浮、加压气浮 和电解气浮等 鼓气 气浮是利用鼓 风机、空气 压缩机等将空气注入水 中，也可 利用水泵 吸水 管、水射器将空气 带入水 中 电解 气 浮是 用 电解 槽 将 水 电 解，利 用 电 解 形 成 的极 微 的 氢气 和 氧 气 泡，将 污 染 物 带 出 水 面 加 压 气浮是在加 压条件 下使空气溶于水 中，然后再恢 复到常压，利用释放的大量微 气泡将污染物 分 离 气浮法 中，目前采用的主要是加压气浮法 这 种方法 是 电耗少、设 备 简单、效果 良好，已 被 广泛 应 用 于 油 田废 水、石 油 化 工 废 水、食 品 油 生 产 废 水 等 的处 理 工 艺 较 为 成 熟 2 2 3 吸 附 法 吸附法 是利用亲油性材料吸附水 中的油 最常用的吸附材料是活性炭，它具有 良好 的吸 油性能，可吸附废水 中 的分 散油、乳 化油 和 溶 解 油 但 吸 附 容量 有 限(对 油 一 般 为 3 0 8 0 m g g)，且 活性炭 价格较 贵，再生 也 比较 困难，因此一 般 只用作低浓 度 含 油废水 处理 或 深 度 处 理 寻求新 的吸油剂方 面的研究，已有不少报道 其 中吸附树脂是近年 来发展起来 的一种新 型有机吸附材料，吸附性 能 良好，易于再生重复使用，有可能取代 活性 炭 此外，煤炭、吸 油毡、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 料吸油饱和 后，有的可再生重 复使用，有的可直接用作燃料 2 2 4 粗 粒 化 法 粗粒化法(亦叫聚结法)是使 含油废水通过一种 填有粗 粒化材料 的装置，使 污水 中的微 细油珠聚结成 大颗 粒，达到油水 分离的 目的 本法适用预处 理分散油 和乳化油 其技术关 键是粗粒化材料，从材料的形状来看，可分为纤维状和颗粒状；从材料的性质 来 看，许 多研 究者认 为材质表面的亲油疏水性 能是 主要的 而且亲油性材料 与油的接触角小 于 7 0。为好 当含油废水通过这种材料时，微 细油粒便 吸 附在其表面 上，经过 不断碰撞，油 珠 逐渐 聚 结 扩 大 而 形 成 油 膜 最 后 在 重 力 和水 流 推力 下，脱 离 材 料 表 面 而 浮 升 于 水 面 粗 粒 化材料还 可分为无机和有机两类 外形可做成粒状、纤维状、管状或胶结状 聚丙烯、无 烟 煤、陶粒、石英砂等均可作为粗粒化填料 粗粒化 除油装置具有体积小、效率高、结构简单、不需加药、投资省 等优点 缺点是 填 料容易堵 塞，因而降低除油效率 2 2 5膜 过 滤 法 膜过 滤法除油是利用微孔膜拦截油粒，它主要用于去除乳化油 和溶解 油 滤膜又可 分为 超滤膜、反渗透膜和混合滤膜 超滤膜的孔径一般为 0 0 0 50 0 I l m，比乳 化 油 粒 要 小 的 王承 智，等 含 油废水 处理 方法综 述 多 反 渗 透 膜 的孔 径 比超 滤 膜 的 还 要 小 因 此，在 受 压 情 况 下 含 油 废 水 中 的油 粒 无 法 通 过 滤 膜 而 被 截 留下 来 这 两 种 膜 常 被 制 成 空 心 纤 维 管过 滤 器，以增 大 膜 的过 滤 面 积 混 合 过 滤膜 的孔 径 在 l p m 以上，是 由亲 水 膜 和 亲 油 膜 组 成 的 亲 水 膜 是 一 种 经 化 学 处 理 的 尼 龙 超 细 无 纺布，它只允许 水通过 亲油膜 为聚丙 烯超细无纺布，它只能让油粒 通过 因此，利 用混合 膜过滤器 便可达到水油分离 的 目的 膜过 滤法工艺 流程 简单，处理 效果 好，出水一 般不带有油，但 处理量较小，不 太适 于大 规模废 水处理，而且过 滤器容易 堵塞 2 2 6电磁 吸 附 法 将磁性颗粒 与含油废水混合，油珠被 磁性 粒子 吸附，然后 用磁分 离装 置将 含油磁 粒分 离，污水便可得到净 化，含油磁粒再作进 一步处理，此即为 电磁吸 附法，这种方法应用得 比较少。2 2。7生物 氧 化 法 油类是一 种烃类有机物 可 以利用微生 物将其分解 氧化成 为二 氧化碳 和水 含油 污水生 化 处 理 有 活性 污 泥 法 和 生 物 过 滤 法 两种 前 者 是 在 曝气 池 内 利用 流 动状 态 的 絮 凝 体(活性 污 泥)作 为净化 微生物 的载体，通 过吸附、浓缩在絮凝 体表面上微生 物来 分解有机物 后 者系 在 生 物 滤 池 内，使 微 生 物 附着 在 固 定 的 载 体(滤 料)上，污 水从 上 而 下 散 布，在 流 经 滤 料 表 面过程 中，污水 中的有机物质便 被微生 物吸附和分解 破坏 3结 束 语 含 油 废 水 的各 种 处 理 方 法 比较 见 表 1 表 1 各 种处 理方法 比较 加 压气 浮 舒 散 油、乳 化油 1 0效 果好 工 艺成熟 占地面 积大，浮 油难 处 理 1 0 8 辽 宁师 专 学报 2 O 0 2年 第 1 期 综 上所述可 以看 出，含油废水 的处理方法虽然较 多，但各种方法 都有其局限性，根据废 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 响 如果 只使用单一 的处 理方 法，难 以达 到满意的效果 在 实际应用 中通 常是采用几种方法 结合在一起，形 成多 级处 理的工艺，从 而实现 良好 的除油 效果，使 出水水 质达到废水排 放标 准 例如：对炼 油厂 来说，国 内多采 用隔油、气浮和生化法 的“老三套”处 理含油废水；铁 路机务段所 多采 用的 工艺流程：含油废 水一隔油一 二级气 浮一 活性碳 吸附(或生物转盘)一 出水排放；来 自机械 加工车间 的含油废 水有采用集 油一 隔油一 粗粒 化一气 浮的流程进行处 理等等 此类 多级 处理 工艺组合 多种多样，不胜枚举，在 此就不可能一一列举 了 此外，近年来美 国、日本学者 研究 了废 油污染 水域 或 土壤，投放 微 生物 制剂 和 营养 盐(C：N：P：1 0 0：1 5：3)能加快废 油分解，大大改善了水域 和土壤 的环境质量 参 考 文献：1 江春 晓，等 含 油废 水 的处理 J 环 境污染 与 防治，1 9 8 6，8 f：f 2 刘文 东 黄油 生 产 中含油 废水 的处理 J 化工 环保，1 9 9 3，1 3(l：1 1 2 1 4 3 MHWe i n t r u b I nP l a n t O p e r a t i o n o f E l e c t r o l y t i c C e l l f o r O i l y Wast e w a t e r T r e a t me n t E n v i r o n P r o g 1 9 8 4，3 (1)：1 5 4 赵 亚乾，等 含 油 废水 处理 J 水处 理技 术，1 9 9 5，2 1(4)：2 2 7 2 3 0 5 梁 学军，等 含 油 废农 处理过 程 中优 势 菌群 的筛选 J 辽 宁城 乡环 境科 技，2 0 0 0，2 0(5)：3 5 3 6 6 孙 口圣，等 含 油 废水 处理 的新工艺 J 工业 水处 理，1 9 9 6，1 6(2)：3 8 3 9 7 王振红 关 于加强 省 城洗 车业 环境 管理 之我 见 J 山西科技，2 0 0 0，(6)：4 2 4：8 王 国贵，等 含油 废水 处理技 术 的应 用 现状 J 环 境科 学 与技术，1 9 9 7 7 8(3)3 2 3 3 9 赵：霞 有机 絮 凝剂在 含 油废水 中的应 用【J 石 油炼 制与 化工 1 9 9 5 2 6(6)：5 6 5 9 1 0 王风 艳 聚 合 电解 质在石 油化工 废水 处理 中 的应 用 J 工业水 处 理，1 9 9 6，1 6(5)：l 8 1 9 1 1 邓皓 钻 井 废水 电 絮凝剂 浮选处 理研 究 J 水处 理技 术，1 9 9 7，2 3(4)：2 4 5 2 4 8 1 2 朱锡 恩 机 械 工业含 油废 水处理 J 环境 工程，1 9 8 3，(4)：5 2 5 5 1 3 周岳 溪 循 序 间歇式 活性 污泥法 处理 漂油 废水 J 1 9 9 4，1 4(1)：7 0-7 2 1 4 鲁 来鬓 简单 气浮 选处 理稠油废 水【J 油气 田环境保 护，1 9 9 8，8(3)：1 2 1 3 1 5 邓 波 溶气 气 浮法 在 油 田采水处 理 中 的应用 J 给水 排 水，1 9 9 6，2 2(5)：2 4 2 7 1 6 李 永发 含 油 废水 的超 滤法处理 J 水处 理技术，1 9 9 5，2 1(3)：1 4 5 1 4 8 1 7 俞 敦义 稠油 污水 的 净化处理 J 水 处 理技术，2 4(2)：1 1 3 1 1 6 1 8 MS u r e s h K u ma r B i o l o g i c a l t r e a tme n t o f o i l b e a r i n g w a s t e w a t e r f r o n s t e e l n d a J t r i e s一 c a s e s t u d y J E n v i r o n S c i H e a l t h A1 9 9 6，3 1(1)：1 6 7 1 7 1 1 9 万 兴荣 碱性 含油 废水 处理 J 给水 排 水，1 9 9 8，(1)：1 0-1 1 (责任 编辑王心 满)(上 接 1 0 0页)参 考文 献：1(美)艾伯特 梅 兰著 孔德琨、陈志武、徐辉远译 工业溶剂手册 M，北京：冶 金工业 出版社，1 98 4 2 董华模 化学物质的毒性及其环境保护参数手册 M，北京：人 民卫生出版社，1 9 8 8 3 程能林，胡声闻 溶剂手册(下册)M 北京：化学工业出版社，1 9 8 7 (责 任编 辑王 心 满)