一、含油废水的定义
含油废(fèi)水是指:含有脂(脂肪酸(suān)、皂类、脂(zhī)肪、蜡等)及(jí)各(gè)种油类(矿物(wù)油、动植物油)的废水。含油废(fèi)水的特点是COD、BOD高,有一定(dìng)的气味和(hé)色度、易燃、易氧化分解,一般比水轻、难溶于水,含油废水是(shì)一种量大面广且危害严重(chóng)的(de)工业废水,其污染主(zhǔ)要表现在(zài)以(yǐ)下几(jǐ)个方面:
1、恶(è)化(huà)水质、危害水产资源(yuán);
2、危害(hài)人体健康;
3、污染大气;
4、影响农作(zuò)物(wù)生产(chǎn);
5、影响自然(rán)景观;
6、影响洁净的自(zì)然水(shuǐ)源。
鉴于含油(yóu)废水的污(wū)染性,我国规定(dìng)含油废水最高(gāo)允许排放浓度(dù)为1mg/L。
二、油在水中的存在(zài)形式
1、悬浮油:粒度≥100μm,静置后能较快上(shàng)浮,以连续(xù)相的油膜(mó)漂浮在水面上;
2、分散油:粒(lì)度为10-100μm,悬(xuán)浮(fú)、弥(mí)散(sàn)在水箱(xiāng)中,在足够时间静置或外力的(de)作用,可凝聚成较大的油滴上浮到水面,也(yě)可能进一步变小,转化成乳化油;
3、乳化(huà)油(yóu):粒度为0.1-10μm(极微细(xì)的油滴),由于油-水界面有表面活性剂(jì)的影响,以水包油(yóu)的形式稳定地(dì)分散在(zài)水中,单(dān)纯用(yòng)静置的(de)方(fāng)法很难实现油水(shuǐ)分离(lí)。
一般的含油废水(shuǐ)中(zhōng),上述3种油(yóu)不一定都会存(cún)在,但是(shì)在代表性行业(yè),例如电镀废水中则都存在,油(yóu)脂浓度(dù)一般(bān)在300-500mg/L,其(qí)中(zhōng)乳化油所占比例最大。
对于含油废水的处理方法,总结起来有(yǒu)以(yǐ)下10种常见方法:
1、沉降分离法
沉降分离法是利用油水两相的密度(dù)差(chà)及(jí)油和水的不相溶性进行分离的,属一(yī)级处(chù)理。沉(chén)降分离(lí)在隔油池(chí)中进行,常见的(de)有平流式、平行板式、波纹板(bǎn)式等型式。平流式隔(gé)油(yóu)池(chí)的设(shè)计主要基于斯托克斯公式,由公式可求得一定表面积的隔(gé)油池所(suǒ)能除去的最(zuì)小(xiǎo)油滴直径。隔油池水流状态对除(chú)油(yóu)能力(lì)和效果也(yě)有(yǒu)很大影响,最好的水(shuǐ)流(liú)状(zhuàng)态是(shì)层流状态,它(tā)有利于油滴的上升(shēng)和固(gù)相的(de)沉降。
2、粗粒化法
利用(yòng)油水两相对聚结材料亲和力的不同来进行分离。含(hán)油废水通过粗粒(lì)化材料时,其中(zhōng)细小的油滴聚结成(chéng)较大的油(yóu)粒,从而加大上浮速度,属二(èr)级(jí)处理。
粗粒化法是将材料填充于粗粒化装置中(zhōng),当(dāng)废水(shuǐ)通过时可以去除其中(zhōng)的分散(sàn)油。该技术关键(jiàn)是粗粒化材料(liào),材(cái)料的形(xíng)状主要有(yǒu)纤维状和颗粒。常用的亲水(shuǐ)性材料是(shì)在聚酰胺、聚乙烯醇、维尼纶等纤维内引入酸基(磺酸基、磷(lín)酸基等)和盐类,亲油性材(cái)料主要有蜡状球(qiú),聚(jù)烯(xī)系或聚苯(běn)乙烯系球体(tǐ)或发(fā)泡体,聚氨酯发(fā)泡体(tǐ)等,有学者认(rèn)为(wéi)其接(jiē)触角小于7°为好。
通过污水在粗粒化前后(hòu)油(yóu)珠(zhū)粒径分布的变化来判定(dìng)除油效(xiào)果及工艺可行性,主要(yào)评价指标(biāo)为油的去除(chú)率及出水含油。
粗粒化法(fǎ)无需外加化学试剂,无二次污染,设备占地面积小,基建费用较低。
但用此法处理含(hán)油废水要求进口浓度较(jiào)低,因此进入设备前的含油废水(shuǐ)必须经预(yù)处(chù)理(lǐ),否则出水油浓度较高(一般(bān)高(gāo)于10mg/L),常需再进行深度处(chù)理。
3、过滤法
利用颗粒介质滤床(chuáng)的截(jié)留及惯性碰撞、筛分(fèn)、表面黏附、聚并(bìng)等机理,去(qù)除水(shuǐ)中油份,一般用于二级处理(lǐ)或深度处理。常见的颗粒介(jiè)质滤料有石英砂、无烟煤、玻璃(lí)纤(xiān)维、高(gāo)分(fèn)子聚合物(wù)等。
对某机车厂含油(yóu)废水先(xiān)经隔油、混(hún)凝沉淀、再经(jīng)过滤,出水各(gè)项指(zhǐ)标(biāo)均(jun1)达排放标准(zhǔn),油去除率可(kě)达95%,完(wán)全可用(yòng)于有(yǒu)关生产车间。
过滤(lǜ)法设备简单、操作方(fāng)便(biàn),投资(zī)费用低(dī)。但随运行时间的增(zēng)加,压力下降逐(zhú)渐增(zēng)大,需经常(cháng)进行(háng)反冲洗,以保证正常运(yùn)行。
4、膜分离(lí)法
膜(mó)分离法是S.Sourirajan所开拓,并在(zài)近20多年来迅速发展(zhǎn)起来的(de)分离技(jì)术(shù)。
膜分离法处理(lǐ)含油废水是利用多孔(kǒng)薄膜为分离介质,截留含(hán)油废水中的油及表面活性(xìng)剂(jì)而使水(shuǐ)分(fèn)子通过,达到(dào)油水分离目的。膜分离技术的关键是膜和组件的选择。
膜(mó)材料可分为髙分子膜和无机膜,常用的(de)高分子膜有醋酸纤维膜、聚砜膜、聚丙烯膜、聚偏氟乙烯膜等(děng);常用的无机(jī)膜材料有氧化(huà)铝、氧化锆(gào)、氧化钛等。按(àn)孔径大小(xiǎo)又可分微滤、超滤、反渗透等(děng)。最(zuì)适合于排放(fàng)要求高(gāo)、处(chù)理量不大的(de)含油(yóu)废水。
5、浮选法
浮选法是利用油珠粘附于水中的微(wēi)气泡后使浮(fú)力增大而浮上分离,主要用(yòng)来处(chù)理(lǐ)含油废水中(zhōng)靠(kào)重力分离自然上浮难(nán)以去除的(de)分散(sàn)油(yóu)、乳(rǔ)化(huà)油和细小(xiǎo)的悬浮固体物(要投(tóu)放无机或有机的絮凝剂)。
由于空气微泡由非极性分(fèn)子(zǐ)组成,能与水(shuǐ)性的油结合在一起,带着油滴一起(qǐ)上升,上(shàng)浮速度可提(tí)高近(jìn)千倍,所以油水(shuǐ)分离效率很髙。根据产(chǎn)生气(qì)泡的方式不同(tóng),又可(kě)分为加(jiā)压溶气浮选法、叶轮浮(fú)选法(fǎ)和曝气浮选法。
为(wéi)提高浮选(xuǎn)效果,可再(zài)向废水中加入无机或(huò)有机高分子絮(xù)凝剂,即为絮凝(níng)浮选法,则对油水分(fèn)离(lí)的效果还会(huì)提高。目前该法已被广泛应用于(yú)油田(tián)废水石油化(huà)工废水(shuǐ)、食品油生产废水等的处理、工艺较为成(chéng)熟。
6、吸附法
吸附法是利用(yòng)多(duō)孔固体吸附剂对含油废水中的溶解(jiě)油及其它溶解性有机物进行表面吸附。常用的吸附(fù)剂有活性炭,活(huó)性(xìng)炭(tàn)不仅对油有很好的吸附性能,而且能同时有效地吸附废水中的其它有机物,但吸附(fù)容量有限(对油一般为30—80mg/g),且成(chéng)本高,再生困(kùn)难,限制了(le)它的应用。
经吸附(fù)法处(chù)理后出(chū)水油(yóu)含量可在5mg/L以(yǐ)下,因此吸(xī)附法一般只用于含油废水(shuǐ)的深度处理。徐根良等对拆船(chuán)厂含油废水(shuǐ)进(jìn)行处理(lǐ),出(chū)水油(yóu)含量在5mg/L以下,多数在1mg/L以下。所用(yòng)吸附剂(jì)为改性(xìng)膨润土、磺化煤、废旧活(huó)性炭、碎焦炭(tàn)、有(yǒu)机纤维等易得原料。
7、凝(níng)聚法
凝(níng)聚法(fǎ)是向(xiàng)废水中投加(jiā)一定比例的(de)絮凝(níng)剂(jì),在废水中生成(chéng)亲油(yóu)性的絮状(zhuàng)物,使微(wēi)水油滴吸附(fù)于其上(shàng),然后用沉降或气(qì)浮的(de)方法将油分去除。
常用的有硫酸(suān)铝、硫酸亚(yà)铁、三氯化铁、聚合氯化铝(lǚ)、聚合氯化(huà)铝(lǚ)等(děng)无机絮凝剂和聚(jù)丙(bǐng)烯酰胺、丙烯酰胺等(děng)有(yǒu)机絮凝剂,不同絮凝(níng)剂的PH值使用范围不同。
为(wéi)加强絮凝效果(guǒ),往往两个絮凝剂复合使用(yòng)。此法投药量大(dà),排渣量大,适(shì)用于(yú)处理废(fèi)水量很大,而含油量较少(shǎo)的(de)乳物(wù)油或其它细小悬浮(fú)物(wù)。
8、盐析法
盐析法是向废水中投加无机盐类电(diàn)解(jiě)质。电解质(zhì)把油珠扩散层的阳离子(zǐ)全部被赶到了吸附层中(zhōng),导致双电层破坏,油珠则变成中性,油珠间吸(xī)引力恢复而相互聚(jù)并,从而达到破乳目的。
常用的(de)电解质(zhì)是钙、镁、铝的盐类(lèi),它既(jì)可中(zhōng)和电荷(hé)又可转换表面(miàn)活性剂性质,使处(chù)理效果(guǒ)提高。盐(yán)析法投盐量一(yī)般在1%-5%之间,经盐析法处理后(hòu),出水油的含量一般大于10mg/L。但该法聚(jù)析速度慢,沉降分离(lí)时间长,设备占地面(miàn)积大(dà),而且对由表面活性剂稳定的含(hán)油(yóu)乳状液的处理效果不好。
9、电解法
电解法包括电解凝聚吸附法和电解浮上法。电解凝聚吸附是利用溶解性电极(jí)电解乳化油废水。从溶解性阳(yáng)极(Fe或(huò)Al)溶解出金属离子,金属离子发生水解作(zuò)用生成氢氧化物吸附(fù)、凝聚乳化油(yóu)和溶解油,然后(hòu)沉降除(chú)去油分(fèn)。
此法(fǎ)主要(yào)适(shì)用于(yú)机加工工(gōng)业中冷却润滑液在化学(xué)絮(xù)凝后的二级处(chù)理。电解(jiě)凝聚(jù)吸(xī)附法具有占地(dì)面积小、操作简单(dān)、处(chù)理效果好、浮渣量相对较少等(děng)优点,但它存在阳极金属(shǔ)消(xiāo)耗量大、需大(dà)量(liàng)盐类作(zuò)辅助(zhù)药剂、耗电量高、运行费用较高等缺点(diǎn),此外,对存在(zài)的阳极钝化问(wèn)题虽研究较多,但仍(réng)未根本解决。
10、生物(wù)化(huà)学法(fǎ)
生物化学法去除水中溶(róng)解(jiě)油的效果很好,但是不能去除分散油和悬(xuán)浮油,一旦系统中进入了(le)后两(liǎng)者油,会对整个生化系统带来很大的冲击,所以应用生化法处理含油废(fèi)水时,一(yī)定要(yào)做好预处(chù)理工(gōng)作(zuò),把水中的悬浮油和(hé)分散油去掉后。