含油污水处理技术简介

　　评论：　更新日期：2011年09月06日

6　化学法

化学法又称药剂法,是投加药剂由化学作用将废水中的污染物成分转化为无害物质,使废水得到净化的一种方法。常用的化学方法有中和、沉淀、混凝、氧化还原等。对含油废水主要用混凝法。混凝法是向含油废水中加入一定比例的絮凝剂,在水中水解后形成带正电荷的胶团与带负电荷的乳化油产生电中和,油粒聚集,粒径变大,同时生成絮状物吸附细小油滴,然后通过沉降或气浮的方法实现油水分离。常见的絮凝剂有聚合氯化铝(PAC)、三氯化铁、硫酸铝、硫酸亚铁等无机絮凝剂和丙烯酰胺、聚丙烯酰胺(PAM)等有机高分子絮凝剂,不同的絮凝剂的投加量和pH值适用范围不同。此法适合于靠重力沉降不能分离的乳化状态的油滴和其他细小悬浮物。

7　吸附法

吸附法是利用亲油性材料,吸附废水中的溶解油及其他溶解性有机物。最常用的吸油材料是活性炭,可吸附废水中的分散油、乳化油和溶解油。由于活性炭的吸附容量有限(对油一般为30 ~80 mg/g),成本高,再生困难,一般只用作含油废水多级处理的最后一级处理,出水含油质量浓度可降至0.1~0.2 mg/L。1976年湖南长岭炼油厂在废水处理中就采用了活性碳吸附进行深度处理。国内外对于新型吸附剂的研制也取得了一些有益的成果。研究发现,片状石墨能吸附由海上油轮漏油事件释放的重油并易于与水分离。

吸附树脂是近年来发展起来的一种新型有机吸附材料,吸附性能好,再生容易,有逐步取代活性炭的趋势,有越来越多的业内人士研究高效吸油树脂的合成与应用[6]。有研究表明,采用丙纶吸油材料从含油工业废水中吸附分离和回收油类物质,可根据废水的初始状况、最终要求、水流流量等因素,选用合适的净化方法。此外,煤灰、改性膨润土、磺化煤、碎焦碳、有机纤维、吸油毡、陶粒、石英砂、木屑、稻草等也可用作吸油材料。吸油材料吸油饱和后,根据具体情况,再生重复使用或直接用作燃料。

8　粗粒化法

粗粒化法是利用油、水两相对聚结材料亲和力相差悬殊的特性,油粒被材料捕获而滞留于材料表面和孔隙内形成油膜,油膜增大到一定厚度时时,在水力和浮力等作用下油膜脱落合并聚结成较大的油粒。由斯托克斯公式可知,油粒在水中的浮升速度与油粒直径的平方成正比。聚结后粒经较大的油珠则易于从水中被分离。经过粗粒化的废水,其含油量及污油性质并无变化,只是更容易用重力分离法将油除去。

8.1　新型高效除油器[7]

旋流除油、粗粒化除油及斜板除油技术,是当今普遍认为高效的除油技术。高效除油器是将上述多种高效除油技术于一体的高效合一除油器, 其总体结构设计成卧式,由旋流(涡流段)粗粒化段及斜板除油段组成。它不仅可提高除油效率, 且方便操作、减少占地。根据江汉油田采出水特性,采用两段粗粒化及两段斜板除油,在进口ρ (油)≤1 000 mg/L时,出口达到后续处理设备 (过滤器)的进口要求ρ(油)≤30 mg/L。

8.2　EPS油水分离技术[8]

EPS油水分离器是一种高效、先进的油水分离装置。它融合了当今先进的板式除油和粗粒化聚结技术,集污水的预处理、油水分离以及二次沉淀和油的回收于一体;具有安装运行费用省、油水分离效果好,操作维护容易等特点,是立式除油罐、斜板除油装置(如美国石油协会的除油装置 (API)、波纹板斜板除油装置(CPI)、平行斜板除油装置(PPI)等的更新替代产品。EPS油水分离器目前已在韩国、美国、波兰、印度、泰国、中国等国家有了实际的应用,污水处理效果普遍良好。

9　声波、微波和超声波脱水技术

声波可加速水珠聚结,提高原油脱水效率;超声波可降低能耗和减少破乳剂用量;而微波在降低乳状液稳定性的同时,还可加热乳状液,进一步促进水滴的聚结,在解决我国东部老油田因三采等引起的原油性质复杂的深度脱水问题方面具有很好的应用前景。

微波是指频率为300 MHz~300 GHz的电磁波[9]。微波水处理技术是把微波场对单相流和多相流物化反应的强烈催化作用、穿透作用、选择性供能及其杀灭微生物的功能用于水处理的一项新型技术。

超声波是一种高频机械波,其频率一般2× 104~5×108Hz之间,具有能量集中、穿透力强等特点。超声波在水中可以发生凝聚效应、空穴或空化效应[10]。当超声波通过含有污水的溶液时,造成微小油滴与水一起振动。但由于大小不同的粒子具有不同的相对振动速度、油滴将会相互碰撞、粘合,使油滴的体积增大。随后,由于粒子已变大、不能随声波振动了,只作无规则运动。最后水中小油滴凝聚并上浮,油水分离效果良好。超声处理乳化油污水时,必须以先通过实验,以确定最佳的声波频率,否则可能出现超声粉碎效应,影响处理效果。目前,国内外学者利用超声波技术降解水中的污染物已多达几十种,但所研究的对象多为单组分模拟体系,而实际污水中常含有多种污染物,因此超声波技术在实际污水处理中的适用性如何还有待进一步的研究。此外,目前有关利用超声波技术降解水中污染物的研究大多属于实验室阶段,且由于声化学反应过程的降解机理、反应动力学及反应器的设计放大等方面的研究开展得很不充分,目前还难以实现工程化。

10　超声/电化学联用技术[9]

利用超声的空化效应,可在电化学反应中使电极不形成覆盖层,避免电极活性下降;超声空化效应还有利于协同电催化过程产生·OH,而使污水中的污染物的分解加速;超声还可使有机物在水溶液中充分分散,从而大幅度提高反应器的处理能力。Mizera等在电解氧化处理含酚废水时发现,无超声存在时,只有50 %的分解率,若使用 25 kHz、104W/m2的超声波处理时,酚的分解率会提高到80 %。刘静等利用超声/电化学联用技术对印染废水的处理表明,在超声波和电场的协同作用下,废水的脱色率大大高于单独使用超声波时的脱色率。

11　结　语

油水分离技术是当前处理含油污水的关键技术之一,上述方法各有不同的适用范围,应根据不同种类油的性质和不同的水质要求,采用不同的处理方法。

以上各种处理单元在含油废水处理中并不是单一出现的,因为废水中的油粒多数同时存在集中状态,很少以单一状态存在,所以含油废水处理采用多级处理工艺,经多级单元操作分别处理后方能达到排放或回用标准。

参考文献
[1]　陈忠喜,邓述波,夏福军.横向流除油器处理油田污水的研究[J].工业水处理,2001,21(1):31-33.
[2]　王敏,杨昌柱,闫莉,等.波纹板聚结油水分离器的研究 [J].交通环保,2004,25(1):26-28.
[3]　张春霖,张旭军.新型油水分离器在油田污水处理中的应用实验[J].石油化工环境保护,2003,26(1):30-33.
[4]　庄建远,王国丽,翁维珑.国外油气田地面工艺技术发展动向[J].石油规划设计,2003,14(1):45-53.
[5]　王生春.聚丙烯中空纤维微孔膜在油田含油污水处理中的应用[J].膜科学与技术,1998,18(2):28.
[6]　桑义敏,李发生,何绪文,等.含油废水性质及其处理技术[J].化工环保,2004,24(增):94-97.
[7]　丰国斌.一种新型高效除油器的研制与应用[J].工业用水与废水, 2003,34(5):69-72.
[8]　温沁雪,武斌,温岩,等.EPS油水分离技术及其应用 [J].给水排水, 2003,29(1):43-45.
[9]　彭清涛,王力,胡文祥.微波、超声波和复合电磁场水处理技术[J].环境保护,2004, (3):20-23.
[10]　俞建峰.含油污水处理[J].过滤与分离,1999,(4):20 -24.来源：谷腾水网作者: 李　波,周世俊