【摘 要】對油類物質(zhì)在水中的特征以及存在形式進(jìn)行了闡述,對絮凝法、生物法、氣浮法以及膜分離法等多種含油廢水的處理方式進(jìn)行了分析并對每種方法的特點(diǎn)進(jìn)行了相應(yīng)的總結(jié),同時(shí)對最新的發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行了分析,對處理技術(shù)提出了展望與建議。
1、含油廢水的種類與危害
含油廢水不僅面積廣而且量也非常的大, 這種廢水的排放量在各種工業(yè)廢水的排放中居于首位。含油廢水的排放源頭非常的多,主要由以下幾個(gè)方面:鐵路局的機(jī)務(wù)段對油罐進(jìn)行清洗含油廢水、煉油廠含油廢水、清洗金屬的廢液、軋鋼廠的廢水、油輪的洗艙與壓艙水、油貨輪在拆船廠進(jìn)行拆解的含油廢水、 工廠進(jìn)行金屬制品的加工切削時(shí)使用的降溫乳化油以及水產(chǎn)生的廢水、食品、餐飲產(chǎn)生的含油廢水以及洗車行產(chǎn)生的含油廢水等。目前隨著社會(huì)生活的發(fā)展, 人們的生活質(zhì)量得到了不斷的提高,越來越重視生活環(huán)境以及飲食起居的安全問題,從而對含油廢水處理的重視度也在不斷的加大, 處理技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)成為當(dāng)今社會(huì)亟待解決的重要課題。通常情況寫的廢水的含油量在幾十到幾千毫克每升之間,有的甚至能到高達(dá)上萬毫克每升。根據(jù)廢水中油的不同存在形式能夠劃分為溶解油、 浮油、 乳化油以及分散油四種形式:
①溶解油,這種油的直徑較小,做小的能夠得到 nm 級別,這種微粒溶解于水中,微粒之間分離與合并都較難。
②浮油,其在水面上是連續(xù)漂浮的,形成了油層與油膜。其微粒的直徑較大,通常情況下大于 100um,去除此類微粒相對來說較為容易。浮油在含油廢水中的數(shù)量能夠達(dá)到 70~80%。
③乳化油,其在水中通常還含有活性劑,能使油便于乳化液穩(wěn)定下來。微粒直徑也是及其小的,多在 1~4μm 之間。
④分散油,這種油往往是懸浮在水面的微小油滴,靜置一定時(shí)間后便會(huì)變?yōu)楦∮停瑯O其不穩(wěn)定,微粒的大小多是在 20~90μm 之間。含油廢水對于環(huán)境的污染是對自然環(huán)境與生態(tài)系統(tǒng)的雙重破壞。當(dāng)有浮油在水面上生成油膜時(shí),就會(huì)阻隔水體與空氣的接觸,使水體的氧氣來源斷絕。當(dāng)溶解油與乳化油進(jìn)入水體中,這兩種油溶解需要氧氣,溶解的過程使水中氧氣的含量降低,生成了水和 CO 2,水體變會(huì)出現(xiàn)缺氧的狀態(tài) ,使得水中的CO 2濃度升高,pH 值降低。如果水體中的 pH 值過低,在正常水平之下,將會(huì)使得魚類無法生存。含油廢水排放到土壤中,由于過濾與吸附的作用,將會(huì)在土壤的表層形成油膜,使得空氣無法進(jìn)入,微生物的生長受到阻礙,使得土壤的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)遭到破壞。將含油廢水排入城市的下水管道,將會(huì)對排水設(shè)施以及污水處理廠的運(yùn)行產(chǎn)生影響。
2、含油廢水的處理方式
2.1 重力分離法
重力分離法是一種借助油物理性質(zhì)進(jìn)行分離的方法,適用于油漓粒徑較大的浮油和極不穩(wěn)定的分散油。這一種方法主要是借助各種隔離池,如平流式隔油池、平行板式隔油池、波紋斜板隔油池和壓力差自動(dòng)撇動(dòng)裝置等,進(jìn)行斜板-化學(xué)混凝-重力過濾等處理技術(shù)合成,利用油比水輕的特性,將油分離出水面并撤除。該方法從 20 世紀(jì) 70、80 年以來,被我國各油田所廣泛應(yīng)用。占在我國除油設(shè)施的 60%以上,處理量大,運(yùn)費(fèi)也很低,但同時(shí)也存在許多缺點(diǎn),如處理水量過大時(shí),由于過濾數(shù)量多,流程相對比較復(fù)雜,自動(dòng)化程度低,導(dǎo)致無法產(chǎn)出高水質(zhì)的油田。
2.2 氣浮法
氣浮法是由國內(nèi)外正在研究與推廣的一種新技術(shù),20 世紀(jì) 90 年代被發(fā)現(xiàn),這種方法適用于隔離處理后留在水中粒徑為 10~60nm 的分散油、乳化油等固體物,借助空氣在水中產(chǎn)生的化學(xué)反應(yīng),即與空氣接觸產(chǎn)生微細(xì)氣泡,使水中的懸浮物吸粘在氣泡上,浮出水面且在水面形成含油泡沫層,用撇油器再將其撤離的方法。一些科學(xué)家針對含油污水水溫較高,容汽效果差,含油和懸浮物濃度高,油水密度相近的特點(diǎn),首次將汽液機(jī)泵用于高溫含油污水的汽浮處理中。該實(shí)驗(yàn)最終證明,此操作與其他處理方式相比來說,具有設(shè)備簡單,工程造價(jià)較低,運(yùn)費(fèi)合理等諸多優(yōu)點(diǎn),且除油效果良好,高達(dá) 95%,在一定程度上使油的回收率增加,減少了污染。
2.3 電絮凝法
電絮凝法是處理含油廢水中的一種常用方法, 在廢水處理中占有十分重要的地位。這種方法主要通過加入合適的絮凝劑,在污水中形成高分子絮狀物,利用電的化學(xué)反應(yīng),既產(chǎn)生氣浮分離所需的氣泡, 也產(chǎn)生在實(shí)驗(yàn)過程中所使用的絮凝劑。通過吸附電荷反應(yīng)和去除聚結(jié)物反應(yīng),將水中污染物質(zhì)去除。電絮凝法最大的好處是處理效果好,占地面積小,操作簡單,浮渣物相對較少。經(jīng)科研考究證明,在最佳的實(shí)驗(yàn)條件下,COD 及油分別達(dá)到 85%,95%。在含油廢水中加入 100mg/L 聚合氯化鋁絮凝劑處理后,油去除可達(dá) 86.4%,幾乎不受其他因素影響, 可見適應(yīng)性十分強(qiáng)。不過這種方法也存在消耗電量大,運(yùn)費(fèi)高的弊端。
2.4 吸附法
最常見的吸附法是利用活性炭。它不僅能吸附油中的固體物,同時(shí)也能吸附其他的有機(jī)物,它的吸附容量一般為 0.3~0.69, 可這種方法主要用于高效而經(jīng)濟(jì)的吸油劑開發(fā)與應(yīng)用方面,而其本身由于成本較高和不可再生的特點(diǎn),一般只用于含油廢水的深度處理中。
2.5 生物化學(xué)法
含油污水中含油量和 COD 遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了國家規(guī)定排放標(biāo)準(zhǔn),由此可以根據(jù)含油污水具有高溫、高鹽、高含烴、COD 高而BOD 低的特點(diǎn),采用生化方法。首先可通過氣浮法去除部分分散油和乳化油,出水經(jīng)曝氣池而氧化,對于高效名油烴類分子進(jìn)行沉降。當(dāng)出水量 COD<150mg/L,含油量<10mg/L 時(shí),排放水質(zhì)達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》的二級標(biāo)準(zhǔn)。這種方法一般在出水時(shí)均采用回注方式, 這樣就提高了含油污水的產(chǎn)油量及最終回收率。操作過程如下:含油污水→隔離池→浮選池→混凝沉淀→砂濾→精濾→電滲析→出水。含油污水處理的形式:該方法處理量大,投資及運(yùn)行成本也較低,科技含量高,經(jīng)過精濾處理后可排放污水,前景相當(dāng)可觀。但因?yàn)槠涮幚沓杀靖?,所以水質(zhì)無法達(dá)標(biāo),常常導(dǎo)致水壓升高,無法注水的現(xiàn)象普遍存在。綜上所述進(jìn)行總結(jié)如表 1。
3、研究方式及發(fā)展趨向
近年來,隨著世界水資源逐漸短缺,以及人們對環(huán)境保護(hù)意識的提高,污水處理也越來越受到人們的重視。盡管世界各地一直在改善含油污水處理技術(shù)及工藝, 但依然無法滿足其發(fā)展的需求。因此, 世界各國都加大技術(shù)的開發(fā)和工藝的研究,并出現(xiàn)以下的趨勢:
3.1 高效藥劑的研究與開發(fā)
由于破乳劑和混凝劑在實(shí)驗(yàn)中效果良好,混凝能力強(qiáng),沉降速度快。因此被重點(diǎn)應(yīng)用于水處理藥劑開發(fā)中,逐漸出現(xiàn)聚合鋁、鐵的混凝劑,并被普遍使用。無機(jī)高分子混凝劑品種之系列逐步形成體系。在有機(jī)方面也不斷進(jìn)行其他技術(shù)的嘗試。
3.2 先進(jìn)設(shè)備技術(shù)的引用和研制
電絮凝技術(shù)、生物處理技術(shù)、高新設(shè)備裝置等技術(shù)的研發(fā)與研制對提高含油污水的處理效率大有益處, 并取得了良好的效果。于是有科學(xué)家直言將會(huì)進(jìn)一步引進(jìn)新技術(shù),尤其是微波能技術(shù)和超聲波技術(shù), 在今后將會(huì)成為研究的重點(diǎn)對象和方向。對于已有的技術(shù)也會(huì)進(jìn)一步進(jìn)行改善,更好的為含油污水的處理提高質(zhì)量。
3.3 膜分離技術(shù)的推廣
膜分離技術(shù)能使污水水質(zhì)達(dá)到高標(biāo)準(zhǔn)的要求, 是今后研究的重要處理方法。其分離效率高,操作簡單,無變相和節(jié)約能源,在含油廢水處理中存在巨大潛力。因此,將膜分離技術(shù)與聚合技術(shù)相結(jié)合,不僅能解決膜污染,還能促進(jìn)技術(shù)的多方面研發(fā)。膜分離技術(shù)的推廣也成為一種不可逆轉(zhuǎn)的趨向。膜分離技術(shù)在未來將會(huì)發(fā)揮出意想不到的作用。
3.4 基因工程的培育
生物處理技術(shù)主要被應(yīng)用于地廣人稀, 水源短缺的油田地區(qū)。成本較低,方便操作,采油污水達(dá)標(biāo)后排放造成的環(huán)境污染小。這種技術(shù)的關(guān)鍵在于降解難溶性有機(jī)物和固體物,培養(yǎng)含油污水中適應(yīng)性強(qiáng),生存能力強(qiáng)的菌種,被認(rèn)為是 21 世紀(jì)最受歡迎的污水處理技術(shù)。該技術(shù)一直是生物研究中難以攻克的問題,特別是近幾年來,基因工程技術(shù)的應(yīng)用,使得基因菌種和降解固體物的生物技術(shù)研究迫在眉睫。不得不成為未來研究的重點(diǎn)技術(shù)工程。
4、結(jié)束語
通過對現(xiàn)有的技術(shù)進(jìn)行分析, 以及對先進(jìn)技術(shù)的不斷深入研究,含油廢水的處理水平得到了充足的進(jìn)步與發(fā)展。