摘 要: 介紹常用的含油廢水處理技術(shù)的原理、特點(diǎn)及其除油設(shè)備,綜述含油污水的處理方法。
關(guān)鍵詞: 含油廢水;技術(shù);污水處理方法
?
含油污水的產(chǎn)量大,涉及的范圍廣,例如石油 開(kāi)采、石油煉制、石油化工、油品貯運(yùn)、油輪事故、 輪船航運(yùn)、車(chē)輛清洗、機(jī)械制造、食品加工等過(guò)程中均會(huì)產(chǎn)生含油污水。油污染作為一種常見(jiàn)的污 染,對(duì)環(huán)境保護(hù)和生態(tài)平衡危害極大。當(dāng)今油水 分離技術(shù)較多,常用的方法有重力分離法、空氣浮 選法、粗粒化法、過(guò)濾法、吸附法、超聲波法等技 術(shù),并且新的除油技術(shù)還在不斷的研發(fā)中。本文從除油器的原理及方法方面加以介紹。
1 重力分離法
重力分離法是典型的初級(jí)處理方法,是利用 油和水的密度差及油和水的不相溶性,在靜止或 流動(dòng)狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)油珠、懸浮物與水分離。分散在水中的油珠在浮力作用下緩慢上浮、分層,油珠上 浮速度取決于油珠顆粒的大小,油與水的密度差, 流動(dòng)狀態(tài)及流體的粘度。它們之間的關(guān)系可用 Stokes和Newton等定律來(lái)描述。
1.1 橫向流除油器[1]
橫向流含油污水除油設(shè)備是在斜板除油器的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的,它由含油污水的聚結(jié)區(qū)和分 離區(qū)兩部分組成。含油污水首先經(jīng)過(guò)交叉板型的 聚結(jié)器,使小分散油珠聚并成大油珠,小顆粒固體 物質(zhì)絮凝成大顆粒,然后聚結(jié)長(zhǎng)大的油珠和固體 物質(zhì)通過(guò)具有獨(dú)特通道的橫向流分離板區(qū),而從 水中分離出來(lái)。在進(jìn)行油水、固體物質(zhì)分離的同時(shí),還可以進(jìn)行氣體(天然氣)的分離。
1.2 波紋板聚結(jié)油水分離器[2]
波紋板除油原理主要是利用油、水的密度差, 使油珠浮集在板的波峰處而分離去除,其關(guān)鍵是 在于借助哈真淺池沉淀原理,制成波紋板變間距 變水流流線,過(guò)水?dāng)嗝媸亲兓?水流呈擴(kuò)散、收 縮狀態(tài)交替流動(dòng),產(chǎn)生了脈動(dòng)(正弦)水流,使油珠 之間增加了碰撞機(jī)率,促使小油珠變大,加快油珠 的上浮速度,達(dá)到油水分離的目的。
1.3 聚集型油水分離器[3]
奧地利費(fèi)雷公司在世界上率先開(kāi)發(fā)了CPS 一體化波紋板式重力加速聚集型油水分離器。該 波形板是費(fèi)雷公司的專(zhuān)利產(chǎn)品,以聚丙烯為基礎(chǔ)材料,內(nèi)含多種添加劑,使其具有親油而不粘油、 抗老化是特點(diǎn)。波紋板一塊一塊地疊加起來(lái)的, 間距一般為6 mm(當(dāng)水中懸浮物含量較高時(shí),可 采用間距12 mm的設(shè)計(jì))。
1.4 高效仰角式游離水分離器[4]
將臥式和立式游離水分離器相結(jié)合,采用仰 角設(shè)計(jì),克服了立式容器內(nèi)油水界面覆蓋面積小 和臥式容器油水界面與水出口距離短,分離時(shí)間 不充分的缺點(diǎn)。來(lái)液進(jìn)口位于管式容器的上行 端,水中油珠能聚結(jié)并爬高上行至頂端油出口,而 水下沉至底端水出口排出。該設(shè)備仰角小于12°, 長(zhǎng)18.3 m,直徑為1 372 mm和914 mm兩種規(guī)格。
2 過(guò)濾法
過(guò)濾法是將廢水通過(guò)設(shè)有孔眼的裝置或通過(guò)由某種顆粒介質(zhì)組成的濾層,利用其截留、篩分、 慣性碰撞等作用使廢水中的懸浮物和油分等有害 物質(zhì)得以去除。常用的過(guò)濾方法有3種:分層過(guò) 濾、隔膜過(guò)濾和纖維介質(zhì)過(guò)濾。
膜過(guò)濾法又稱(chēng)為膜分離法[5],是利用微孔膜 將油珠和表面活性劑截留,主要用于除去乳化油 和某些溶解油。濾膜包括超濾膜、反滲透膜和混合濾膜等。膜材料包括有機(jī)膜和無(wú)機(jī)膜兩種,常 見(jiàn)的有機(jī)膜有醋酸纖維膜、聚砜膜、聚丙烯膜等, 常用的無(wú)機(jī)膜有陶瓷膜、氧化鋁、氧化鈷、氧化鈦 等。乳化油處于穩(wěn)定狀態(tài),用物理方法或者化學(xué)方法很難將其分離。隨著膜科學(xué)的飛速發(fā)展,膜 過(guò)程處理乳化油污水已逐步被人們接受并在工業(yè) 中應(yīng)用。
3 離心分離法
離心分離法是使裝有含油廢水的容器高速旋轉(zhuǎn),形成離心力場(chǎng),因固體顆粒、油珠與廢水的密 度不同,受到的離心力也不同,達(dá)到從廢水中去除 固體顆粒、油珠的方法。常用的設(shè)備是水力旋流分離器。旋流分離器在液固分離方面的應(yīng)用始于 19世紀(jì)40年代,現(xiàn)在較為成熟,但在油/水分離領(lǐng)域的研究要晚得多。雖然液固分離與液液分離 的基本原理相同,但二者設(shè)備的幾何結(jié)構(gòu)卻差別 較大。脫油型旋流分離器起源于英國(guó)。從20世 紀(jì)60年代末開(kāi)始,由英國(guó)南安普頓大學(xué)Martin The w教授領(lǐng)導(dǎo)的多相流與機(jī)械分離研究室開(kāi)始 水中除油旋流分離器的研究,發(fā)明了雙錐雙入口型液-液旋流分離器。在試驗(yàn)過(guò)程中取得滿(mǎn)意效 果。隨后,Young GAB等人設(shè)計(jì)出的與雙錐型旋流器具有相同分離性能但處理量要高出1倍的單 錐型旋流分離器。經(jīng)過(guò)幾何優(yōu)化設(shè)計(jì),Conoco公司提出了K型旋流分離器,對(duì)于直徑小于10μm 的油滴分離性能提高更加明顯。由于旋流分離器 具有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn),旋流脫油技術(shù)在發(fā)達(dá)國(guó)家含油廢水處理特別是在海上石油開(kāi)采平臺(tái)上已成 為不可替代的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備。
4 浮選法
浮選法,又稱(chēng)氣浮法,是國(guó)內(nèi)外正在深入研究 與不斷推廣的一種水處理技術(shù)。該法是在水中通入空氣或其他氣體產(chǎn)生微細(xì)氣泡,使水中的一些 細(xì)小懸浮油珠及固體顆粒附著在氣泡上,隨氣泡 一起上浮到水面形成浮渣(含油泡沫層),然后使 用適當(dāng)?shù)钠灿推鲗⒂推踩?。該法主要用于處理?油池處理后殘留于水中粒經(jīng)為10~60μm的分散油、乳化油及細(xì)小的懸浮固體物,出水的含油質(zhì)量 濃度可降至20~30 mg/L。根據(jù)產(chǎn)生氣泡的方式不同,氣浮法又分為加壓氣浮、鼓氣氣浮、電解氣 浮等,其中應(yīng)用最多的是加壓溶氣氣浮法。
5 生物氧化法
生物氧化法是利用微生物的生物化學(xué)作用使廢水得到凈化的一種方法。油類(lèi)是一種烴類(lèi)有機(jī) 物
,可以利用微生物的新陳代謝等生命活動(dòng)將其 分解為二氧化碳和水。含油廢水中的有機(jī)物多以溶解態(tài)和乳化態(tài)存在,BOD5較高,利于生物的氧 化作用。對(duì)于含油質(zhì)量濃度在30~50 mg/L以 下、同時(shí)還含有其他可生物降解的有害物質(zhì)的廢 水,常用生化法處理,主要用于去除廢水中的溶解 油。含油廢水常見(jiàn)的生化處理法有活性污泥法、 生物過(guò)濾法、生物轉(zhuǎn)盤(pán)法等?；钚晕勰喾ㄌ幚硇?果好,主要用于處理要求高而水質(zhì)穩(wěn)定的廢水。 生物膜法與活性污泥法相比,生物膜附著于填料載體表面,使繁殖速度慢的微生物也能存在,從而 構(gòu)成了穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)。但是,由于附著在載體 表面的微生物量較難控制,因而在運(yùn)轉(zhuǎn)操作上靈 活性差,而且容積負(fù)荷有限。
