含油及乳化液废水处理方法.docx

含油及乳化液废水处理方法.docx

《含油及乳化液废水处理方法.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《含油及乳化液废水处理方法.docx（10页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

含油及乳化液废水处理方法

含油及乳化液废水处理方法

含油废水的处理技术及分离的难易程度取决于油份在水中

的存在形态及处

理要求。

含油废水中的油分一般分为以浮油、分散抽、乳化油、溶烬油等四种形态存在。

（1）浮油；铺展在废水表面形成油膜或油层，这种油的油滴粒径较大.一般大于lOOgnir占总含油量的70%翅0%左右。

（2）分散油；油粒径在1卜100“m之间的微小油珠悬浮分散于水相中，很不稳定，可能聚集成较大的油珠变成悬浮油，也可能在自然和机械作用下变成乳化油，一般可采用粗粒化方法予以去除。

（3）乳化油？

油粒径在01^1・在污废水中呈乳浊状，细小的油珠外边包着一层水化膜并且帶有一定堂的负电荷，由于水中含有一定議的表面活性剂,使乳化油呈稳定状态，各油粒之间难以聚集，难以分离。

（4）溶解油：

油粒直径在0.1呵以下，甚至可以小到几纳米，并以化学方式溶解在水中，极难以处理。

2.2.22含油及乳化液废水处理技术现状

根据除油的原理，含油及乳化液废水的处理技术大体上为物理分离，化学去除和生物降解。

含油废水的处理难度大，往往需要多种方法组合使用，如重力分离、离心分离、溶剂抽提、气浮法、化学法、生物法、膜法、吸附法。

对于含油废水常常釆取的工艺为用隔油法去除悬浮态油，用气浮法去除乳化态油,用生化法去除溶解状态的油和绝大部分有机物。

常用方法有下面几种：

<1）溶气浮选法

溶气浮选法的原理足利用在含油废水悬浮液中释放出大量的直径在10-120pm的微气泡，分散于水中的微小油滴在表面张力作用下粘附在微气泡上,使气泡的浮力増大，使油滴上浮，达到油水分离的目的。

此方法的核心是产生气泡的方式，釆用较多的方式有电解法、分散法和溶入法。

溶气浮选法目前主要应用丁•废水中不含农面活性剂的分散油的分离。

在废水中含有一定量的表面活性剂使油水悬浮液严璽乳化的情况下，可在浮选前向水中投加絮凝剂进行破乳来炎高浮选效果.目前实际工程中采用的溶气浮选法就是把化学破乳和洛气气浮两种工艺相组合的絮離气浮法。

溶气浮选法的优点是处理水量较大，可把粒径大于25阿的油粒基本除去。

该法的工艺较为成熟，被广泛应用于石化废水、油田废水、轧钢生产废水等的处理“气

Rajinde严）用浮选柱冋收乳状液中的油，试验效果良好。

结果表明，对给定的送液量，油品回收率随送液油浓度增加而下降，而产品中的油浓度增加；油品回收率随气体流量增加而增加；油品回收率随表面活性剂的增加而下降。

（2）水力旋流法

水力旋流法是20世纪70年代研究产生的一种油水分离技术【|5],其应用研究起源于英国南汉普顿人学。

关键设备水力旋流器集重量轻、体积小、分离效果好、运行稳定可靠等诸多优点。

冃前该工艺在世界各地的油田除油系统中均有应用，倍受工程技术人员的重视。

北海乌拉油田采用油水分离器和水力旋流器串连处理油田含油废水，出水水质达回注水要求〔同・黄国德州西部二叠纪盆地油田，将水力旋流器代替隔油与浮选单冗处理油田采油废水，然后经一级过滤、气提、软化、二级过滤、离子交换，处理后出水作燕汽锅炉用水回用卩"。

近些年以来，我国由于采油工业的迅猛发展，从国外陆续引进了数套Vbrtoil水力旋流器，在油田釆出水处理上获得了很好的去除效果。

（3）酸化法

酸化法是用酸调节含池废水的pH值到37之间,产生的质子会中和双电层,通过减少池粒表而带电电荷而破坏其稳定性，促使油滴集聚分离。

同时可使存在油•水界面上含有高碳脂肪或高碳脂肪醇成分的表面活性剂与战反应后生成不易溶于水的脂肪醇或脂肪酸等，从而达到破乳的效果•破乳后用碱调节pH值在7〜9,可进一步除去油份。

酸化法处理含油废水的优点在于工艺设备比较简单，处理效果比较稳定・但缺点也多，如酸化后静遥分出油层的时间较长，同时盐酸等的使用对设备有一定的腐蚀作用，所以在一般情况下常将酸化法做作为一种预处理方法，与混凝或气浮等方法联合使用，可使处理效率和净化指标明显提高。

（4）絮凝法

絮凝法破乳是近年来应用得较为广泛的方法之一，在含油废水处理领域占有非常重要的地位。

劉凝法通过投加合适的絮凝剂在废水中形成高分子絮状物,经过中和.吸附、架桥等作用去除废水中油滴、悬浮颗粒等污染物质卩忙絮凝剂种类繁多，常用的大多是高价阳离子铝盐。

最近几年来新型絮凝剂的主要研究方向是无机髙分子絮凝剂和复合絮濮剂的开发与应用。

关卫省【呵研究用新型复合絮凝剂XG977來处理含油及乳化液废水的效果,结果表明XG977絮凝剂对含油废水中CODcr.乳化油及SS都有较高的去除率。

赵方周等口®釆用XDY絮凝剂处理胜利含油股水，当投药量为20mg/L时，油去除率高达97.4%,悬浮物去除率为50.6%。

试验结果表明，XDY絮凝剂对乳化废水有较强的破乳和絮凝能力；对乳化油和悬浮颗粒都有很好的絮凝作用

和吸附架桥能力。

在同等试验条件下，XDY絮凝剂的除油效果耍比聚合氯化铝（PAC）好。

（5）盐析法

乳化液中油以胶体颗粒状髙度分散在水中，其表面自由能相当大，是一个不稳定体系，会自发破乳降低表面自由能。

乳化液之所以稳定，主要是由于表面活性剂降低了体系表面自由能，使体系界面总能量保持在较低的水平，同时还由于双电层和同性电荷的相斥，阻止了油滴的集聚。

•

盐析法的原理是当向乳化液废水中投加无机盐类电解质，去除乳化油珠外围的水化离子，压缩油粒与水界面处双电层厚度，中和电荷，导致双电层破坏，从而使油粒脱稳，油珠间吸引力得到恢复而相互聚集，最终达到破乳的目的⑺】。

常用的电解质有钙、镁.铝的盐类，其中又以钱盐、钙盐使用居多。

盐析法优点是操作简单，费用较低。

但单独使用投盐量一般较大（1好5%）,—般用作初

■

级处理，而且该法设备占地面积大，聚析速度慢，油水分离时间较长，对含有表面活性剂的含油废水处理效果也不理想®、

（6）内电解法

内电解工艺是依据金属的腐蚀电化学原理，利用微电池效应、氧化还原反应、电化学附集、物理吸附等作用对废水进行处理的工艺。

在装置中，电极溶出并形成混凝剂，从而使废水中的胶体及悬浮物质相互凝结而沉降、分离，微电流对大分子物质也有断链、开坏的作用，从而去除废水的色度和降解CODcr,提高废水可生化性，因此该工艺可作为废水的预处理工艺与英它处理方法结合起来泗。

内电解又称电磁吸附法，它还可利用磁性颗粒与含油废水相混掺，利用油珠的磁化效应，通过磁性过滤将油去除。

其设备构造类似于吸附固定床，目前

■

研究和应用最多的是铁碳床。

当废水和铁碳床接触时，发生如下反应卩叫

Fe-2eTF』

+2KOtFe（OH）2+2H“

其中，F<^具有较强的还原作用，可使废水某些氧化组分还原；FMOHb具有絮凝作用；活性炭利用自身的多孔结构吸附油类等有机物，并滋生微生物；恢碳构成的原电池产生微弱的电流，能够刺激微生物的新陈代谢。

熊英健“】等据此原理研制的絮凝床，处理石油废水使得废水的含油量从250mg/L降至5mg/L、CODcr从500mg/L降至130mg/L,取得较好的处理效果。

（7）生物膜法

生物膜法中将好氧微生物附着生长在固体填料表面，形成胶质相连的生物粘膜。

在处理过程中，废水中含有的油类和溶解氧为生物膜所吸附，油类被不断分解除去，同时生物膜本身也不断逬行新陈代谢卩忙

天津环境科学院邹克华等㈡】用生物膜法处理油田采油废水，有效地降解了含油废水中的矩类等污染物，废水处理效果良好，岀水水质达标稳定后排放。

同济大学陈洪斌等［绚采用圆柱状聚丙烯悬浮填料生物膜接触氧化法处理大港石化公司的炼油厂含油废水，实验中直接采用好氧处理.处理后的BOD、CODcr降解率分别达到80%和50%,油、硫化物等污染物基心被完全去除。

（8）特种生物法

上海宝钢采用江苏博大环保坏保股份有限责任公司从波兰引进并与波兰和美珂合作开发生产的专用“倍加清除油生物菌种”处理钢铁冷轧含油废水，冷轧废水含油量得到有效的去除，CODcr指标也大为降低〔纲。

这种菌种经过驯化后能够在各种不同条件下生长、繁殖并对废水中的有机污染物进行降解。

它已经多次成功地被应用于天然木体净化、城市生活污水处理、油田废水治理、汽车工业废水处理以及钢铁行业废水处理等多个领域，取得了良好的应用效果。

其原因在于该定向菌充分发挥了细胞外騎与内輪的双重作用，外酶可以把复杂的难以点接进入细胞的分子结构进行分解，细胞内酶则起同化作用，实验结果表明经过驯化后的菌种非常适应冷轧乳化油的环境，定向性强㈤L该生物处理方法己在国内外尤其是美国及西欧广泛地应用于油田及乳化油废水处理、生活含池污水处理中。

近年来，海上石油泄漏事故频发，为了应对此类生态污染，研究人员分离培养了专以石油为底物的特种生物菌种，把该菌种和营养物起制成浮子，抛撤在海面上能够快速有效地降解掉漂浮在水面的石油。

此外，臭氧技术在含油废水处理中的应用也日益广泛.电化学、光电化学法由于能耗和处理费用较高.目前尚处于试验阶段【训。

膜分离.氧化技术、生物深度处理技术己成为处理含油废水的研究热点。

综上所述，含油废水的处理方法虽然较多，但各种方法都有其局限性，用单一的方法来处理往往达不到排放要求。

因此，在实际应用中，通常将几种方法组合起來，形成多级处理工艺，便出水水质指标达到排放标准。

由于传统含油废水处理方法的局限性与含油废水排放标准严格化之间的矛盾，还需不断开发研究高效且适用的方法來处理来含油废水。

膜技术以其分离效率高、易操作、占地面积小、甚至不需要添加化学药剂等许多优点，近几年来一直是含油废水处理领域中的研究热点之一。

222.3冷轧含油及乳化液废水处理工艺

在冷轧含油废水及乳化油处理中，较常用的方法是化学法和超滤法。

（1）化学法

冷轧厂排放的含油废水含有乳化剂、脱脂剂和固体粉耒等，化学稳定性好,很难通过静态或重力自然沉降法分离.乳化液是在油或脂类物质中加入表面活性剂，然后加入水。

油和脂在表面活性剂的作用下以极其微小的颗粒在水中分散，由于其特殊是的结构和极小的分散度，在水分子热运动的彩响下.油滴在水中是非常稳定的，如同溶解在水中一样。

这种乳化液通常称之为水包油型乳化液，其乳化液中含有脱脂剂、悬浮物等，因此形成的乳化液稳定性更好。

乳化液一般采用化学药剂进疔破乳，使含油废水中的乳化液脱稳，然后投入絮凝剂进行絮凝，使脱稳的油滴通过架桥吸附作用凝聚成较大的颗粒，再通过气浮的方法予以分离。

一般根据废水中的含油浓度决定采用一级或两级气浮，通过气浮分离的废水一般含油量仍然较大，很难满定排放要求。

通常还需进行过滤处理，过滤可采用石英砂过滋加活性炭过滤或者采用核桃壳进行过滤，一般的含油废水中含有较高的COD。

，对于排放要求校高的地区，一敗还需要对滤后水进行COD。

降解处理，可选用生化法或氧化性较强的垣。

2进行深度处理，含油废水的典型处埋工艺流程图如图2・2〜2・4所示.

含油及乳化液股水

破乳剂絮凝剂

核桃芜过滤器

排放或进行

COD降解处理

图2・2含油及乳化液废水工艺流程图

（一）

破乳剂破乳剂絮凝剂

图2・3含油及乳化液废水工艺流程图

（二）

含油及乳化液废水

破乳剂破乳剂絮凝剂

图2・4含油及乳化液废水工艺流程图（三）

（2）超滤法

施密特在1861年最先提出超滤的概念卩兔超滤法是一种腫分离技术，截留分子或微粒的范围约为0.005〜lOgim即截留分子虽大于500的颗粒。

一般的油和脂类分子量均大于500,而水的分子量仅18,所以水分子可以透过超滤脱而油脂分子则被截留下來，从而达到油木分离。

从冷轧厂排出的含油及乳化液废水不仅含有油而且含有大量的铁屑、灰尘等固体颗粒杂质，而且废水的排放量波动性大。

为了使这些大颗粒杂质不至于堵塞、刮伤超滤脱，并使处理废水杲均匀，需要在含油及乳化液废水进入超滤系统之前对其进行预处理和水量调节。

同时为了使被超滤诙缩的乳化含油液废水的含油浓度进一步提高，以便于回收再利用，一般还需对超滤Z的废乳化液进行浓缩处理。

比较完整的含油及乳化液超滤系统由三个部分组成；预处理部分、超滤部分和后处理部分（废油浓缩部分）。

超滤法典型工艺流程有三种为；连续过滤式、间歇过滤式、重过滤式。

连续过滤式的典型流程如图2・5所示：

图2-5连续过滤式的典型流程

间歇过滤式的典型流程如图2-6所示；

含油及乳化液废水

图2・6间歇过滤式的典型流程

重过滤式的典型流程如图2・7所示;

含油及乳化液废水

浓缩液循环

—~~亟坏水泵|——*超滤装置,一”渗透主

图2-7重过滤式的典型流程

冷轧厂含油及乳化液废水处理系统中，为了使废乳化液得到最大限度的浓缩，一般采用二级超滤。

第一级超滤采用重过滤式，因为处理过程中废水可以从调节池中循坏不间断地得到补给；第二级超滤采用间歇过滤式，这是由于第二级超滤处理的废水是从第一级周期性的排放得米的。

经过第二级超滤装置浓缩处理的废油，其含油浓度可以达50%左右，还需要采用加热法、离心法、电解法等方法进行废油的进一步浓缩提纯。

超滤法工艺的主要构筑物及设备包括含油废水调节池、纸带过滤机、超滤循环榊、超滤膜组件、废油收集槽等。

超滤膜根据材质分为有机膜和无机膜两大类。

其中有机膜按照不同制作材

料可分为聚偏氟乙烯膜（PVDF）、聚靦膜（PS）、醋酸纤维素膜（CA）、聚丙烯睛膜（PAN）、聚懸矶膜（POS）等；无机膜也称陶瓷膜，材质可分为氧化错（ZK）2〉和氧化铝（AlQj）两种•无机膜相对有机眦而言具有化学稳定性好，髙分离率,耐高温，奇透水量等优点，但一次性投资较高°超滤膜根据形状乂可分为平板膜、管状膜和中空纤维等。

管状饌又有单孔脱管和多孔膜管之分，单孔膜管通道大，不容易堵塞，但比表面积比较小：

多孔膜管孔径小，容易堵塞，但比表面积大，投资也少一些。

膜管材质、形状须根据废水的水质条件，通过技术经济方案比较决定。

超滤组件的性能比较见表2・3卩叭

表2・3超滤组件的性能比较

组件

牍比表面积

投资

运行费用

漩动控制

膜涓洗

卷式

6CXMOOO

低

低

不好

易

管状

25-50

髙

好

易

板框状

400-600

高

较好

难

中空纤维

800-1200

低

任

好

易

超滤膜分离既是交叉流过滤过程，同时又是一种动态过滤过程。

废水对超滤系统运行的彫响因素很多，如温度、浓度、膜面流速及超滤膜两端的压力。

超滤膜分离用于含油废水的处理在国外已经比较广泛I34■均。

KoltuniewiczAB。

71等采用超滤法处理含乳化油废水，考察不同过程参数如離、膜组件、操作参数等对渗透通量的影响。

KozlowskiAB等述研究了超滤/反渗透组合工艺对自配的乳化油废水的去池效果（绚。

国内的谷和平等〔用采用由南京化工大学腔科学技术研究所研究制造的0.2pm孔径的二氧化皓（ZrOz）无机陶瓷超濾膜来处理上海宝山钢铁公司的含油乳化液废水，系统出水中油的质最浓度为lOmg/L,达到了排放要求。

王莹等人（啊采用旋转管式膜处理自制的含油废水，对比了内管膜和外管膜两种实验方式的除油效率，重点硏究了旋转离心力场在油水分离过程中的作用。