含油废水处理技术综述
滤料易堵,存在表面活性剂 时效果差
活性污泥 溶解油
< 1 0 除水水质好,基建费用低
进水要求高,操作费用高
生物滤池 溶解油
< 1 0 适应性强,运行费用低
基建费用高
吸附
溶解油
< 1 0 除水水质好,装置占地面积小 吸附剂再生困难,投资较高
2.2.5 膜过滤法 膜过滤法除油是利用微孔膜拦截油粒,它主要用于去除乳化油和溶解 油。滤膜又可分为超滤膜、反渗透膜和混合滤膜。超滤膜的孔径一般为 0. 005~0.0l μ m,比乳化油粒要小得多,反渗透膜的孔径比超滤膜的还要小。 因此,在受压情况下含油废水中的油粒无法通过滤膜而被截留下来。这两 种膜常被制成空心纤维管过滤器,以增大膜的过滤面积。混合过滤膜的孔 径在 1 μ m 以上,是由亲水膜和亲油膜组成的。亲水膜是一种经化学处理 的尼龙超细无纺布,它只允许水通过。亲油膜为聚丙烯超细无纺布,它只 能让油粒通过。因此,利用混合膜过滤器便可达到水油分离的目的。 膜过滤法工艺流程简单,处理效果好,出水一般不带有油,但处理量 较小,不太适合大规模废水处理,而且过滤器容易堵塞。 2.2.6 电磁吸附法 将磁性颗粒与含油废水混合,油珠被磁性粒子吸附,然后用磁分离装 置将含油磁粒分离,污水便可得到净化,含油磁粒再作进一步处理,此即 为电磁吸附法,这种方法应用得比较少。 2.2.7 生物氧化法 油类是一种烃类有机物,可以利用微生物将其分解氧化成为二氧化碳 和水。含油污水生化处理有活性污泥法和生物过滤法两种。前者是在曝气 池内利用流动状态的絮凝体(活性污泥)作为净化微生物的载体,通过吸 附、浓缩在絮凝体表面上微生物来分解有机物。后者系在生物滤池内,使 微生物附着在固定的载体(滤料)上,污水从上而下散布,在流经滤料表 面过程中,污水中的有机物质便被微生物吸附和分解破坏。 2.3 各种处理方法比较 含油废水的各种处理方法比较见表 2 。
乳化油
> 1 0 除油率高,连续操作
装置复杂,耗电量大,消耗 大量铝材,难大型化
电磁吸附 乳化油
< 6 0 除油率高,装置占地面积小 耗电量大,工艺未成熟
膜过滤 乳化油、溶解油 < 6 0 除水水质好,设备简单
膜清洗困难,操作费用高
砂滤
分散油
> 1 0 除水水质好,投资少,无浮油 反吹操作要求较高
粗粒化 分散油、乳化油 > 1 0 设备小型化,操作简单
于 10 μ m,大部分为 0.1~2 μ m。 处理方法,如高分辨法,涡凹气浮法和无动力法等。
(4 )溶解油:是一种以化学方式溶
解的分散油,油粒直径比乳化液还 前一般采用简单的隔离池分离回收。微细的油珠分散于
随着工业的发展,含油废水的 水中形成水—油乳化液,由于乳化液的油珠极细,其表面形成一层界膜,
2003.No.7·月刊 27
【节能环保技术】
性炭,它具有良好的吸油性能,可 吸附废水中的分散油、乳化油和溶 解油。但吸附容量有限(对油一般 为 30~80mg/g),且活性炭价格较 贵,再生也比较困难,因此一般只用 作低浓度含油废水处理或深度处理。 寻求新的吸油剂方面的研究, 已有不少报道。其中吸附树脂是近 年来发展起来的一种新型有机吸 附材料,吸附性能良好,易于再生 重复使用,有可能取代活性炭。此 外,煤炭、吸油毡、陶粒、石英砂、 木屑、稻草等也具有吸油性能,可 用作吸附材料。吸附材料吸油饱和 后,有的可再生重复使用,有的可 直接用作燃料。 2.2.4 粗粒化法 粗粒化法(亦叫聚结法)是使含 油废水通过一种填有粗粒化材料的 装置,使污水中的微细油珠聚结成 大颗粒,达到油水分离的目的。本 法适用预处理分散油和乳化油。其 技术关键是粗粒化材料,从材料的 形状来看,可分为纤维状和颗粒 状;从材料的性质来看,许多研究 者认为材质表面的亲油疏水性能是 主要的,而且亲油性材料与油的接 触角小于 70°为好。当含油废水通 过这种材料时,微细油粒便吸附在 其表面上,经过不断碰撞,油珠逐 渐聚结扩大而形成油膜。最后在重 力和水流推力下,脱离材料表面而 浮升于水面。粗粒化材料还可分为 无机和有机两类。外形可做成粒 状、纤维状、管状或胶结状。聚丙 烯、无烟煤、陶粒、石英砂等均可 作为粗粒化填料。 粗粒化除油装置具有体积小、 效率高、结构简单、不需加药、投 资省等优点,缺点是填料容易堵 塞,因而降低除油效率。
【节能环保技术】
含油废水
也妨碍水生植物的光合作用,从而影响 水体的自净,甚至使水体变臭,破坏水
处理技术综述
资源的利用价值。对于鱼、虾、贝类,长 期在含油污水中生存将导致其肉内含有 油味,不宜食用。油污染严重时还会直
文/任玉森(上海宝钢技术中心,上海 201900) 摘 要:介绍了近年来研究较多和广泛使用的含油 废水处理方法,探讨了各种处理方法的分离原理, 并对各种方法的优缺点进行了比较。 关键词:含油废水 气浮 粗粒化 膜分离 吸附
排放量与日俱增,对环境的污染日 带有电荷,油珠外围形成双电层,使油珠相互排斥极难接近,在动力学上
趋严重。含油废水的危害性主要表 有一定的稳定性,较难处理。因此,要使油水分离,首先要破坏油珠的界
现在:油类物质漂浮在水面,形成 膜,使油珠相互接近并聚集成大滴油珠,从而浮于水面,这个过程叫破乳。
一层薄膜,能阻止空气中的氧溶解 常用的破乳方法有高压电场法、药剂法、离心法、超滤法等。
到水中,使水中的溶解氧减少,致 2.1 破乳方法
使水体中浮游生物因缺氧而死亡, 2.1.1 高压电场法
22 月刊·2003.No.7
JIE NENG YU HUAN BAO / JIE NENG HUAN BAO JI SHU
该方法是利用电场力对乳液颗粒的吸引或排斥作用,使微细油粒在运 动中互相碰撞,从而破坏其水化膜及双电层结构,微细油粒聚结成较大的 油粒浮升于水面,达到油水分层的目的。 高压电场可通过采用交流、直流或脉冲电源来实现。 2.1.2 药剂破乳法 药剂破乳法是指向废水中投加破乳剂,破坏油珠的水化膜,压缩双电 层,使油珠聚集变大与水分开。药剂破乳又分为盐析法、凝聚法、盐析— 凝聚混合法和酸化法等。 (1 )盐析法:盐析法是指向废水中投加盐类电解质,破坏油珠的水 化膜,压缩油粒与水界面处双电层的厚度,使油粒脱稳。常用的电解质有 氯化钙、氯化镁、氯化钠、硫酸钙、硫酸镁等。该法操作简单,广泛应用 于含油废水的初级处理。 (2 )凝聚法:凝聚法是指向废水中投加絮凝剂,利用絮凝物质的架桥 作用,使微粒油珠结合成为聚合体。常用的絮凝剂有明矾、聚合氯化铝、活 化硅酸、聚丙烯酰胺、硫酸亚铁、三氯化铁、镁矾土等。研究表明,当 pH = 8.0~9.0 时,用明矾处理溶解油是有效的;而 pH = 8~10 时,可采用硫 酸亚铁。无机絮凝剂法具有处理速度快的特点,但污泥产生量大,故近年 来有机高分子絮凝剂、无机-有机复合与复配型絮凝剂的研究成为热点。 (3 )酸化法:酸化法是向废水中投加酸类,如硫酸、盐酸、醋酸或环 烷酸等,破坏乳化液油珠的界膜,使其皂变为脂肪酸分离出来。采用这种 方法因降低了废品率水的 p H 值,故在油水分离后需要用碱剂调节 p H 值, 使之达到排放标准。 (4)盐析 - 凝聚混合法:盐析 - 凝聚混合法是指向废水中加入盐类电 解质,使乳化液初步破乳,再加入凝聚剂使油粒凝聚分离。 2.1.3 离心法 该法是指借助离心机械所产生的离心力,利用油水间的密度差进行分 离。离心机有卧式和立式两种。在离心力的作用下,水相从离心机的外层 排出,油相从离心机的中部排出。离心机结构比较复杂,运转费用高,适 用于污水量小,占地受严格限制的场合。 2.1.4 超滤法 超滤法是一种物理破乳法,它是使乳化油废水通过超滤膜过滤器,利 用超滤膜孔径比油珠孔径小的特点,只允许水通过,而将比膜孔径大的油 粒阻拦,从而达到乳化油水分离的目的。常用处理含油废水的膜分为有机 膜、无机膜和复合膜。 以上破乳方法,以药剂法最为常见,国内采用较普遍。高压电场法仍 然处于试验阶段,超滤法国内已有使用。 2.2 破乳除油后的再处理 乳化液经破乳除油后,还需要进一步处理,才能达到排放标准。再处 理方法和设备多种多样,概括起来可分为: 2.2.1 重力分离法 重力分离法是一种利用油水密度差进行分离的方法。此法可用于除 60
附、离子交换等);化学法(凝聚、酸化、
盐析、电解等);微生物法(活性污泥、
生物滤池、氧化塘等);各种类型处理方
1 含油废水简介
法及其特点比较见表 1。按处理深度可分为一级处理、二级处理和深度处理。
含油废水是一种常见的工业废 水。含油废水中的油主要以漂浮 油、分散油、溶解油及油—固体物 等形式存在。(1 )浮油:以连续相 漂浮于水面,形成油膜或油层。这 种油的油滴直径较大,一般大于 100 μ m ;(2 )分散油:以微小油滴悬 浮于水中,不稳定,经静置一定时
表 2 各种处理方法比较
去除粒径 方法名称 适用范围 (μ m)
主要优点
主要缺点
重力分离 浮油、分散油 > 6 0 效果稳定,运行费用低
占地面积大
气浮
分散油、乳化油 > 1 0 效果好,工艺成熟
占地面积大,浮油难处理
化学凝聚 乳化油
> 1 0 效果好,工艺成熟
占地面积大,药剂用量多, 污泥难处理
电解
10~100 μ m;(3)乳化油:水中往 指标之一,由于涉及环保的排放要求,含油废水的处理采用物理法是总的
往含有表面活性剂使油成为稳定的 趋势,可以有效免除化学处理带来的麻烦,具有占地面积小、处理率高、
乳化液,油滴粒径极微小,一般小 对改善水环境有明显效果等特点。国内现在已经使用了多种较先进的物理
接导致水生动物的窒息死亡。因此,含 油污水必须适当处理后才能排放。 混入水中的油极少以单一的状态存 在,需要采用多级处理方法进行处理后 才能达到排放标准。含油废水处理的难 易程度随其来源及油污的状态和组成不
同而有差异。其处理方法按原理可分为
物理法(沉降、机械、离心、粗粒化、过
滤、膜分离等);物理化学法(浮选、吸
含油废水 处理方法 对环境影响 水的回用 处理速度 经济效益