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含油廢水的多種處理工藝

       一、含油廢水的定義

       含油廢水是指：含有脂（脂肪酸、皂類、脂肪、蠟等）及各種油類（礦物油、動植物油）的廢水。含油廢水的特點是COD、BOD高，有一定的氣味和色度、易燃、易氧化分解，一般比水輕、難溶于水，含油廢水是一種量大面廣且危害嚴重的工業廢水，其污染主要表現在以下幾個方面：
       1、惡化水質、危害水產資源；2、危害人體健康；3、污染大氣；4、影響農作物生產；5、影響自然景觀；6、影響潔凈的自然水源。
       鑒于含油廢水的污染性，我國規定含油廢水最高允許排放濃度為1mg/L。

       二、油在水中的存在形式

       1、懸浮油：粒度≥100μm，靜置后能較快上浮，以連續相的油膜漂浮在水面上；

       2、分散油：粒度為10-100μm，懸浮、彌散在水箱中，在足夠時間靜置或外力的作用，可凝聚成較大的油滴上浮到水面，也可能進一步變小，轉化成乳化油；
       3、乳化油：粒度為0.1-10μm（極微細的油滴），由于油-水界面有表面活性劑的影響，以水包油的形式穩定地分散在水中，單純用靜置的方法很難實現油水分離。
       一般的含油廢水中，上述3種油不一定都會存在，但是在代表性行業，例如電鍍廢水中則都存在，油脂濃度一般在300-500mg/L，其中乳化油所占比例最大。
       對于含油廢水的處理方法，總結起來有以下10種常見方法：

       1、沉降分離法

       沉降分離法是利用油水兩相的密度差及油和水的不相溶性進行分離的，屬一級處理。沉降分離在隔油池中進行，常見的有平流式、平行板式、波紋板式等型式。平流式隔油池的設計主要基于斯托克斯公式，由公式可求得一定表面積的隔油池所能除去的最小油滴直徑。隔油池水流狀態對除油能力和效果也有很大影響，最好的水流狀態是層流狀態，它有利于油滴的上升和固相的沉降。

       2、粗粒化法

       利用油水兩相對聚結材料親和力的不同來進行分離。含油廢水通過粗粒化材料時，其中細小的油滴聚結成較大的油粒，從而加大上浮速度，屬二級處理。

       粗粒化法是將材料填充于粗粒化裝置中，當廢水通過時可以去除其中的分散油。該技術關鍵是粗粒化材料，材料的形狀主要有纖維狀和顆粒。常用的親水性材料是在聚酰胺、聚乙烯醇、維尼綸等纖維內引入酸基（磺酸基、磷酸基等）和鹽類，親油性材料主要有蠟狀球，聚烯系或聚苯乙烯系球體或發泡體，聚氨酯發泡體等，有學者認為其接觸角小于7°為好。
       通過污水在粗粒化前后油珠粒徑分布的變化來判定除油效果及工藝可行性，主要評價指標為油的去除率及出水含油。

粗粒化法無需外加化學試劑，無二次污染，設備占地面積小，基建費用較低。
但用此法處理含油廢水要求進口濃度較低，因此進入設備前的含油廢水必須經預處理，否則出水油濃度較高（一般高于10mg/L），常需再進行深度處理。

3、過濾法

       利用顆粒介質濾床的截留及慣性碰撞、篩分、表面黏附、聚并等機理，去除水中油份，一般用于二級處理或深度處理。常見的顆粒介質濾料有石英砂、無煙煤、玻璃纖維、高分子聚合物等。

       對某機車廠含油廢水先經隔油、混凝沉淀、再經過濾，出水各項指標均達排放標準，油去除率可達95%，完全可用于有關生產車間。

       過濾法設備簡單、操作方便，投資費用低。但隨運行時間的增加，壓力下降逐漸增大，需經常進行反沖洗，以保證正常運行。

   4、膜分離法

   膜分離法是S.Sourirajan所開拓，并在近20多年來迅速發展起來的分離技術。

       膜分離法處理含油廢水是利用多孔薄膜為分離介質，截留含油廢水中的油及表面活性劑而使水分子通過，達到油水分離目的。膜分離技術的關鍵是膜和組件的選擇。

       膜材料可分為髙分子膜和無機膜，常用的高分子膜有醋酸纖維膜、聚砜膜、聚丙烯膜、聚偏氟乙烯膜等；常用的無機膜材料有氧化鋁、氧化鋯、氧化鈦等。按孔徑大小又可分微濾、超濾、反滲透等。最適合于排放要求高、處理量不大的含油廢水。

   5、浮選法

       浮選法是利用油珠粘附于水中的微氣泡后使浮力增大而浮上分離，主要用來處理含油廢水中靠重力分離自然上浮難以去除的分散油、乳化油和細小的懸浮固體物（要投放無機或有機的絮凝劑）。

       由于空氣微泡由非極性分子組成，能與水性的油結合在一起，帶著油滴一起上升，上浮速度可提高近千倍，所以油水分離效率很髙。根據產生氣泡的方式不同，又可分為加壓溶氣浮選法、葉輪浮選法和曝氣浮選法。

       為提高浮選效果，可再向廢水中加入無機或有機高分子絮凝劑，即為絮凝浮選法，則對油水分離的效果還會提高。目前該法已被廣泛應用于油田廢水石油化工廢水、食品油生產廢水等的處理、工藝較為成熟。

   6、吸附法

       吸附法是利用多孔固體吸附劑對含油廢水中的溶解油及其它溶解性有機物進行表面吸附。常用的吸附劑有活性炭，活性炭不僅對油有很好的吸附性能，而且能同時有效地吸附廢水中的其它有機物，但吸附容量有限（對油一般為30—80mg/g），且成本高，再生困難，限制了它的應用。

       經吸附法處理后出水油含量可在5mg/L以下，因此吸附法一般只用于含油廢水的深度處理。徐根良等對拆船廠含油廢水進行處理，出水油含量在5mg/L以下，多數在1mg/L以下。所用吸附劑為改性膨潤土、磺化煤、廢舊活性炭、碎焦炭、有機纖維等易得原料。

   7、凝聚法

       凝聚法是向廢水中投加一定比例的絮凝劑，在廢水中生成親油性的絮狀物，使微水油滴吸附于其上，然后用沉降或氣浮的方法將油分去除。

       常用的有硫酸鋁、硫酸亞鐵、三氯化鐵、聚合氯化鋁、聚合氯化鋁等無機絮凝劑和聚丙烯酰胺、丙烯酰胺等有機絮凝劑，不同絮凝劑的PH值使用范圍不同。

       為加強絮凝效果，往往兩個絮凝劑復合使用。此法投藥量大，排渣量大，適用于處理廢水量很大，而含油量較少的乳物油或其它細小懸浮物。

   8、鹽析法

       鹽析法是向廢水中投加無機鹽類電解質。電解質把油珠擴散層的陽離子全部被趕到了吸附層中，導致雙電層破壞，油珠則變成中性，油珠間吸引力恢復而相互聚并，從而達到破乳目的。常用的電解質是鈣、鎂、鋁的鹽類，它既可中和電荷又可轉換表面活性劑性質，使處理效果提高。鹽析法投鹽量一般在1%-5%之間，經鹽析法處理后，出水油的含量一般大于10mg/L。但該法聚析速度慢，沉降分離時間長，設備占地面積大，而且對由表面活性劑穩定的含油乳狀液的處理效果不好。

   9、電解法

       電解法包括電解凝聚吸附法和電解浮上法。電解凝聚吸附是利用溶解性電極電解乳化油廢水。從溶解性陽極（Fe或Al）溶解出金屬離子，金屬離子發生水解作用生成氫氧化物吸附、凝聚乳化油和溶解油，然后沉降除去油分。

       此法主要適用于機加工工業中冷卻潤滑液在化學絮凝后的二級處理。電解凝聚吸附法具有占地面積小、操作簡單、處理效果好、浮渣量相對較少等優點，但它存在陽極金屬消耗量大、需大量鹽類作輔助藥劑、耗電量高、運行費用較高等缺點，此外，對存在的陽極鈍化問題雖研究較多，但仍未根本解決。

   10、生物化學法

       生物化學法去除水中溶解油的效果很好，但是不能去除分散油和懸浮油，一旦系統中進入了后兩者油，會對整個生化系統帶來很大的沖擊，所以應用生化法處理含油廢水時，一定要做好預處理工作，把水中的懸浮油和分散油去掉后。

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