含油廢水的處理

1、含油廢水的處理1 、含油廢水的定義含油廢水是石油開發(fā)利用活動中產(chǎn)生的一種面廣量大的污染源，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COH 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，其污染主要表現(xiàn)在以下幾個方面：惡化水質(zhì)、危害水產(chǎn)資源；危害人體健康；污染大氣；影響農(nóng)作物生產(chǎn)；影響自然景觀；影響潔凈的自然水源。鑒于含油廢水的污染性，我國規(guī)定含油廢水最高允許排放濃度為10mg/L 。2、油在水中的存在形式油分主要以懸浮油、分散油、 乳化油、 溶解油和油一固體物等形式賦存在水體中。 含油廢水中的浮油一般可采用重力

2、場分離技術(shù)予以去除，溶解油可通過水體中生物進行分解凈化。而以膠體狀態(tài)存在的微細分散油及乳化油，粒徑較小，狀態(tài)穩(wěn)定而較難去除。1）懸浮油：粒度100um,靜置后能較快上浮，以連續(xù)相的油膜漂浮在水面上。2）分散油：粒度為10100um,懸浮、彌散在水相中，在足夠時間靜置或外力的作用，可凝聚成教大的油滴上浮到水面，也可能進一步變小，轉(zhuǎn)化成乳化油。3）乳化油：粒度為0.110um （極微細的油滴），由于油一冰界面有表面活性劑的影響，以水包油的形式穩(wěn)定地分散在水中，單純用靜置的方法很難實現(xiàn)油水分離。3、目前對含油廢水的處理方法目前含油廢水常用的分離技術(shù)主要有物理法、物理化學(xué)法、化學(xué)破乳法、生化法和電化學(xué)

3、法，分離難易程度取決于油分在水體中的存在形式。其中物理法主要是：a） 重力分離法：利用油和水的密度差及油水的不相溶性進行分離的方法（一級處理），處理對象是浮油和部分分散油，主要的設(shè)備是隔油池，優(yōu)點是能除去粒度在150um以上的油，運行穩(wěn)定、除油效果穩(wěn)定、處理費用低；缺點是池體大、占地面積大、不能除掉乳化油。b） 離心分離法：利用快速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力，使相對密度大的水拋向外圈，而相對密度較小的油則流在內(nèi)圈并聚結(jié)成大的油珠而上浮分離（一級處理）。 處理對象是分散油、乳化油。設(shè)備是離心分離機（或水力旋流器），優(yōu)點是能除去5um以上的油，處理量大、分離效率高；缺點是能耗高、出口易相成污垢。c） 粗?；?/p>

4、法：利用油水兩相對聚結(jié)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(jié)成較大的油粒，從而加大上浮速度（二級處理）。處理對象是分散油、乳化油，設(shè)備是加了特殊濾料的濾池，優(yōu)點是設(shè)備小型化，操作簡單?？砂?10um粒徑以上的油珠完全分離，無需外加化學(xué)試劑， 無二次污染；缺點是濾料易堵、長期使用效果下降，存在表面活性劑時效果差。d） 過濾法（膜分離法）：利用顆粒介質(zhì)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（二級處理）。處理對象是分散油、乳化油。設(shè)備是過濾機，優(yōu)點是出水水質(zhì)好、設(shè)備占地面積小、簡單、無浮渣；缺點膜孔易堵塞，清洗困難、操作費用高，不適合大規(guī)模處

5、理。其次是物理化學(xué)法，主要代表工藝是浮選法（氣浮法）: 利用油珠黏附于水中的微氣泡后使浮力增大而浮上分離，主要針對含油廢水中靠重力分離自然浮上難以去除的分散油、乳化油（要投放無機或有機的絮凝劑）, 用來去除分散油，乳化油。需要空壓機，氣浮設(shè)備等。優(yōu)點是浮化效率高、操作容易控制，工藝成熟。缺點也很明顯，如運行費用高、占地面積大，浮油較難處理，還會有大量的浮渣。最后是化學(xué)法，主要包括凝聚法和鹽析法：a） 凝聚法：向乳化廢水中投加一定比例的絮凝劑，在廢水中水解后生成親油性的絮裝物，使微小的油滴吸附于其上，絮凝產(chǎn)生礬化等物理化學(xué)作用，然后用沉降或氣浮的方法將礬花及吸附于其上的油去除。主要適合的去處對象

6、是乳化油，該法的優(yōu)點是速度快，裝置小、設(shè)備費用低，操作管理簡單。缺點是投藥量大，運行費用高，排渣量大。b) 鹽析法：向乳化廢水中投加無機鹽類電解質(zhì)進行破乳除油。電解質(zhì)對油珠擴散的陽離子具有排斥作用，使擴散層壓縮，當電解質(zhì)達到一定的濃度時，擴散層中的陽離子全部被趕到了吸附層中，導(dǎo)致雙電層破壞，油珠則變成中性，油珠間吸引力恢復(fù)而相互聚并，從而達到破乳目的。也是適合去除乳化油的工藝，優(yōu)點是設(shè)備簡單、費用低，作為初級處理應(yīng)用比較廣。缺點是聚析速度慢，沉降分離時間長， 設(shè)備占用面積大、而且對由表面活性劑穩(wěn)定的含油乳狀液的處理效果不好。4、處理工藝的選擇根據(jù)以上分析，對于含有廢水可以經(jīng)過以下工藝的處理，從

7、而達到排放標準：隔油池-一級氣浮-膜處理-排放。隔油池主要攔截粒度大于100um的懸浮油，一級氣浮主要回收粒度為10100um的分散油和部分粒度為0.110um的乳化油，經(jīng)過氣浮的廢水中主要的殘留油分主要是乳化油和小部分的懸浮油。目前，老三套工藝處理含油廢水存在很多弊端，能量消耗大、水回用率低、二次污染難以避免。從環(huán)境保護和油類、水再利用等經(jīng)濟角度考慮，要求有新的技術(shù)和工藝對含油廢水進行深度處理。水中的漂浮油、分散油通過沉降、絮凝等物理方法可以使含油量降到10 mg/ L 以下，而乳化油和溶解油以極微小的油滴均勻、穩(wěn)定地分散在水中，常規(guī)方法難以除去。與傳統(tǒng)水處理工藝相比，膜技術(shù)處理含油廢水時不

8、需投放化學(xué)藥品，不會產(chǎn)生難以處理的污泥，適用性較強，置簡單，分離效率高，容易控制，能耗較低，因而越來越受到人們的重視。4.1 分散油的處理分散油產(chǎn)生于油田采出水、油槽壓艙水、船艙水、機械加工臺面水，由于分散油不穩(wěn)定，靜止即可分離。重力沉降、粗?；?、氣浮等方法都是經(jīng)濟實用的處理技術(shù)， 膜技術(shù)相對于這些方法來說，占地面積小，不需預(yù)處理，不需添加藥劑，裝置密閉，出水水質(zhì)穩(wěn)定，特別適合于在船舶上使用。分散油一般選用孔徑在10100仙m的微濾膜來處理或者用于預(yù)處理階段。微濾膜應(yīng)用廣泛，濾速快、吸附少和無介質(zhì)脫落等優(yōu)點。相對于高分子有機膜，管狀的陶瓷微濾膜有獨特的優(yōu)勢: 化學(xué)穩(wěn)定性強，結(jié)構(gòu)堅固，耐壓、耐酸

9、、耐堿、耐腐蝕、 抗微生物的能力強、對溫度和有機溶劑有較大的穩(wěn)定性。采用 Membralox陶瓷膜進行陸上和海上采油平臺的采出水處理，適當?shù)念A(yù)處理后的含油廢水經(jīng)過陶瓷微濾膜處理，出水油含量在5 mg/ L 以下，固體懸浮物含量在1 mg/ L 以下，去除率達90 %以上。采用微濾法處理含油廢水滲透量大，操作費用低，因此可將微濾作為超濾及反滲透的前處理。超濾膜處理分散油廢水，存在的最大問題是膜污染嚴重，要維持膜通量和處理效率，則需定時對膜進行清洗。4.2 乳化油的處理乳化油用普通方法難以處理，超聲、 電解和萃取等方法處理復(fù)雜，費用高等限制了這些方法的應(yīng)用。膜技術(shù)處理乳化油廢水，有著獨特的技術(shù)優(yōu)勢

10、: 通過選擇適當?shù)哪げ牧虾徒M件形式，不需調(diào)整pH 值和前處理；無需破壞乳化液；污泥量少；污泥可以焚燒處理。另外，由于表面活性劑的存在，油對膜的污染較少，降低了運行成本。超濾膜技術(shù)適用于乳化油或溶解油的廢水處理，對一些排放量不很大、成分不十分復(fù)雜的含油廢水，可考慮采用超濾膜技術(shù)來處理。李發(fā)永采用外管式聚砜超濾膜裝置現(xiàn)場處理采油污水，研究了操作壓力、膜面流速等操作條件對超濾膜通量的影響及膜污染的清洗方法，處理過的污水達到低滲透油田注水標準。王靜榮等采用CMPS PS , PS/CMP陜混，PAN PS和PS/ PDC共混材料的中空纖維 超濾膜，對乳化油廢水進行了超濾實驗和比較，探討了料液流速，操作

11、溫度，操作壓力， 運行時間對膜性能的影響，以及清洗方法對膜性能的恢復(fù)效果。試驗表明，采用CMPS PS/ CMPS中空纖維膜處理乳化油廢水效果較好，透過液含油量符合生產(chǎn)回用標準(300 mg/ L) ，適宜的操作溫度為50 ，進口壓力為0. 12MPa出口壓力為0.10 MPa,采用0. 1mol/L 的HCl作為清洗劑，膜性能恢 復(fù)最佳效果。尹錫禹等采用超濾裝置對油田含油污水迸行處理試驗，結(jié)果表明，HPL 型板框式超濾器在壓力低于0. 40 MPa運行溫度4045 C條件下，配用PSF超濾 膜 , 滲透液中含油量降至100 mg/ L 以下，油分截留率大于99 % ，對 COD 截留率大于9

12、0 %。 Karakulski 等用管狀超濾膜處理含油廢水，出水含油量低于10mg/L , COD*除率為80 %,進一步用反滲透膜處理后 COD去除率達到98. 5 % ，懸浮物去除率達到95. 7 % ，達到再利用水平。Hamza等對聚醴碉超濾膜表面改性后用于處理乳化油廢水比未改性的超濾膜取得了更好的效果。Gryta等將PVDF超濾膜和液膜集成來處理含油廢水，超 濾膜處理后含油量低于5mg/L ,進一步經(jīng)液膜處理后TOC去除率達99.5%, TDS 去除率達到99. 9 % 。目前，膜法處理含油廢水中最突出的問題是膜污染嚴重， 膜的透水量隨時間 迅速下降，導(dǎo)致膜壓增加，分離效率降低。由于小

13、分子物質(zhì)能透過超濾膜，所以 超濾膜對COD BOD等截留率不高，并且表面活性劑會把少量油分帶入透過液， 可以用反滲透膜對乳化油廢水進行處理。反滲透需要110 MPa的操作壓力，能夠分離的是只有零點幾個納米的無 機離子和有機小分子。因此，乳化油的廢水中的透過超濾膜的表面活性劑和其它 低分子物質(zhì)可為反滲透膜所阻止， 從而使CO,口 BOD勺去除率大為提高。反滲透 膜處理含油廢水的研究和實驗較少， 這是因為反滲透膜孔徑小，極易堵塞，難以 清洗，由于需要高壓，所以能耗較高和對設(shè)備要求較高。 反滲透和超濾聯(lián)合處理 含乳化油廢水的流程如圖1。圖1反滲透和超濾聯(lián)合處理乳化油廢水流程乳化油廢水還可以由超濾膜技

14、術(shù)和其它處理技術(shù)結(jié)合起來進行處理，如生物 技術(shù)和膜技術(shù)結(jié)合起來處理乳化油廢水成為當前研究的熱門課題。4.3 溶解油的處理以分子狀態(tài)存在的油分子均勻、穩(wěn)定的分布在水中形成相對穩(wěn)定的體系，油滴直徑比乳化油還要小，甚至到幾個納米。用膜來處理溶解油廢水時，油能穿過膜孔徑， 對油的分離率不高，并且溶解油對膜的污染比較嚴重，需要定期清洗才能維持膜通量，當前常用的方法是膜技術(shù)和其他技術(shù)結(jié)合起來，發(fā)揮各自的優(yōu)勢，達到處理含油廢水的效果。膜生物反應(yīng)器（MembraneBioreactor 簡稱MBR）ft理溶解油廢水有著獨特的優(yōu)勢。5、膜處理的影響因素5.1 溫度的影響有研究表明溫度對膜通量的影響主要是對料液黏

15、度、料液中懸浮物粒徑分布及料液組分與膜表面作用力的影響。適當提高溫度可以提高膜通量，隨溫度升高，料液黏度減小，溶質(zhì)擴散系數(shù)增大，因而膜通量增大。5.2 膜面流速的影響膜過濾過程通常采用錯流過濾的操作方式，一般認為增大流速可提高通量，這是由于流速增大，膜表面的剪切力增大，使膜表面沉積的油滴被帶走，減小了凝膠層的厚度，并且減小了濃差極化的影響。當流速過高時，通量反而降低，這可能是操作壓差不均勻所致，也可能是料液在膜過濾器內(nèi)停留時間過短，另外，由于流速增大，剪切力增大，造成油滴變形而被擠入膜孔也可能引起通量的降低。5.3 操作壓差的影響當膜選定以后，操作壓差對膜過濾的性能的影響較大。壓力較低時（ 小于0.15 MPa）,膜通量處于壓力控制區(qū)，膜通量隨操作壓差的增加而增大；當壓差為0. 150. 2 MPa時，由于濃差極化的影響，通