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    废油提炼废水处理

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  • 水作为生命之源,孕育了宇宙万物,但随着工业的迅速发展,含油废水没有得到有效的处理和排入水体,形成污染,其主要来源是石油开采、石油加工、采油、储运工业、铁道仓库清洗油罐废水、机械制造过程中产生的轧钢、润滑油主要是乳化油废水;此外,餐饮业、纺织业、食品加工业和其他制造业废水也含有大量的石油[1]。

    废油提炼废水处理

    1.含油废水的危害

    主要研究结果如下:(1)浮油容易扩散到水面油膜中,使水体缺乏溶解氧,产生恶臭,导致水中动植物死亡。

    (2)油及其分解产物中含有许多有毒物质(如苯并枯萎、苯并洋葱和其他多环芳烃),这些物质被水体中的水生生物吸收、吸收和富集,造成水生生物的扭曲。

    (3)油以油膜的形式漂浮在水面上,表面积很大,在各种自然因素的作用下,部分组分和分解产物蒸发到大气中,污染和毒害水体周围的大气环境。

    (四)由于船舶航行、水流、暴雨等因素,油污废水和油污油被输送到无污染水域,造成较大面积的污染,威胁饮用水来源。此外,由于渗漏作用,含油废水也可能影响地下水的水质。

    (2)存在形式

    主要研究结果如下:(1)浮油:浮在水面,形成油膜,油滴粒径一般大于100μm,易于在废水中分离,在石油废水中,浮油达到总油量的60%,占总含油量的80%。

    (2)分散油:悬浮在水中,油滴粒径在10μ~100μm之间,在停留一段时间后形成浮油。

    (3)乳化油:水中乳化液,油滴粒径小于10μm,大部分为0.1~2μm,不易与废水分离。

    (4)溶解油:油的粒度比乳化油小,有些可以小到几纳米,它们是溶于水的油颗粒。

    (3)治疗方法

    针对含油工业废水的处理,国内外研究机构一直在进行深入的研究和探讨,总结出其去除水中大量油的技术路线,同时考虑到有机物、悬浮物、肥皂、酸碱、硫化物、氨氮等的去除。因此,其处理方法一般为物理法、化学法、生物法。气浮法去除水中悬浮乳化油已在各国得到广泛应用,并与生物法相结合,但水中含油量已降至10×20 mg·L,有机物已达到允许水平[2]。

    从治疗过程可以分为初级治疗、二次治疗、三级治疗,我国倾向于初级治疗和二次治疗,三阶段治疗很少使用,仅在特殊情况下作为补充措施。

    3.1初级治疗

    3.1.1重力法

    原理是利用油水比重的差异使油浮,从而达到油水分离的目的。从废水中去除粒径大于60μm的油滴。基于重力分离原理的油水分离装置有多种。最常用的是平板式隔油池,处理效率约为60%≤80%,出水含油量约为100~200 mg/L[3]。最简单的池型操作方便,处理水量大,除油效率稳定,运行成本低,但占用面积大,受水流不均匀性的影响。

    3.1.2絮凝法

    在除油和悬浮杂质过程中加入的絮凝剂,对细分散和乳化油具有分解,凝聚和吸附的"桥接"作用,降低油粒间的Zeta电位,使分散的颗粒聚集成较大的絮体并与水分离絮凝工艺是处理乳化含油废水的一个重要单元,在含油废水处理中使用,既有无机絮凝剂,也有有机絮凝剂。传统的絮凝剂,如铝盐,铁盐等,近年来逐渐被高分子絮凝剂所取代。目前絮凝剂的发展方向可能是由无机和有机化合物共聚产生的新型聚合物,使其既具有中和电荷的作用,又具有长链大分子的强网结作用,成为新一代高效混凝剂无机高分子絮凝剂如硫酸铁,氯化铝,有机高分子混凝剂如聚丙烯酰胺,丙烯酰胺等具有用量低,效率高的特点,逐渐成为主流。采用絮凝法处理含油废水,在适宜条件下COD去除率可达50%~87%,油去除率可达80%~93%,但存在废渣污泥多,处理困难的问题。

    3.1.3气浮

    气浮除油的原理是在含油废水中引入气体,使水中的乳化油颗粒附着在所产生的细小气泡上,用气泡漂浮到表面,形成浮渣,从而回收水中的废油[6]。气浮可去除粒径大于10μm的油滴。气浮除油效率主要取决于油颗粒直径、气泡直径和油颗粒表面的化学性质。气浮效果好,工艺成熟,但占地面积大,用药量大,浮渣难以处理。

    (1)溶解气浮。所谓的溶解气浮法,即将空气溶解在污水中的压力,然后是压力和气体的释放。根据压力方式和气体流动情况,可分为四种类型:全流型、回流型、部分原水型和压力型。处理方式的选择取决于污水的特性和能耗的降低:对于含油量低的废水,浮选槽体积小,可以选择全流量压缩型和部分原水类型,原水需要预混凝,原水含油量高,可以选择回流。加压溶解气浮工艺停留时间最短,可通过专用喷嘴、多孔板或圆盘将气体压入含油废水中。

    (2)叶轮气浮。叶轮抽吸浮选法是依靠叶轮旋转的吸力作用而形成的气浮过程。气浮槽中央叶轮高速旋转时,在固定盖板下形成负压,叶轮充分搅动进入水中的空气和循环流动,将细气泡从导叶中抛出。整流板稳定流动后,气泡垂直上升,用于气浮。应用于含油废水的净化,除油率可达80%。但是,叶轮浮选机存在生产过程复杂、维护不便、能耗高等缺点,其应用具有一定的局限性。

    (3)射流浮选法。射流浮选机是近年来出现的一种新型含油污水处理设备。其结构与涡轮结构相近。其工作原理是采用喷射泵。当水或纯水高速从喷嘴中喷射出来时,空气在喷嘴的吸入室内形成负压吸力。在混合段,当水以高速通过时,所携带的气体被切割成细小的气泡。在气浮室中,油滴随气泡漂浮,并将油渣带到水面去除。喷射泵取代旋转叶轮,既能提供泵的动力,又能节约能耗,仅相当于叶轮浮选量的1/2,产生的气泡直径小,制造安装简单,维护方便,操作安全,具有很大的研究和应用前景[7]。

    废油提炼废水处理

    3.2二级治疗

    3.2.1活性污泥法

    活性污泥法是通过曝气或机械搅拌,使活性污泥均匀分布在曝气池中,微生物壁外的粘液吸附污水中的污染物,在酶的作用下对有机物进行代谢和转化。在此过程中,微生物以污染物为碳源和营养源生长繁殖良好,污水也进行了无害化处理[9]。

    3.2.2生物膜法

    主要结果如下:(1)生物转台利用转台的很大的比表面积,在低能耗的条件下旋转产生有效的曝气和膜与水的有效接触,附着在圆盘表面的膜微生物在代谢过程中无害化地降解有机污染物[29]。

    (2)生物流化床处理技术是利用流体使固体颗粒在表面流态化的同时去除和降解有机污染物的生物膜处理技术。

    3.2.3膜分离方法

    通过膜的选择性分离,对物料溶液的不同组分进行分离,提纯和浓缩的过程称为膜分离[10]。可将废水中粒径小于60微米的油滴去除。膜分离技术作为一种新型的分离技术,不仅能有效净化废水,还能回收一些有用的物料。同时具有节能,无相变,设备简单,操作方便等特点。因此在废水处理中得到了广泛的应用,并显示出广阔的发展前景。膜法油水分离的特点是:1纯物理分离,无需添加沉淀剂。(2)不产生含油污泥,浓缩液焚烧处理。(3)废水中含油浓度虽然变化很大,但流量和水质基本不变,便于操作。4膜法回收废水一般只需压力,设备费用和运行费用低,特别适用于高浓度含油废水的处理。

    其过滤原理与普通过滤类似,属于筛网过滤,即在静压差的作用下,比膜孔小的颗粒被截留到膜表面,使不同尺寸的组分得以分离[15-18](1)微滤。微滤技术是目前所有膜技术中应用最广泛的膜分离技术,微滤主要用于过滤0.1~10微米的颗粒,细菌和胶体[19]。在微滤处理含油废水中,主要过滤掉废水中的大颗粒物和固体悬浮物。微滤具有操作压力低,对水质适用性强,占地面积小等优点。但微滤膜在含油废水处理中的应用尚处于工业化实验阶段,这主要是由于:(1)初期投资成本高。(2)膜的再生和清洗困难。(3)如何在减少清洗次数的情况下,长期保持膜通量的稳定。大量研究表明,微滤技术在含油废水处理中的工业应用具有很大的发展前景,但关键在于解决上述三个问题的不断研究。

    当液体混合物在一定压力下流经膜表面时,小分子溶质通过膜,而大分子物质被截留,使原液中大分子浓度逐渐升高,以实现大小分子分离浓缩提纯的目的[20]

    反渗透是通过在浓缩液的一侧加入比自然渗透压更高的压力,将浓缩液中的溶剂压入半透膜另一侧的稀溶液中,再将浓缩液中的溶剂压入半透膜另一侧的稀溶液中,从而从溶液中除去溶解溶质的分离方法

    3.3三级治疗

    活性炭是水处理中最常用的吸收剂。世界上生产的活性炭大多用于水处理,包括颗粒活性炭、粉末活性炭和纤维活性炭。与其他吸附剂相比,活性炭比表面积大,微孔特别发达,吸附能力强,吸附容量大。它不仅对石油具有良好的吸附性能,而且能同时有效地吸附废水中的其他有机物。油的吸附容量一般为30~80 mg/g[27-29]。但是,由于活性炭生产成本高,再生困难,一般只用于含油废水的深度处理。

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