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随着我国市场经济的快速发展,各行各业都取得了非常快速的发展,城市居民的生活水平和生活质量也得到了显著提高,但与此同时,我国的生态环境也遭受了严重的破坏,各种污染源不断侵蚀着我国的生态环境。其中,水污染是一个污染源较多的复杂课题,在我国水污染治理工作中,含油污水的治理是一项非常困难的工作,应充分分析含油污水的来源,分析其危害,梳理含油污水处理的工作流程,从而制定科学合理的治理对策。本文详细分析了含油污水的来源和危害、含油污水处理的工艺流程以及含油污水处理的关键技术和方法,以期详细探讨我国含油污水处理情况。
含油废水中所含的含油物质,包括天然油类、石油产品、焦油及其馏分,以及食用动植物油脂。就对水体的污染而言,主要是石油和焦油。由于不同工业部门排放的废水中油的浓度差异较大,如炼油过程中产生的废水,含油量约为150-1000mg/L,焦化废水中焦油含量约为500-800mg/L,燃气站排放废水中的焦油含量可达2000-3000mg/L。因此,含油废水的处理应首先采用隔油池回收浮油或重油,处理效率为60%-80%,出水中含油量约为100-200mg/L;废水中的乳化油和分散油难以处理,因此应防止或减轻乳化。其中一种方法是在生产过程中注意减少废水中油的乳化;二是尽量减少处理过程中用泵提升废水的次数,以免增加乳化程度。处理方法通常为气浮脱乳法。
含油废水如果不回收利用,会造成废弃物;排入河流、湖泊或海湾会污染水体,影响水生生物的生存;当用于农业灌溉时,它会堵塞土壤空隙并阻碍作物生长。
含油废水的处理应首先考虑油物质的回收,充分利用处理后的水资源。因此,含油废水的处理可先使用隔油池回收浮油或重油。隔油池适用于分离废水中的大颗粒油,处理效率为60~80%,出水中含油量约为100~200mg/L。废水中的细油珠和乳化油难以去除。
含油物质通常以三种状态存在于废水中。
(1)浮油,油滴粒径大于15μm,易与废水分离。废水中分散的油颗粒较大,粒径大于100微米,易于与废水分离。在石油废水中,这种油占水中总含油量的60~80%。
(2)分散油。油滴的粒径大于1μm,悬浮在水中。
(3)乳化油,油滴粒径小于1μm,分散在废水中的油粒径很小,处于乳化状态,不易与废水分离。
(4)溶解油,油溶于水的状态。
含油废水中所含的含油物质,包括天然油类、石油产品、焦油及其馏分,以及食用动植物油脂。就对水体的污染而言,主要是石油和焦油。由于不同工业部门排放的废水中油的浓度差异较大,如炼油过程中产生的废水,含油量约为150-1000mg/L,焦化废水中焦油含量约为500-800mg/L,燃气站排放废水中的焦油含量可达2000-3000mg/L。因此,含油废水的处理应首先采用隔油池回收浮油或重油,处理效率为60%-80%,出水中含油量约为100-200mg/L;废水中的乳化油和分散油难以处理,因此应防止或减轻乳化。其中一种方法是在生产过程中注意减少废水中油的乳化;二是尽量减少处理过程中用泵提升废水的次数,以免增加乳化程度。处理方法通常为气浮脱乳法。
含油废水如果不回收利用,会造成废弃物;排入河流、湖泊或海湾会污染水体,影响水生生物的生存;当用于农业灌溉时,它会堵塞土壤空隙并阻碍作物生长。
含油废水的处理应首先考虑油物质的回收,充分利用处理后的水资源。因此,含油废水的处理可先使用隔油池回收浮油或重油。隔油池适用于分离废水中的大颗粒油,处理效率为60~80%,出水中含油量约为100~200mg/L。废水中的细油珠和乳化油难以去除。
一、含油污水的来源及危害
1.1 含油废水源分析
我国含油污水的来源非常广泛,在炼钢、工业生产、石油开采、农药和食品加工生产等过程中,都会产生含油污水,这些油污主要以溶解油、分散油、浮油和乳化油四种形式存在。
(1)石油化工。在我国石化工业中,从最初的开采到最后的运输和消费,几乎任何阶段都会产生含油污水,在我国科技水平的快速发展下,我国的三级采油技术也得到了广泛的应用,这提高了驱油效果,但也使得污水的成分更加复杂。
(2)化学与制药工程。在制造过程中,在原料反应、产品分离和原料预处理等阶段会使用大量的水和润滑油,因此后期会产生大量的含油污水。
(3)金属冶炼行业。在冶炼金属的过程中,无论是与油接触的物料还是与油接触的设备,我们都对其进行冷却、清洁和润滑,润滑油也可能与之直接接触,从而形成含油污水。
(4)食品加工生产。在我国食品加工生产过程中,在设备清洗和机器润滑阶段会产生含油污水。
1.2 含油废水危害分析
(1)含油污水污染饮用水源。如果我们的日常饮用水源被含油污水污染,那么不仅人和动物会感染疾病,甚至可能导致食物中毒,这是非常有害的;此外,含油污水还含有一定量的致癌物质,因此可能会增加受含油污水污染地区的癌症发病率。
(2)含油污水排入江湖。含油污水的密度小于普通纯水,因此含油污水一旦排入江湖,就会附着在水面上,大气和水中的气体无法正常交换,水中的氧气含量不断下降, 那么水生植物不能正常生长,水体水质受到严重影响,水资源的利用价值大大降低;
(3)含油污水进入土壤。如果将含油污水作为灌溉水灌溉土壤,那么油渍就会沉积在农作物表面,土壤无法与外界空气有效交换,土壤新陈代谢减慢,影响农作物的正常生长,甚至导致农作物死亡。
2、含油污水处理工艺流程
通常,在污水处理过程中,工艺流程是先将含油污水分离,然后通过混凝或漂浮进一步除去油水,此时应定量添加PAM和PAC,以保证絮凝反应和混凝反应充分发生,此工艺可以避免油被处理装置堵塞的情况, 并且每个装置的脱脂性能也可以充分发挥。当含油污水进入高效组合气浮时,大量的SS和油已经去除了,那么我们应该先测量水质,如果水质仍然不达标,那么我们应该使用活性炭过滤器或石英砂过滤器进行过滤,以确保其符合质量标准后再排放。第一次油水分离的主要目的是降低含油污水的乳化程度,如果是凝固点高、粒径大的含油污水,那么在处理时应有保温和加热设备,如果是油水比重差小的含油污水,则应使用过滤装置。在选择处理单元的材料时,应充分考虑温度参数。高效组合气浮渣排入污泥储罐时,由气动隔膜泵泵送至腔室压滤机进行脱水,最后输送处理。
三、含油污水处理关键技术方法
3.1 凝血。这种方法主要用于分离含油污水中微小的悬浮油颗粒和胶体油颗粒,首先,应在含油污水中加入一定量的化学物质,使其发生充分的化学反应,然后逐渐凝结成絮凝剂或相对稳定的混合物;之后,我们在废水中加入混凝剂,使废水中的凝胶状油颗粒不再带负电,而是电中性,絮凝聚合物或稳定的混合物会慢慢下沉。氯化铁、碱性氧化铝、硫酸铝和硫酸亚铁等混凝剂常用于实际处理过程,而加速澄清池常用作结构。
3.2 过滤。所谓过滤法,是指在滤膜的作用下截留含油污水中的颗粒物,使油水分离,达到理想的净化效果。一般来说,过滤法应为混凝法和浮选法的下一步处理方法,在形成聚合物或稳定的混合物后,可采用过滤法去除污水中的胶体油渍。采用这种处理方法,最终处理后的含油废水含油量不超过10mg/l,压力过滤器和普通快速过滤器通常被视为结构。采用过滤方式的管理过程困难,应进行热水反冲洗或空气反向曝气的操作,否则容易出现滤料堵塞的问题。
3.3 气浮。该法主要用于去除含油污水中乳化油和较小油颗粒的工作,使用此法后含油污水含油量不超过30mg/l,其工作原理是:先将一定量的空气倒入含油污水中,使污水中出现大量气泡, 并且气泡也会向上漂浮,然后形成一个由气泡、水和油组成的不均匀体系,气泡会与密度更近的油结合并逐渐向上移动,从而达到油水分离的效果根据气泡产生的不同方式,我们可以将浮动法分为以下几种:
(1)溶气浮选法。这种方法实现油水分离的方法是将饱和含油污水析出气泡,在溶解的空气罐中分别加入含油污水和空气并逐渐加压,确保空气在污水中溶解良好,溶解时间约为4分钟,然后将污水送入浮动水箱, 而且空气突然减压时会出现很多细小的气泡,气泡和油粒一起漂浮,这种方法最大的优点是污水和空气可以充分融合;
含油废水的其他处理方法
重力分离法
重力分离法是一种典型的初级处理方法,是利用油水的密度差和油水的不混溶性,实现油珠、悬浮物和水在静止或流动状态下的分离。分散在水中的油珠在浮力的作用下缓慢漂浮和分层,油珠的浮速取决于油珠的大小、油水的密度差、流体的流动状态和粘度。它们之间的关系可以用斯托克斯和牛顿等定律来描述。
错流脱脂剂
横流含油污水脱脂设备是在斜板脱脂机的基础上研制的,斜板脱脂机由含油污水聚结区和分离区两部分组成。含油污水首先通过横板式的聚结器,使分散的小油珠聚合成大油珠,固体物质的小颗粒絮凝成大颗粒,然后通过具有独特通道的横流分离板区将聚结生长的油珠和固体物质与水分离。在分离油、水和固体物质的同时,也可与气体(天然气)分离。
瓦楞板聚结油水分离器
瓦楞板脱脂的原理主要是利用油和水的密度差,使油珠漂浮在板顶并分离和去除,关键是利用哈镇浅池的沉淀原理,使瓦楞板变幅,改变水流线, 水段变化,水流扩散,收缩状态交替流动,产生脉动(正弦)水流,油珠碰撞概率增加,小油珠变大,油珠浮速加快,达到油水分离的目的。
骨料油水分离器
奥地利Ferre公司是世界上第一家开发CPS一体式波纹板重力加速聚集油水分离器的公司。瓦楞纸板是Ferrey的专利产品,它以聚丙烯为基础,含有多种添加剂,使其具有亲油性但不粘油,并具有抗老化作用。瓦楞板逐个堆叠,间距一般为6mm(水中悬浮固体含量高时,可采用间距为12mm的设计)。
高效高程式自由油水分离器
水平和立式自由水分离器相结合,采用仰角设计,克服了立式集装箱油水界面覆盖面积小、卧式集装箱油水界面与出水口距离短、分离时间不足等缺点。进水口位于管状容器的上端,水中的油珠可以凝聚并爬上顶部的出油口,而水则下沉到底部的出水口并排出。该装置的仰角小于12°,长度为18.3 m,直径为1 372 mm和914 mm。
凝 血
铝盐或铁盐可作为混凝剂,结构可作为加速澄清剂,处理效果与浮法基本相同。
含油废水处理设施
含油废水处理设施
采用浮法时,常加入混凝剂,提高净化效果。
过滤方式
它通常被用作漂浮污水的先进处理方法。过滤废水的含油量可降至10mg/l以下。处理结构可采用普通快速过滤器或压力过滤器。但是,管理比较困难,需要空气反冲洗和热水反冲洗。如果管理不当,过滤介质容易堵塞。
生物法
它
只有当含油量小于30mg/L,并含有其他需要生物降解的有害物质时才考虑,一般不只是为了除油。炼油厂的含油废水经物理方法除去后,具备生物处理条件。
化学方法
化学法主要用于处理废水中仅靠物理或生物方法无法去除的部分胶体和溶解物质,特别是含油废水中的乳化油。这些包括凝结和沉降、化学转化和中和。
理化法
油田废水理化处理方法通常包括气浮法和吸附法。
气浮法是将空气以微小气泡的形式注入水中,使微小气泡粘附在悬浮在水中的油粒上,并因其密度小于水而漂浮起来,形成浮渣层与水分离。浮选剂一方面具有破乳和发泡的作用,另一方面还具有吸附和桥接的作用,可以使胶体颗粒与气泡一起聚集并漂浮在一起。
离心分离
离心分离法是使盛有含油废水的容器高速旋转,形成离心力场,由于固体颗粒、油珠和废水的密度不同,离心力也不同,达到从废水中去除固体颗粒、油珠的方法。常用的设备是水力旋流分离器。旋风分离器在液固分离中的应用始于 19 世纪 40 年代,但油/水分离领域的研究要晚得多。虽然液固分离和液液分离的基本原理相同,但设备的几何形状却大不相同。脱油旋风分离器起源于英国。20世纪60年代末以来,英国南安普顿大学马丁教授领导的多相流与机械分离实验室开始研究烃类脱脂旋风分离器,并发明了双锥双入口液液旋风分离器。在实验过程中取得了令人满意的结果。随后,Young GAB等人设计了一种单锥旋风分离器,其分离性能与双锥旋风分离器相同,但吞吐量高出1倍。经过几何优化设计,康菲公司提出了K型旋风分离器,提高了直径小于10μm的油滴的分离性能。由于旋风分离器的诸多独特优势,旋风分离器脱油技术已成为发达国家,特别是海上采油平台含油废水处理不可替代的标准设备。
油水分离技术
EPS油水分离器是一种高效、先进的油水分离装置。它集成了当今先进的板式脱脂和粗粒聚结技术,集污水预处理、油水分离、二次沉降和采油于一体;具有安装运行成本低、油水分离效果好、操作维护方便等特点,是立式脱脂罐和斜板脱脂装置(如美国石油学会脱脂装置(API)、波纹板斜板脱脂装置(CPI)、平行斜板脱脂装置(PPI)、 etc. EPS油水分离器已在韩国、美国、波兰、印度、泰国、中国等国家应用,污水处理效果普遍良好。
加工工艺
含油废水的处理过程一般是在初步油水分离(如使用油选地)之后,再进行第二步油水分离
含油废水处理设施
分离(漂浮或凝固)。该工艺可防止处理装置被油堵塞,并改善各个装置的脱脂性能。在此过程中,可以通过在用泵提升之前脱脂一次来降低乳化程度。
过滤装置应用于油水重力差较小的废水,或用于处理水的再利用。对于粒径大、凝固点高的含油废水,处理装置内应有加热保温设备,在选择处理装置材料时应考虑温度的影响。
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