含油污水處理工藝流程及方法

　　含油廢水處理工藝

　　隨著我國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)水平的迅速提升，各行各業(yè)都取得了非�？焖俚陌l(fā)展，城鎮(zhèn)居民的生活水平和生活質(zhì)量也得到了顯著的提高，可是與此同時(shí)，我國(guó)的生態(tài)環(huán)境也遭受了嚴(yán)重的破壞，各類污染源不斷地侵蝕著我國(guó)的生態(tài)環(huán)境。其中，水污染就是一個(gè)污染源眾多的復(fù)雜課題，而在我國(guó)水污染處理工作中，含油污水的處理工作又是一項(xiàng)有很大難度的工作，我們應(yīng)充分的分析含油污水的來源，分析其危害，理清含油污水處理的工作流程，從而制定出科學(xué)合理的處理對(duì)策。本文便對(duì)含油污水的來源和危害、含油污水處理工作的工藝流程以及含油污水處理的關(guān)鍵技術(shù)方法三個(gè)方面的內(nèi)容進(jìn)行了詳細(xì)的分析和探析，從而詳細(xì)論述了我國(guó)的含油污水處理工作。

　　含油廢水中所含的油類物質(zhì)，包括天然石油、石油產(chǎn)品、焦油及其分餾物，以及食用動(dòng)植物油和脂肪類。從對(duì)水體的污染來說，主要是石油和焦油。由于不同工業(yè)部門排出的廢水中含油濃度差異很大，如煉油過程中產(chǎn)生廢水，含油量約為150一1000mg/L，焦化廢水中焦油含量約為500一800mg/L，煤氣發(fā)生站排出廢水中的焦油含量可達(dá)2000一3000mg/L。因此，含油廢水的治理應(yīng)首先利用隔油池，回收浮油或重油，處理效率為60%一80%，出水中含油量約為100一200mg/L;廢水中的乳化油和分散油較難處理，故應(yīng)防止或減輕乳化現(xiàn)象。方法之一，是在生產(chǎn)過程中注意減輕廢水中油的乳化;其二，是在處理過程中，盡量減少用泵提升廢水的次數(shù)、以免增加乳化程度。處理方法通常采用氣浮法和破乳法。

　　含油廢水如果不加以回收處理，會(huì)造成浪費(fèi);排入河流、湖泊或海灣,會(huì)污染水體,影響水生生物生存;用于農(nóng)業(yè)灌溉，則會(huì)堵塞土壤空隙，妨礙農(nóng)作物生長(zhǎng)。

　　含油廢水的處理應(yīng)首先考慮回收油類物質(zhì)，并充分利用經(jīng)過處理的水資源。因此，含油廢水的處理可首先利用隔油池，回收浮油或重油。隔油池適用于分離廢水中顆粒較大的油品，處理效率為60～80%，出水中含油量約為100～200毫克/升。廢水中的細(xì)小油珠和乳化油則很難去除。

　　油類物質(zhì)在廢水中通常以三種狀態(tài)存在。

　　(1)浮上油，油滴粒徑大于15μm，易于從廢水中分離出來。油品在廢水中分散的顆粒較大，粒徑大于100微米,易于從廢水中分離出來。在石油污水中，這種油占水中總含油量60～80%。

　　(2)分散油.油滴粒徑大于1μm，懸浮于水中。

　　(3)乳化油，油滴粒徑小于1μm，油品在廢水中分散的粒徑很小，呈乳化狀態(tài)，不易從廢水中分離出來。

　　(4)溶解油，油類溶解于水中的狀態(tài)。

　　含油廢水中所含的油類物質(zhì)，包括天然石油、石油產(chǎn)品、焦油及其分餾物，以及食用動(dòng)植物油和脂肪類。從對(duì)水體的污染來說，主要是石油和焦油。由于不同工業(yè)部門排出的廢水中含油濃度差異很大，如煉油過程中產(chǎn)生廢水，含油量約為150一1000mg/L，焦化廢水中焦油含量約為500一800mg/L，煤氣發(fā)生站排出廢水中的焦油含量可達(dá)2000一3000mg/L。因此，含油廢水的治理應(yīng)首先利用隔油池，回收浮油或重油，處理效率為60%一80%，出水中含油量約為100一200mg/L;廢水中的乳化油和分散油較難處理，故應(yīng)防止或減輕乳化現(xiàn)象。方法之一，是在生產(chǎn)過程中注意減輕廢水中油的乳化;其二，是在處理過程中，盡量減少用泵提升廢水的次數(shù)、以免增加乳化程度。處理方法通常采用氣浮法和破乳法。

　　含油廢水如果不加以回收處理，會(huì)造成浪費(fèi);排入河流、湖泊或海灣,會(huì)污染水體,影響水生生物生存;用于農(nóng)業(yè)灌溉，則會(huì)堵塞土壤空隙，妨礙農(nóng)作物生長(zhǎng)。

　　含油廢水的處理應(yīng)首先考慮回收油類物質(zhì)，并充分利用經(jīng)過處理的水資源。因此，含油廢水的處理可首先利用隔油池，回收浮油或重油。隔油池適用于分離廢水中顆粒較大的油品，處理效率為60～80%，出水中含油量約為100～200毫克/升。廢水中的細(xì)小油珠和乳化油則很難去除。

　　1 含油污水的來源和危害

　　1.1 含油污水的來源分析

　　我國(guó)的含油污水的來源是十分廣泛的，在鋼鐵的煉制、工業(yè)的生產(chǎn)、石油的開采以及農(nóng)藥和食品加工生產(chǎn)等過程中都會(huì)產(chǎn)生含油污水，并且這些油類污染物主要以四種形式存在，分別為溶解油、分散油、浮油以及乳化油。

　　(1)石油化工行業(yè)。在我國(guó)的石油化工行業(yè)中，從最初的開采到最后的運(yùn)輸和消費(fèi)，幾乎任何一個(gè)階段都會(huì)產(chǎn)生含油污水，在我國(guó)科學(xué)技術(shù)水平的快速發(fā)展下，我國(guó)的三次采油技術(shù)也得到了較為廣泛的應(yīng)用，其改進(jìn)了驅(qū)油的效果，但是卻也使得污水的成分更加復(fù)雜了。

　　(2)化工制藥工程。其主要來源為高濃度工藝的含油污水，在制造的過程中，原料反應(yīng)、產(chǎn)物分離和原料預(yù)處理等階段會(huì)大量的使用水和潤(rùn)滑油，所以在后期就會(huì)產(chǎn)生大量的含油污水。

　　(3)金屬冶煉行業(yè)。在冶煉金屬的過程中，無論是與油品接觸的材料還是與油品接觸的設(shè)備，我們對(duì)要對(duì)其進(jìn)行冷卻、清洗和潤(rùn)滑，并且潤(rùn)滑油還可能與其直接接觸，因此就會(huì)形成含油污水。

　　(4)食品加工和生產(chǎn)。在我國(guó)的食品加工和生產(chǎn)的過程中，設(shè)備清洗以及機(jī)器潤(rùn)滑等階段都要產(chǎn)生含油污水。

　　1.2 含油污水的危害分析

　　(1)含油污水污染飲水水源。如果我們?nèi)粘５娘嬘盟�水源遭到了含油污水的污染，那么不但人畜�?huì)感染疾病，甚至還可能會(huì)導(dǎo)致食物中毒，危害非常大;另外，含油污水中也是含油一定量的致癌物質(zhì)的，因此就可能會(huì)提高含油污水所污染區(qū)域的癌癥的發(fā)病率;

　　(2)含油污水排入江河湖泊。含油污水的密度比正常的純凈水的密度要小，所以一旦含油污水排入到江河湖泊中，那么其是會(huì)附著在水面之上的，大氣與水中氣體就無法正常的交換，水中氧氣的含量不斷下降，那么水生植物就無法正常生長(zhǎng)，水體的質(zhì)量受到嚴(yán)重的影響，大幅度降低了水資源的利用價(jià)值;

　　(3)含油污水進(jìn)入土壤。如果含油污水被當(dāng)做灌溉水用于灌溉土壤了，那么油漬就會(huì)沉積在作物的表面，土壤無法與外界的空氣有效交換，土壤的代謝速度變慢，從而影響作為的正常生長(zhǎng)，甚至還會(huì)導(dǎo)致作物的死亡，如果含有油漬的作物被人類食用了，對(duì)我們的身體健康也會(huì)帶來危害。

　　2 含油污水處理工作的工藝流程

　　通常情況下在我們處理含有污水的過程中，其工藝流程為先對(duì)含油污水進(jìn)行第一次的油水分離，之后再通過混凝或是上浮的方法進(jìn)一步將油水分離開來，此時(shí)我們應(yīng)定量的投加PAM和PAC，保證絮化反應(yīng)和混凝反應(yīng)的充分發(fā)生，這種工藝流程能夠避免油品堵塞處理裝置的情況出現(xiàn)，同時(shí)每一個(gè)裝置的除油性能也能夠發(fā)揮完全。在含油污水進(jìn)入到高效組合氣浮時(shí)，大量的SS和油就已經(jīng)被除去了，這時(shí)我們應(yīng)先對(duì)水質(zhì)進(jìn)行測(cè)量，如果水質(zhì)還是不符合標(biāo)準(zhǔn)的，那么我們應(yīng)采用活性炭過濾罐或是石英砂過濾罐對(duì)其進(jìn)行過濾，確保其符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)后方可排放。我們所進(jìn)行的第一次油水分離的主要目的就是要減少含油污水的乳化程度，如果是凝固點(diǎn)高并且粒度大的含油污水，那么處理時(shí)應(yīng)有保溫和加熱的設(shè)備，如果是油水比重差較小的含油污水，就應(yīng)采用過濾裝置。在選擇處理裝置的材料時(shí)，我們應(yīng)充分的考慮溫度這一參數(shù)。而在高效組合氣浮浮渣排放到污泥儲(chǔ)池時(shí)，由氣動(dòng)隔膜泵打到廂式壓濾機(jī)壓濾脫水，最后將其外運(yùn)處理。

　　3 含油污水處理的關(guān)鍵技術(shù)方法

　　3.1 混凝法。這種方法主要是針對(duì)含油污水中的微小的懸浮油粒以及膠狀油粒分離的方法，首先，我們應(yīng)在含油污水中加入一定量的化學(xué)藥品，使其發(fā)生充分的化學(xué)反應(yīng),之后就會(huì)逐漸凝結(jié)成絮狀或是一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的混合體;之后，我們便會(huì)將混凝劑加入到污水之中，這樣原來污水中的膠狀油粒就不再是負(fù)電荷了，而是呈電中性，絮狀的聚合物或是穩(wěn)定的混合體就會(huì)慢慢下沉。在實(shí)際的處理過程中，我們常使用三氯化鐵、堿式氧化鋁、硫酸鋁以及硫酸亞鐵等混凝劑，加速澄清池則通常被用來當(dāng)做構(gòu)筑物。

　　3.2 過濾法。所謂的過濾法就是指在濾膜的作用下將含油污水中的顆粒物攔截下來，從而使油水分離開來，達(dá)到理想的凈化效果。一般情況下，過濾法應(yīng)是混凝法和上浮法的下一級(jí)處理方法，在形成聚合物或是穩(wěn)定的混合體后，采用過濾法就可以取出污水中的膠狀油漬。采用這樣的處理方法，最后處理完成的含油污水的含油量不超過10mg/l，壓力濾池和普通快濾池通常被當(dāng)做構(gòu)筑物。采用過濾法的管理過程是有一定難度的，應(yīng)進(jìn)行熱水反洗或是空氣反向曝氣的操作，否則就容易出現(xiàn)濾料堵塞的問題。

　　3.3 氣浮法。這種方法主要應(yīng)用在去除含油污水中的乳化油和較小油粒的工作中，采用此方法處理后的含油污水的含油量不超過30mg/l，其工作原理為：先向含油污水中灌入一定量的空氣，這樣污水中就會(huì)出現(xiàn)大量的氣泡，氣泡同樣也會(huì)上浮，這時(shí)就形成了一個(gè)由氣泡、水和油共同組成的不均勻體系，氣泡會(huì)與密度更為接近的油相結(jié)合并逐步的向上運(yùn)動(dòng)，也就達(dá)到了油水分離的效果，根據(jù)其產(chǎn)生氣泡方式的不同，我們又可以將上浮法分為以下幾種：

　　(1)溶氣氣浮法。這種方法實(shí)現(xiàn)油水分離的方式是從飽和的含油污水中析出氣泡，在溶氣罐中分別加入含油污水和空氣并逐步的加壓，確�？諝庖呀�(jīng)很好的溶解在了污水中，溶解時(shí)間約為4分鐘，之后將污水送入到上浮池中，空氣突然減壓時(shí)就會(huì)出現(xiàn)很多細(xì)小的氣泡，氣泡與油粒一起上浮，此方法最大的優(yōu)點(diǎn)就是污水和空氣之間能夠充分的融合;

　　含油污水的其他處理方法

　　重力分離法

　　重力分離法是典型的初級(jí)處理方法,是利用 油和水的密度差及油和水的不相溶性,在靜止或 流動(dòng)狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)油珠、懸浮物與水分離。分散在 水中的油珠在浮力作用下緩慢上浮、分層,油珠上 浮速度取決于油珠顆粒的大小,油與水的密度差, 流動(dòng)狀態(tài)及流體的粘度。它們之間的關(guān)系可用 Stokes和Newton等定律來描述。

　　橫向流除油器

　　橫向流含油污水除油設(shè)備是在斜板除油器的 基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,它由含油污水的聚結(jié)區(qū)和分 離區(qū)兩部分組成。含油污水首先經(jīng)過交叉板型的 聚結(jié)器,使小分散油珠聚并成大油珠,小顆粒固體 物質(zhì)絮凝成大顆粒,然后聚結(jié)長(zhǎng)大的油珠和固體 物質(zhì)通過具有獨(dú)特通道的橫向流分離板區(qū),而從 水中分離出來。在進(jìn)行油水、固體物質(zhì)分離的同 時(shí),還可以進(jìn)行氣體(天然氣)的分離。

　　波紋板聚結(jié)油水分離器

　　波紋板除油原理主要是利用油、水的密度差, 使油珠浮集在板的波峰處而分離去除,其關(guān)鍵是 在于借助哈真淺池沉淀原理,制成波紋板變間距 變水流流線,過水?dāng)嗝媸亲兓��?水流呈擴(kuò)散、收 縮狀態(tài)交替流動(dòng),產(chǎn)生了脈動(dòng)(正弦)水流,使油珠 之間增加了碰撞機(jī)率,促使小油珠變大,加快油珠 的上浮速度,達(dá)到油水分離的目的。

　　聚集型油水分離器

　　奧地利費(fèi)雷公司在世界上率先開發(fā)了CPS 一體化波紋板式重力加速聚集型油水分離器。該波形板是費(fèi)雷公司的專利產(chǎn)品,以聚丙烯為基礎(chǔ) 材料,內(nèi)含多種添加劑,使其具有親油而不粘油、 抗老化是特點(diǎn)。波紋板一塊一塊地疊加起來的, 間距一般為6 mm(當(dāng)水中懸浮物含量較高時(shí),可 采用間距12 mm的設(shè)計(jì))。

　　高效仰角式游離水分離器

　　將臥式和立式游離水分離器相結(jié)合,采用仰 角設(shè)計(jì),克服了立式容器內(nèi)油水界面覆蓋面積小 和臥式容器油水界面與水出口距離短,分離時(shí)間 不充分的缺點(diǎn)。來液進(jìn)口位于管式容器的上行 端,水中油珠能聚結(jié)并爬高上行至頂端油出口,而 水下沉至底端水出口排出。該設(shè)備仰角小于12°, 長(zhǎng)18.3 m,直徑為1 372 mm和914 mm兩種規(guī)格。

　　混凝法

　　可用鋁鹽或鐵鹽作混凝劑，構(gòu)筑物可采用加速澄清池，處理效果與上浮法基本相同。

　　含油廢水處理設(shè)施

　　采用上浮法時(shí)，往往也投加混凝劑，以提高凈化效果。

　　過濾法

　　常作為上浮法出水的高級(jí)處理手段。經(jīng)過濾法處理的廢水，含油量可降至10毫克/升以下。處理構(gòu)筑物可采用普通快濾池或壓力濾池。但管理比較困難，需要空氣反沖，熱水反洗。如管理不善，濾料容易堵塞。

　　生物法

　　含油量在30毫克/升以下，并含有其他需要生物降解的有害物質(zhì)時(shí)，才考慮使用，一般不只是為了除油。石油煉制廠的含油廢水，經(jīng)物理法除油后，就具備用生物法處理的條件。

　　化學(xué)法

　　化學(xué)法主要用于處理廢水中不能單獨(dú)用物理法或生物法去除的一部分膠體和溶解性物質(zhì)，特別是含油廢水中的乳化油。包括混凝沉淀、化學(xué)轉(zhuǎn)化和中和法。

　　物理化學(xué)法

　　油田污水物化處理法通常包括氣浮法和吸附法兩種。

　　氣浮法是將空氣以微小氣泡形式注入水中，使微小氣泡與在水中懸浮的油粒粘附，因其密度小于水而上浮，形成浮渣層從水中分離。常投加浮選劑提高浮選效果，浮選劑一方面具有破乳作用和起泡作用，另一方面還有吸附架橋作用，可以使膠體粒子聚集隨氣泡一起上浮。

　　離心分離法

　　離心分離法是使裝有含油廢水的容器高速旋 轉(zhuǎn),形成離心力場(chǎng),因固體顆粒、油珠與廢水的密 度不同,受到的離心力也不同,達(dá)到從廢水中去除 固體顆粒、油珠的方法。常用的設(shè)備是水力旋流 分離器。旋流分離器在液固分離方面的應(yīng)用始于19世紀(jì)40年代,但在油/水分離 領(lǐng)域的研究要晚得多。雖然液固分離與液液分離 的基本原理相同,但二者設(shè)備的幾何結(jié)構(gòu)卻差別 較大。脫油型旋流分離器起源于英國(guó)。從20世 紀(jì)60年代末開始,由英國(guó)南安普頓大學(xué)Martin The w教授領(lǐng)導(dǎo)的多相流與機(jī)械分離研究室開始 水中除油旋流分離器的研究,發(fā)明了雙錐雙入口 型液-液旋流分離器。在試驗(yàn)過程中取得滿意效 果。隨后,Young GAB等人設(shè)計(jì)出的與雙錐型旋 流器具有相同分離性能但處理量要高出1倍的單 錐型旋流分離器。經(jīng)過幾何優(yōu)化設(shè)計(jì),Conoco公 司提出了K型旋流分離器,對(duì)于直徑小于10μm 的油滴分離性能提高更加明顯。由于旋流分離器 具有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn),旋流脫油技術(shù)在發(fā)達(dá)國(guó)家 含油廢水處理特別是在海上石油開采平臺(tái)上已成為不可替代的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備。

　　油水分離技術(shù)

　　EPS油水分離器是一種高效、先進(jìn)的油水分 離裝置。它融合了當(dāng)今先進(jìn)的板式除油和粗�；� 聚結(jié)技術(shù),集污水的預(yù)處理、油水分離以及二次沉 淀和油的回收于一體;具有安裝運(yùn)行費(fèi)用省、油水 分離效果好,操作維護(hù)容易等特點(diǎn),是立式除油 罐、斜板除油裝置(如美國(guó)石油協(xié)會(huì)的除油裝置 (API)、波紋板斜板除油裝置(CPI)、平行斜板除油 裝置(PPI)等的更新替代產(chǎn)品。EPS油水分離器已在韓國(guó)、美國(guó)、波蘭、印度、泰國(guó)、中國(guó)等國(guó) 家有了實(shí)際的應(yīng)用,污水處理效果普遍良好。

　　處理流程

　　含油廢水的處理流程,一般是先經(jīng)初步油水分離(如用隔油地)后,再進(jìn)行第二步油水分離(上浮或混凝)。這種工藝既可防止處理裝置被油品堵塞，又可更好地發(fā)揮各個(gè)裝置的除油性能。在流程中若在用泵提升前先進(jìn)行一次除油，可以減少乳化程度。

　　對(duì)于油水比重差較小的廢水，或回用經(jīng)過處理的水時(shí)，應(yīng)使用過濾裝置。對(duì)于粒度大、凝固點(diǎn)高的含油廢水，在處理裝置中應(yīng)有加熱、保溫設(shè)備，在處理裝置的選材上，要考慮溫度的影響。