環(huán)境處理含油廢水處理設(shè)備介紹:
含油廢水處理設(shè)備
含油污水的產(chǎn)量大,涉及的范圍廣,例如石油開采、石油煉制、石油化工、油品貯運(yùn)、油輪事故、 輪船航運(yùn)、車輛清洗、機(jī)械制造、食品加工等過程中均會(huì)產(chǎn)生含油污水。油污染作為種常見的污染,對環(huán)境保護(hù)和生態(tài)平衡危害大。當(dāng)今油水分離技術(shù)較多,常用的方法有重力分離法、空氣浮 選法、粗?;?、過濾法、吸附法、超聲波法等技術(shù)。
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100μm,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.油滴粒徑介于10100μm之間,懇浮于水中。
(3)乳化油,油滴粒徑小于10μm,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。
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。從對水體的污染來說,主要是石油和焦油。不同工業(yè)部門排出的廢水所含油類物質(zhì)的濃度差異很大。如煉油過程中產(chǎn)生的廢水,含油量約為150~1000毫克/升,焦化廠廢水中焦油含量約為500~800毫克/升,煤氣發(fā)生站排出的廢水中的焦油含量可達(dá)2000~3000毫克/升。
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1501000mg/L,焦化廢水中焦油含量約為500800mg/L,煤氣發(fā)生站排出廢水中的焦油含量可達(dá)20003000mg/L。因此,含油廢水的治理應(yīng)先利用隔油池,回收浮油或重油,處理率為60%80%,出水中含油量約為100200mg/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,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。
含油廢水的處理應(yīng)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。
、含油廢水處理設(shè)備處理方法
1 重力分離法
重力分離法是典型的初處理方法,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。
2 過濾法
過濾法是將廢水通過設(shè)有孔眼的裝置或通過由某種顆粒介質(zhì)組成的濾層,利用其截留、篩分、慣性碰撞等作用使廢水中的懸浮物和油分等有害物質(zhì)得以去除。常用的過濾方法有3種:分層過濾、隔膜過濾和纖維介質(zhì)過濾。
膜過濾法又稱為膜分離法,是利用微孔膜將油珠和表面活性劑截留,主要用于除去乳化油和某些溶解油。濾膜包括超濾膜、反滲透膜和混合濾膜等。膜材料包括有機(jī)膜和無機(jī)膜兩種,常見的有機(jī)膜有醋酸纖維膜、聚砜膜、聚丙烯膜等, 常用的無機(jī)膜有陶瓷膜、氧化鋁、氧化鈷、氧化鈦等。乳化油處于穩(wěn)定狀態(tài),用物理方法或者化學(xué)方法很難將其分離。隨著膜科學(xué)的飛速發(fā)展,膜過程處理乳化油污水已逐步被人們接受并在工業(yè)中應(yīng)用。
3 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,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。
4 浮選法
浮選法,又稱氣浮法,是內(nèi)外正在深入研究與不斷推廣的種水處理技術(shù)。該法是在水中通入空氣或其他氣體產(chǎn)生微細(xì)氣泡,使水中的些細(xì)小懸浮油珠及固體顆粒附著在氣泡上,隨氣泡起上浮到水面形成浮渣(含油泡沫層),然后使用適當(dāng)?shù)钠灿推鲗⒂推踩?。該法主要用于處理隔油池處理后殘留于水中粒?jīng)為10~60μm的分散油、乳化油及細(xì)小的懸浮固體物,出水的含油質(zhì)量濃度可降至20~30 mg/L。根據(jù)產(chǎn)生氣泡的方式不同,氣浮法又分為加壓氣浮、鼓氣氣浮、電解氣浮等,其中應(yīng)用多的是加壓溶氣氣浮法。
5 生物氧化法
生物氧化法是利用微生物的生物化學(xué)作用使廢水得到凈化的種方法。油類是種烴類有機(jī)物,可以利用微生物的新陳代謝等生命活動(dòng)將其分解為二氧化碳和水。含油廢水中的有機(jī)物多以溶解態(tài)和乳化態(tài)存在,BOD5較高,利于生物的氧化作用。對于含油質(zhì)量濃度在30~50 mg/L以下、同時(shí)還含有其他可生物降解的有害物質(zhì)的廢水,常用生化法處理,主要用于去除廢水中的溶解油。含油廢水常見的生化處理法有活性污泥法、生物過濾法、生物轉(zhuǎn)盤法等?;钚晕勰喾ㄌ幚砉?,主要用于處理要求高而水質(zhì)穩(wěn)定的廢水。生物膜法與活性污泥法相比,生物膜附著于填料載體表面,使繁殖速度慢的微生物也能存在,從而構(gòu)成了穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)。但是,由于附著在載體表面的微生物量較難控制,因而在運(yùn)轉(zhuǎn)操作上靈活性差,而且容積負(fù)荷有限。
6 化學(xué)法
化學(xué)法又稱藥劑法,是投加藥劑由化學(xué)作用將廢水中的污染物成分轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì),使廢水得到凈化的種方法。常用的化學(xué)方法有中和、沉淀、混凝、氧化還原等。對含油廢水主要用混凝法。混凝法是向含油廢水中加入定比例的絮凝劑,在水中水解后形成帶正電荷的膠團(tuán)與帶負(fù)電荷的乳化油產(chǎn)生電中和,油粒聚集,粒徑變大,同時(shí)生成絮狀物吸附細(xì)小油滴,然后通過沉降或氣浮的方法實(shí)現(xiàn)油水分離。常見的絮凝劑有聚合氯化鋁(PAC)、三氯化鐵、硫酸鋁、硫酸亞鐵等無機(jī)絮凝劑和丙烯酰胺、聚丙烯酰胺(PAM)等有機(jī)高分子絮凝劑,不同的絮凝劑的投加量和pH值適用范圍不同。此法適合于靠重力沉降不能分離的乳化狀態(tài)的油滴和其他細(xì)小懸浮物。
7 吸附法
吸附法是利用親油性材料,吸附廢水中的溶解油及其他溶解性有機(jī)物。常用的吸油材料是活性炭,可吸附廢水中的分散油、乳化油和溶解油。由于活性炭的吸附容量有限(對油般為30 ~80 mg/g),成本高,再生困難,般只用作含油廢水多處理的處理,出水含油質(zhì)量濃度可降至0.1~0.2 mg/L。
吸附樹脂是近年來發(fā)展起來的種新型有機(jī)吸附材料,吸附性能好,再生容易,有逐步取代活性炭的趨勢,有越來越多的業(yè)內(nèi)人士研究高吸 油樹脂的合成與應(yīng)用。有研究表明,采用丙綸吸油材料從含油工業(yè)廢水中吸附分離和回收油類物質(zhì),可根據(jù)廢水的初始狀況、終要求、水流流 量等因素,選用合適的凈化方法。此外,煤灰、改性膨潤土、磺化煤、碎焦碳、有機(jī)纖維、吸油氈、陶粒、石英砂、木屑、稻草等也可用作吸油材料。吸油材料吸油飽和后,根據(jù)具體情況,再生重復(fù)使用或直接用作燃料。
8 粗?;?/span>
粗粒化法是利用油、水兩相對聚結(jié)材料親和力相差懸殊的性,油粒被材料捕獲而滯留于材料表面和孔隙內(nèi)形成油膜,油膜增大到定厚度時(shí)時(shí),在水力和浮力等作用下油膜脫落合并聚結(jié)成較大的油粒
8.1 新型高除油器
旋流除油、粗粒化除油及斜板除油技術(shù),是當(dāng)今普遍認(rèn)為高的除油技術(shù)。高除油器是將上述多種高除油技術(shù)于體的高合除油器, 其總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成臥式,由旋流(渦流段)粗粒化段及斜板除油段組成。它不僅可提高除油率, 且方便操作、減少占地。根據(jù)江漢油田采出水性,采用兩段粗?;皟啥涡卑宄?,在進(jìn)口ρ (油)≤1 000 mg/L時(shí),出口達(dá)到后續(xù)處理設(shè)備 (過濾器)的進(jìn)口要求ρ(油)≤30 mg/L。
8.2 EPS油水分離技術(shù)
EPS油水分離器是種高、先進(jìn)的油水分離裝置。它融合了當(dāng)今先進(jìn)的板式除油和粗粒化聚結(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體;具有安裝運(yùn)行費(fèi)用省、油水 分離果好,操作維護(hù)容易等點(diǎn),是立式除油罐、斜板除油裝置、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。
9 聲波、微波和超聲波脫水技術(shù)
聲波可加速水珠聚結(jié),提高原油脫水率;超聲波可降低能耗和減少破乳劑用量;而微波在降低乳狀液穩(wěn)定性的同時(shí),還可加熱乳狀液,進(jìn)步促進(jìn)水滴的聚結(jié),在解決我東部老油田因三采等引起的原油性質(zhì)復(fù)雜的深度脫水問題方面具有很好的應(yīng)用前景。
微波是指頻率為300 MHz~300 GHz的電磁波。微波水處理技術(shù)是把微波場對單相流和多相流物化反應(yīng)的強(qiáng)烈催化作用、穿透作用、選擇性供能及其殺滅微生物的功能用于水處理的項(xiàng)新型技術(shù)。
超聲波是種高頻機(jī)械波,其頻率般2× 104~5×108Hz之間,具有能量集中、穿透力強(qiáng)等點(diǎn)。超聲波在水中可以發(fā)生凝聚應(yīng)、空穴或空化應(yīng)。當(dāng)超聲波通過含有污水的溶液時(shí),造 成微小油滴與水起振動(dòng)。但由于大小不同的粒 子具有不同的相對振動(dòng)速度、油滴將會(huì)相互碰撞、粘合,使油滴的體積增大。隨后,由于粒子已變 大、不能隨聲波振動(dòng)了,只作無規(guī)則運(yùn)動(dòng)。水 中小油滴凝聚并上浮,油水分離果良好。超聲 處理乳化油污水時(shí),必須以先通過實(shí)驗(yàn),以確定的聲波頻率,否則可能出現(xiàn)超聲粉碎應(yīng),影響 處理果。目前,內(nèi)外學(xué)者利用超聲波技術(shù)降解水中的污染物已多達(dá)幾十種,但所研究的對象多為單組分模擬體系,而實(shí)際污水中常含有多種 污染物,因此超聲波技術(shù)在實(shí)際污水處理中的適 用性如何還有待進(jìn)步的研究。此外,目前有關(guān)利用超聲波技術(shù)降解水中污染物的研究大多屬于實(shí)驗(yàn)室階段,且由于聲化學(xué)反應(yīng)過程的降解機(jī)理、 反應(yīng)動(dòng)力學(xué)及反應(yīng)器的設(shè)計(jì)放大等方面的研究開 展得很不充分,目前還難以實(shí)現(xiàn)工程化。
10 超聲/電化學(xué)聯(lián)用技術(shù)
利用超聲的空化應(yīng),可在電化學(xué)反應(yīng)中使電不形成覆蓋層,避免電活性下降;超聲空化應(yīng)還有利于協(xié)同電催化過程產(chǎn)生·OH,而使污水中的污染物的分解加速;超聲還可使有機(jī)物在水溶液中充分分散,從而大幅度提高反應(yīng)器的處理能力。
二、含油廢水處理設(shè)備工藝應(yīng)用現(xiàn)狀
對含油廢水的處理,主要依據(jù)各種處理方法原理及優(yōu)缺點(diǎn),針對所處理的工業(yè)廢水水質(zhì)情況采取不同的處理工藝。
1煉油廢水
煉油廠和石油化工廠的廢水中都含有相當(dāng)量的油污,主要有油脂、皂腳、油腳等有機(jī)物以及酸、堿、鹽和固體懸浮物。經(jīng)隔油處理后,含油量仍有100~200 mg/ L ,基本上以乳化油、分散油和溶解油的形式存在,也有懸浮性固體(SS)、溶解性的有機(jī)物質(zhì),硫化物和NH3 - N等。 內(nèi)多采用隔油-混凝氣浮-生化“老三套”處理工藝,該工藝技術(shù)成熟、適應(yīng)性強(qiáng)且穩(wěn)定可靠,但占地面積大,投資費(fèi)用高,難為中、小企業(yè)所接受。隨著生產(chǎn)工藝的發(fā)展和出水水質(zhì)要求的提高,“老三套”處理工藝急需改進(jìn)。通常的改進(jìn)是在原有工藝的基礎(chǔ)上增加深度處理裝置,如以活性炭或焦炭吸附作為出水的深度處理,出水水質(zhì)好,也有采用兩氣浮的改進(jìn)工藝。如北方某中型煉油廠,生產(chǎn)汽油、煤油、柴油及瀝青,各工段所排廢水的性質(zhì)差異大,多為間歇排放,生產(chǎn)車間總排放口的廢水水質(zhì)與水量波動(dòng)很大。廠生產(chǎn)區(qū)日排廢水量接近2 000 t ,綜合生產(chǎn)廢水的pH 值5~9 ,油類濃度300~500 mg/ L ,COD 濃度600~800 mg/ L,懸浮物濃度200 mg/ L左右。采用二氣浮工藝處理后, 出水pH值6.5~6.9,含油量5.0~8.0mg/ L ,COD濃度45~55 mg/ L ,懸浮物濃度在33~38 mg/ L 左右。
2 機(jī)車廢水
鐵路機(jī)車車輛工廠、機(jī)務(wù)段、車輛段和洗灌站等都排放大量的含油廢水,成為鐵路治理的重點(diǎn)和難點(diǎn)。而公路運(yùn)輸業(yè)中主要是城市汽車的保養(yǎng)與修理過程中產(chǎn)生大量的含油廢水,對環(huán)境污染大。對機(jī)車廢水采用傳統(tǒng)的混凝-氣浮法,成本較高,混凝生成的絮體部分解體,隨水流出,使處理果達(dá)不到排放標(biāo)準(zhǔn);電解-氣浮法,由于電解受許多因素的影響,而廢水的水量和濃度又經(jīng)常發(fā)生變化,常使電解量與廢水中的污染物量不匹配,使處理果較差,達(dá)不到排放標(biāo)準(zhǔn)。目前普遍采用隔油-氣浮-澄清過濾工藝,或者調(diào)節(jié)沉淀-混凝沉淀-砂濾工藝。
3 冶金及機(jī)械加工制造業(yè)含油廢水
主要包括各種金屬加工制造過程中所產(chǎn)生的含油廢水,含有大量懸浮物和油類,有時(shí)形成混合物,鋼廠的熱軋含油廢水便是其中非常重要的類。內(nèi)熱軋廠的濁環(huán)水處理流程由鐵皮坑、除油池、旋流沉淀池、二沉池、過濾器及冷卻塔(涼水池)等構(gòu)筑物搭配組合,因生產(chǎn)工藝的要求和回用水質(zhì)指標(biāo)的不同而不同。 傳統(tǒng)常用的是三段式處理流程冷卻塔-熱軋車間-旋流沉淀池-平流沉淀池-壓力過濾器-冷卻塔和采用機(jī)械排油裝置,此種工藝不能去除乳化油,易造成過濾器內(nèi)濾料堵塞、板結(jié),嚴(yán)重影響生產(chǎn),目前對此種工藝的改造研究較多。
4 其他含油廢水
餐飲行業(yè)的迅速發(fā)展使其排放的廢水量越來越大且含有較高濃度的動(dòng)植物油及固體懸浮物,成為個(gè)重要的水污染源。般采用化學(xué)破乳-重力分離法來處理此類含油廢水,常用的破乳劑有聚合硫酸鐵、腐植酸鈉和聚丙烯酰胺。玻璃廠油罐區(qū)和機(jī)修車間等會(huì)產(chǎn)生含油廢水,雖然水量不大,但污染大。普遍采用隔油池-油水分離器-氣浮工藝去除此類廢水。涂料含油廢水主要來自涂料生產(chǎn)過程中的漂油車間,含乳化油、皂化物和油脂等,經(jīng)回收皂液后仍含大量乳化油。目前常采用隔油-絮凝氣浮-生化處理的工藝流程。