含油废水的处理

含油废水的处理

1、含油废水的定义

含油废水是石油开发利用活动中产生的一种面广量大的污染源,含油废水是指：含有脂（脂肪酸、皂类、脂肪、蜡等）及各种油类（矿物油、动植物油)的废水。含油废水的特点是ＣOD、ＢOＤ高，有一定的气味和色度、易燃、易氧化分解，一般比水轻、难溶于水，其污染主要表现在以下几个方面：恶化水质、危害水产资源;危害人体健康;污染大气；影响农作物生产;影响自然景观；影响洁净的自然水源。鉴于含油废水的污染性,我国规定含油废水最高允许排放浓度为1０ｍg/L。

2、油在水中的存在形式

油分主要以悬浮油、分散油、乳化油、溶解油和油一固体物等形式赋存在水体中。含油废水中的浮油一般可采用重力场分离技术予以去除,溶解油可通过水体中生物进行分解净化。而以胶体状态存在的微细分散油及乳化油,粒径较小,状态稳定而较难去除。

1)悬浮油：粒度≥100um,静置后能较快上浮，以连续相的油膜漂浮在水面上。

2)分散油:粒度为1０～1０0um,悬浮、弥散在水相中,在足够时间静置或外力的作用,可凝聚成教大的油滴上浮到水面，也可能进一步变小,转化成乳化油。

3)乳化油：粒度为0.1～10um（极微细的油滴），由于油——水界面有表面活性剂的影响，以水包油的形式稳定地分散在水中,单纯用静置的方法很难实现油水分离。

3、目前对含油废水的处理方法

目前含油废水常用的分离技术主要有物理法、物理化学法、化学破乳法、生化法和电化学法,分离难易程度取决于油分在水体中的存在形式。其中物理法主要是:

a)重力分离法：利用油和水的密度差及油水的不相溶性进行分离的方法(一级处理),处理对象是浮油和部分分散油,主要的设备是隔油池,优点是能除去粒度在15０um以上的油，运行稳定、除油效果稳定、处理费用低；缺点是池体大、占地面积大、不能除掉乳化油。

b)离心分离法:利用快速旋转产生的离心力,使相对密度大的水抛向外圈,而相对密度较小的油则流在内圈并聚结成大的油珠而上浮分离（一级处理)。处理对象是分散油、乳化油。设备是离心分离机（或水力旋流器）,优点是能除去５u ｍ以上的油,处理量大、分离效率高；缺点是能耗高、出口易相成污垢。

c)粗粒化法：利用油水两相对聚结材料亲和力的不同来进行分离。含油废水通过粗粒化材料时，其中细小的油滴聚结成较大的油粒，从而加大上浮速度(二级处理）。处理对象是分散油、乳化油，设备是加了特殊滤料的滤池,优点是设备小型化,操作简单。可把５～１０um粒径以上的油珠完全分离，无需外加化学试剂,无二次污染;缺点是滤料易堵、长期使用效果下降,存在表面活性剂时效果差。

d)过滤法（膜分离法)：利用颗粒介质滤床的截留及惯性碰撞、筛分、表面黏附、聚并等机理，去除水中油份(二级处理）。处理对象是分散油、乳化油。设备是过滤机，优点是出水水质好、设备占地面积小、简单、无浮渣；缺点膜孔易堵塞，清洗困难、操作费用高，不适合大规模处理。

其次是物理化学法，主要代表工艺是浮选法(气浮法）: 利用油珠黏附于水中的微气泡后使浮力增大而浮上分离，主要针对含油废水中靠重力分离自然浮上难以去除的分散油、乳化油(要投放无机或有机的絮凝剂）,用来去除分散油,乳化油。需要空压机,气浮设备等。优点是浮化效率高、操作容易控制，工艺成熟。缺点也很明显,如运行费用高、占地面积大，浮油较难处理,还会有大量的浮渣。

最后是化学法，主要包括凝聚法和盐析法:

a)凝聚法：向乳化废水中投加一定比例的絮凝剂，在废水中水解后生成亲油性的絮装物，使微小的油滴吸附于其上，絮凝产生矾化等物理化学作用,然后用沉降或气浮的方法将矾花及吸附于其上的油去除。主要适合的去处对象是乳化油,该法的优点是速度快，装置小、设备费用低，操作管理简单。缺点是投药量大,运行费用高，排渣量大。

b)盐析法:向乳化废水中投加无机盐类电解质进行破乳除油。电解质对油珠扩散的阳离子具有排斥作用，使扩散层压缩,当电解质达到一定的浓度时，扩散层中的阳离子全部被赶到了吸附层中,导致双电层破坏，油珠则变成中性，油珠间吸引力恢复而相互聚并,从而达到破乳目的。也是适合去除乳化油的工艺，优点是设备简单、费用低，作为初级处理应用比较广。缺点是聚析速度慢，沉降分离时间长,设备占用面积大、而且对由表面活性剂稳定的含油乳状液的处理效果不好。

４、处理工艺的选择

根据以上分析，对于含有废水可以经过以下工艺的处理,从而达到排放标准: 隔油池→一级气浮→膜处理→排放。隔油池主要拦截粒度大于100um的悬浮油，一级气浮主要回收粒度为10～１00ｕm的分散油和部分粒度为0.1～10um的乳化油，经过气浮的废水中主要的残留油分主要是乳化油和小部分的悬浮油。

目前,老三套工艺处理含油废水存在很多弊端，能量消耗大、水回用率低、二次污染难以避免。从环境保护和油类、水再利用等经济角度考虑，要求有新的技术和工艺对含油废水进行深度处理。水中的漂浮油、分散油通过沉降、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极微小的油滴均匀、稳定地分散在水中，常规方法难以除去。与传统水处理工艺相比，膜技术处理含油废水时不需投放化学药品，不会产生难以处理的污泥,适用性较强,置简单,分离效率高，容易控制,能耗较低,因而越来越受到人们的重视。

4.1 分散油的处理

分散油产生于油田采出水、油槽压舱水、船舱水、机械加工台面水，由于分散油不稳定,静止即可分离。重力沉降、粗粒化、气浮等方法都是经济实用的处理技术，膜技术相对于这些方法来说,占地面积小，不需预处理,不需添加药剂，装置密闭，出水水质稳定，特别适合于在船舶上使用。

分散油一般选用孔径在 1０～100μm 的微滤膜来处理或者用于预处理阶段。微滤膜应用广泛,滤速快、吸附少和无介质脱落等优点。相对于高分子有机膜,管状的陶瓷微滤膜有独特的优势:化学稳定性强，结构坚固,耐压、耐酸、耐碱、耐腐蚀、抗微生物的能力强、对温度和有机溶剂有较大的稳定性。采用Mｅ

ｍbrａｌox 陶瓷膜进行陆上和海上采油平台的采出水处理,适当的预处理后的含油废水经过陶瓷微滤膜处理,出水油含量在５ mg／ L 以下,固体悬浮物含量在１ mg／L 以下，去除率达９０%以上。采用微滤法处理含油废水渗透量大，操作费用低,因此可将微滤作为超滤及反渗透的前处理。超滤膜处理分散油废水,存在的最大问题是膜污染严重，要维持膜通量和处理效率,则需定时对膜进行清洗。

４.2 乳化油的处理

乳化油用普通方法难以处理,超声、电解和萃取等方法处理复杂,费用高等限制了这些方法的应用。膜技术处理乳化油废水，有着独特的技术优势：通过选择适当的膜材料和组件形式，不需调整ｐH 值和前处理;无需破坏乳化液;污泥量少;污泥可以焚烧处理。另外，由于表面活性剂的存在,油对膜的污染较少，降低了运行成本。

超滤膜技术适用于乳化油或溶解油的废水处理,对一些排放量不很大、成分不十分复杂的含油废水,可考虑采用超滤膜技术来处理。李发永采用外管式聚砜超滤膜装置现场处理采油污水,研究了操作压力、膜面流速等操作条件对超滤膜通量的影响及膜污染的清洗方法,处理过的污水达到低渗透油田注水标准。王静荣等采用CMＰS，PＳ，PＳ／ＣMPS共混，PAN，PS 和ＰＳ/ PDC 共混材料的中空纤维超滤膜,对乳化油废水进行了超滤实验和比较，探讨了料液流速，操作温度,操作压力,运行时间对膜性能的影响,以及清洗方法对膜性能的恢复效果。试验表明,采用ＣMPS,ＰS／ CＭＰS 中空纤维膜处理乳化油废水效果较好,透过液含油量符合生产回用标准（3０0 mg/ L),适宜的操作温度为 50 ℃，进口压力为 0. 12 ＭPa,出口压力为０. 1０ MPa,采用 0. 1mｏl/ L 的HCl 作为清洗剂，膜性能恢复最佳效果。

尹锡禹等采用超滤装置对油田含油污水迸行处理试验,结果表明，HPL 型板框式超滤器在压力低于0. ４0 ＭＰa，运行温度40～45 ℃条件下，配用ＰSF 超滤膜 ,渗透液中含油量降至１00 mg/ L 以下,油分截留率大于9９% ，对ＣOＤ截留率大于 9０％。Karakuｌski 等用管状超滤膜处理含油废水，出水含油量低于 1０ｍg/ L ,COD 去除率为8０%，进一步用反渗透膜处理后 COD 去除率达到９8． 5 % ，悬浮物去除率达到 9５. 7 %,达到再利用水