淺析含油廢水處理工藝
摘 要:介紹了含油廢水的(de)(de)來源(yuan)、具(ju)體的(de)(de)處理工藝、流程以及對含油廢水處理的(de)(de)重要意義,并對新舊處理工藝進行對比。
關鍵(jian)詞(ci):含油廢(fei)水(shui);來源;處理(li)工藝
1. 引言
含油(you)(you)(you)廢(fei)(fei)水(shui)是一(yi)種(zhong)量大面廣的(de)工(gong)業廢(fei)(fei)水(shui),它來自鋼(gang)鐵、機械(xie)、石油(you)(you)(you)化工(gong)和(he)油(you)(you)(you)的(de)運(yun)轉,產(chan)生(sheng)于石油(you)(you)(you)的(de)開采、加(jia)工(gong)、運(yun)輸過程中(zhong),也(ye)產(chan)生(sheng)于各用環節,隨著我國(guo)工(gong)業的(de)快(kuai)速發(fa)展,含油(you)(you)(you)廢(fei)(fei)水(shui)的(de)排放量逐年增加(jia),成(cheng)分也(ye)日趨復(fu)雜。其若直接排入(ru)水(shui)體(ti),因其表層的(de)油(you)(you)(you)膜會阻礙(ai)氧(yang)氣融入(ru)水(shui)中(zhong),從而致使水(shui)中(zhong)缺氧(yang)、生(sheng)物(wu)死亡(wang)、發(fa)出惡臭(chou),嚴(yan)重污(wu)染環境。因此,含油(you)(you)(you)廢(fei)(fei)水(shui)的(de)處理關(guan)系到企業的(de)發(fa)展和(he)人們的(de)健康(kang)。
2. 含油(you)廢水的來源
含油(you)廢(fei)水(shui)的(de)主(zhu)要(yao)工(gong)業來(lai)源之一是石油(you)工(gong)業。石油(you)生(sheng)產(chan)、煉制、儲運或(huo)在(zai)使用(yong)這(zhe)種工(gong)業產(chan)品(pin)過程中(zhong)都會產(chan)生(sheng)含油(you)廢(fei)水(shui)。特別是煉油(you)工(gong)業產(chan)生(sheng)大量含油(you)廢(fei)水(shui),主(zhu)要(yao)來(lai)源是油(you)氣和油(you)品(pin)的(de)冷凝(ning)分離水(shui)、油(you)氣和油(you)品(pin)的(de)洗(xi)滌(di)水(shui)、反應生(sheng)成(cheng)水(shui)、油(you)槽(cao)車洗(xi)滌(di)水(shui)、煉油(you)設(she)備(bei)洗(xi)滌(di)排水(shui)、地面沖(chong)洗(xi)水(shui)等。加熱和冷卻(que)期(qi)間(jian),有(you)些油(you)料會進入水(shui)系(xi)統。油(you)料可能從密封不嚴處(chu)、冷凝(ning)處(chu)或(huo)熱交換(huan)器裝置側(ce)引進。用(yong)作油(you)脂或(huo)油(you)制品(pin)直接(jie)加熱的(de)蒸(zheng)汽,其(qi)回收的(de)冷凝(ning)液有(you)很(hen)有(you)可能受(shou)到(dao)污(wu)染。
工業(ye)區下暴雨后的雨水(shui)徑流可能受到(dao)油(you)料污染,雨水(shui)沖洗工業(ye)生(sheng)產(chan)設(she)備、人行(xing)道、建筑物和周圍場地,帶走沉積(ji)在那(nei)里(li)的一些油(you)料。
在運輸業中,含油(you)廢水(shui)多數是(shi)油(you)漏失、溢出或清(qing)洗(xi)產(chan)生的(de),運輸油(you)料的(de)游船、駁船和油(you)槽車需要(yao)清(qing)洗(xi),以(yi)防產(chan)品可(ke)能受到污染,清(qing)洗(xi)液中常含有(you)油(you)料,如(ru)果不加(jia)以(yi)處理而(er)排出,會帶來污染。
含油(you)(you)廢(fei)(fei)水的另一較大(da)來源(yuan)是金屬(shu)工(gong)(gong)業。金屬(shu)工(gong)(gong)業中(zhong)含油(you)(you)廢(fei)(fei)水的的兩大(da)來源(yuan)是鋼材制(zhi)造及(ji)金屬(shu)加工(gong)(gong)業。在剛才制(zhi)造業中(zhong),鋼錠被熱軋(ya)或冷軋(ya)成所需要(yao)的形(xing)狀,來自(zi)熱軋(ya)過(guo)程的廢(fei)(fei)水主要(yao)含有潤(run)滑油(you)(you)和液壓(ya)油(you)(you)。金屬(shu)加工(gong)(gong)業生(sheng)產成型的金屬(shu)器件,如活塞及(ji)其他(ta)的機械零部件,其過(guo)程產生(sheng)的油(you)(you)性廢(fei)(fei)水含研磨油(you)(you)、切削(xue)油(you)(you)及(ji)潤(run)滑油(you)(you)。在許多金屬(shu)加工(gong)(gong)過(guo)程中(zhong)也(ye)要(yao)用(yong)油(you)(you)-水乳(ru)化(hua)液作為冷卻劑。
含(han)油(you)廢水(shui)的第三大來源是食品加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)業。在加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)處理肉(rou)、魚和家(jia)禽時,油(you)脂類物(wu)質主要產(chan)生(sheng)于屠(tu)宰、清洗及副產(chan)品加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)等過程中。其中的主要來源是來自脂肪(fang)提取工(gong)(gong)(gong)段,特別是濕法(或(huo)蒸汽)脂肪(fang)的提取過程。肉(rou)類加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)廠(chang)的廢水(shui)中脂肪(fang)含(han)量(liang)可達(da)數千(qian)毫克每升。
其(qi)他工業如紡(fang)織工業、橡膠工業也(ye)排(pai)放(fang)含油廢(fei)水。
3. 含油(you)廢水處理方(fang)法
含(han)油廢水(shui)的(de)處理一(yi)般(ban)采用浮選、過濾、絮(xu)凝(ning)等方法。前兩種比較好處理,而乳化油含(han)油界面(mian)活(huo)性劑和起同樣作用的(de)有機物,油分(fen)以微米數量級大(da)小的(de)粒子存在,分(fen)離難度頗大(da)。以下是近年(nian)來在處理含(han)油廢水(shui)中應(ying)用較多的(de)方法與技術。
3.1 鹽析法
基本原(yuan)理(li)(li)是壓縮油(you)粒于水面界面處(chu)雙電(dian)層(ceng)的厚度(du),使(shi)油(you)粒脫穩。單純鹽(yan)析(xi)法投藥量大(da)(1%~5%),聚析(xi)的速度(du)慢,沉降分離(li)一般在24h以(yi)上,設備占地面積(ji)大(da),而且(qie)對由表面活性劑穩定的含油(you)乳化(hua)液的處(chu)理(li)(li)效果(guo)不好(hao)。但該(gai)法由于操作簡單,費(fei)用(yong)(yong)較(jiao)低,所(suo)以(yi)使(shi)用(yong)(yong)較(jiao)多,作為初級處(chu)理(li)(li)應用(yong)(yong)更為廣泛。
3.2 絮凝法(fa)
常(chang)用的(de)(de)無機絮凝劑(ji)是鋁(lv)鹽和鐵(tie)(tie)鹽,尤其(qi)近年出(chu)現的(de)(de)無機高(gao)(gao)分子凝聚(ju)劑(ji),如(ru)聚(ju)硫酸(suan)鐵(tie)(tie)和聚(ju)氯(lv)化(hua)鋁(lv)等,以其(qi)用量少、效率高(gao)(gao)、最優(you)pH值范圍比(bi)較寬等優(you)點,日益受到人們的(de)(de)關注。雖然無機絮凝劑(ji)的(de)(de)處理(li)速度快,裝置(zhi)比(bi)鹽析法小型化(hua),但(dan)藥劑(ji)較貴,污(wu)泥生成量多。目(mu)前有機高(gao)(gao)分子絮凝劑(ji)在含油(you)廢水(shui)的(de)(de)處理(li)方面(mian)還(huan)可用作其(qi)他方法的(de)(de)輔助劑(ji)。
3.3 電絮凝除油(you)法
以(yi)金(jin)屬(shu)鋁或鐵(tie)作(zuo)陽(yang)極(ji)電(dian)解(jie)處(chu)理含(han)油(you)廢(fei)水(shui)的(de)方法,主要適用于(yu)機(ji)械加工工業中冷卻潤(run)滑液在化學絮凝后的(de)二級處(chu)理。電(dian)絮凝具有處(chu)理效果好、占地面積小、操作(zuo)簡單(dan)、浮渣量(liang)相(xiang)對(dui)較(jiao)少等優(you)點,但是它存在陽(yang)極(ji)金(jin)屬(shu)消耗(hao)量(liang)大(da)、需要大(da)量(liang)鹽類作(zuo)輔助藥劑,耗(hao)電(dian)量(liang)高(gao),運(yun)行費用較(jiao)高(gao)等缺點。
3.4 粗粒化法
粗粒化(hua)(hua)(hua)(hua)方(fang)法(fa)(fa)除(chu)油的效果與表(biao)面活性劑的存在(zai)(zai)和量(liang)多少有(you)(you)關。有(you)(you)微量(liang)表(biao)面活性劑的存在(zai)(zai)能(neng)抑(yi)制粗粒化(hua)(hua)(hua)(hua)床(chuang)的效果,因而該(gai)法(fa)(fa)對(dui)含(han)有(you)(you)表(biao)面活性劑的乳化(hua)(hua)(hua)(hua)含(han)油廢水的除(chu)油會(hui)失效。粗粒化(hua)(hua)(hua)(hua)法(fa)(fa)無需外加化(hua)(hua)(hua)(hua)學(xue)藥劑,無二(er)次污染,設備占地面積小,且基建費用較(jiao)(jiao)低(di),前景較(jiao)(jiao)好,但出水含(han)量(liang)較(jiao)(jiao)高,所(suo)以(yi)常需再進(jin)行深度處理。
3.5 吸(xi)附法
活(huo)性劑是一種優(you)良的吸(xi)(xi)附(fu)(fu)劑,它不僅對油有(you)(you)很好的吸(xi)(xi)附(fu)(fu)性能(neng),而且(qie)能(neng)同時有(you)(you)效地吸(xi)(xi)附(fu)(fu)水(shui)中其他有(you)(you)機物,但(dan)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)容量有(you)(you)限(對油一般(ban)為30~80mg/L),且(qie)成(cheng)本高,再生困難,故一般(ban)只用于(yu)含(han)油廢水(shui)的深度(du)處理。
3.6 浮(fu)選法
空氣微泡由非極(ji)性分(fen)子組(zu)成,能(neng)與疏水(shui)(shui)性的油(you)結合在一起,帶著油(you)粒一起上(shang)浮,所以該法油(you)水(shui)(shui)分(fen)離效率較(jiao)高,但其(qi)主要用于不含表面活性劑(ji)的分(fen)散油(you)的分(fen)離。一般采用加壓溶氣浮選法。
3.7 膜分離(li)法
近幾十年來,膜(mo)(mo)(mo)(mo)分離(li)技術發展迅速(su)。在國外,膜(mo)(mo)(mo)(mo)技術已(yi)廣泛應(ying)(ying)用(yong)于(yu)(yu)(yu)含油(you)(you)(you)污水(shui)(shui)中(zhong)乳(ru)化油(you)(you)(you)、溶(rong)解油(you)(you)(you)的(de)去處(chu)和(he)脫鹽的(de)研究與工業(ye)化試驗。微濾(MF)和(he)超濾(Fu)技術處(chu)理(li)含油(you)(you)(you)廢(fei)水(shui)(shui)的(de)特點是(shi)(shi):不加(jia)藥劑,是(shi)(shi)一種純物理(li)分離(li),不產生污泥,對原水(shui)(shui)油(you)(you)(you)份濃度的(de)變化適(shi)應(ying)(ying)性(xing)強,需要壓力循環(huan)污水(shui)(shui),進水(shui)(shui)需嚴格處(chu)理(li),膜(mo)(mo)(mo)(mo)需定期殺菌清洗。簡(jian)單的(de)除(chu)油(you)(you)(you)機理(li)是(shi)(shi)乳(ru)化油(you)(you)(you)基于(yu)(yu)(yu)油(you)(you)(you)滴尺寸大(da)于(yu)(yu)(yu)膜(mo)(mo)(mo)(mo)孔徑被膜(mo)(mo)(mo)(mo)阻止,而溶(rong)解油(you)(you)(you)則是(shi)(shi)基于(yu)(yu)(yu)膜(mo)(mo)(mo)(mo)和(he)溶(rong)質(zhi)分子(zi)間的(de)相互作用(yong),膜(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)親水(shui)(shui)性(xing)越(yue)強,阻止游離(li)油(you)(you)(you)透(tou)過的(de)能力越(yue)強,水(shui)(shui)通量(liang)越(yue)高。含油(you)(you)(you)污水(shui)(shui)中(zhong)油(you)(you)(you)的(de)存在狀態是(shi)(shi)選擇膜(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)首要依據,若(ruo)水(shui)(shui)體中(zhong)得油(you)(you)(you)是(shi)(shi)因有(you)表面(mian)活性(xing)劑的(de)存在,使油(you)(you)(you)滴乳(ru)化成穩定的(de)乳(ru)化油(you)(you)(you)和(he)溶(rong)解油(you)(you)(you),油(you)(you)(you)珠之間難以相互粘(zhan)結(jie),則須(xu)采用(yong)親水(shui)(shui)或(huo)(huo)親油(you)(you)(you)的(de)超濾膜(mo)(mo)(mo)(mo)分離(li),為此(ci)超濾膜(mo)(mo)(mo)(mo)孔徑遠(yuan)<10,而且超細的(de)膜(mo)(mo)(mo)(mo)孔有(you)利(li)于(yu)(yu)(yu)破(po)乳(ru)或(huo)(huo)有(you)利(li)于(yu)(yu)(yu)油(you)(you)(you)滴聚結(jie)。
4. 含油廢水的常規典型處理流程
我國的石油化工行業(ye)含油廢(fei)水處理(li)起步(bu)較早,工業(ye)技術比(bi)較成熟,其(老三(san)套(tao))四個典(dian)型流程如下:
① 含油廢水(shui)→隔(ge)油→浮選(xuan)→過濾→生物處理→水(shui)體(ti)或(huo)灌溉;
② 含(han)油廢水→浮(fu)選→浮(fu)選或過濾→生物處理→水體或灌(guan)溉;
③ 含油廢水→隔油→浮選→浮選或過(guo)濾→水體或灌溉;
④ 含油廢水→隔(ge)油→浮選→水體或灌溉。
其中①~③適用(yong)于深(shen)度(du)加工煉(lian)油(you)廠(chang)的含油(you)廢水處(chu)理(li),而④則(ze)適用(yong)于淺度(du)加工煉(lian)油(you)廠(chang)的含油(you)廢水處(chu)理(li)。
5. 含油廢水處理的意義
(1)如果(guo)含(han)油廢水(shui)不合(he)理回注(zhu)和排放,不僅使(shi)地面設備(bei)不能正常工作,而(er)且會(hui)因(yin)地層堵塞而(er)帶來(lai)危(wei)害,同時也會(hui)造成環(huan)境污染,影(ying)響油田(tian)安全(quan)生產(chan)。因(yin)此,必須合(he)理地處理利用含(han)油廢水(shui)。另外,隨著油田(tian)注(zhu)水(shui)的進行帶來(lai)了兩大(da)問題:一是(shi)注(zhu)水(shui)的水(shui)源問題人們希望得到(dao)供水(shui)量(liang)大(da)而(er)穩定的水(shui)源;二是(shi)
原油含水(shui)量不(bu)斷上升,含油廢(fei)水(shui)量越來越大,廢(fei)水(shui)的(de)排放和處理是個大問題。在生產實踐中,人們認識到油田廢(fei)水(shui)回注是合(he)理開(kai)發和利用水(shui)資(zi)源的(de)正確(que)途(tu)徑。
(2)由于(yu)工(gong)業(ye)的(de)迅(xun)速發展和(he)城市人口(kou)的(de)增(zeng)加,生活用水(shui)(shui)(shui)和(he)工(gong)業(ye)用水(shui)(shui)(shui)量(liang)急劇增(zeng)加,因此不(bu)少國家頗感(gan)水(shui)(shui)(shui)源不(bu)足(zu)。解決水(shui)(shui)(shui)源缺乏的(de)辦(ban)法之一是(shi)(shi)提高水(shui)(shui)(shui)的(de)循(xun)環利(li)用率(lv)。油(you)田廢(fei)水(shui)(shui)(shui)經處(chu)理后代替地下水(shui)(shui)(shui)進(jin)行回注是(shi)(shi)循(xun)環利(li)用水(shui)(shui)(shui)的(de)一種方(fang)式。如(ru)果(guo)廢(fei)水(shui)(shui)(shui)處(chu)理回注率(lv)是(shi)(shi)100%,即不(bu)管原(yuan)油(you)含水(shui)(shui)(shui)率(lv)多高,從油(you)層(ceng)中采出的(de)水(shui)(shui)(shui)全部回注,那么注水(shui)(shui)(shui)量(liang)中只需要(yao)補充由于(yu)采油(you)造成地層(ceng)虧空的(de)水(shui)(shui)(shui)量(liang)便(bian)可。
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