物理化學法
1 氣浮法
氣浮技術(shù)是國內(nèi)外含油廢水處理中廣泛使用的一種水處理技術(shù),其原理就是在水中通入空氣或其他氣體產(chǎn)生微細氣泡,使水中的一些細小懸浮油珠及固體顆粒附著在氣泡上,隨氣泡一起上浮到水面形成浮渣,從而完成固、液分離的一種凈水法。
目前國內(nèi)外對氣浮法的研究多集中在氣浮裝置的革新、改進以及氣浮工藝的優(yōu)化組合方面,如浮選池的結(jié)構(gòu)已由方型改為圓形減少了死角,采用溢流堰板排除浮渣而去掉機械刮泥機構(gòu),此外還研究了一些新型裝置。如石油大學馮鵬邦用浮選柱處理含油污水,除油率為90%左右,處理1m3污水,能耗為0.117kW·h,比從國外引進的wemco充氣浮選機能耗低50%,成本僅為其1/5。Rajinder用浮選柱回收乳狀液中的油,試驗結(jié)果表明:對給定的送液量,隨送液油濃度的增加,油回收率下降,但產(chǎn)品里的油濃度增加;隨氣體流量增加,油回收率增加;隨表面活性劑的增加,油回收率下降。肖坤林在實驗研究的基礎(chǔ)上,結(jié)合單級氣浮技術(shù)和多級板式塔理論,開發(fā)出兩級氣浮塔處理含油廢水的新工藝,實現(xiàn)了塔釜一次曝氣、多級氣浮的分離。實驗研究了氣浮塔板的流體力學性能、布氣性能及操作條件對處理效率的影響,結(jié)果表明,二級氣浮塔處理效果很好,是一種具有良好應(yīng)用前景的新型含油廢水處理裝置。
氣浮技術(shù)用于除油在我國只是近一、二十年的事,對引進的設(shè)備和技術(shù)還沒有完全消化和吸收;現(xiàn)有設(shè)備的自動化程度不高,操作管理跟不上,影響處理效果;氣浮除油機理的研究也存在很大不足,這些都影響到氣浮技術(shù)在廢水除油中的應(yīng)用。
2 膜分離法
膜分離法是S.Sourirajan所開拓并在近20多年迅速發(fā)展起來的分離技術(shù),傳統(tǒng)的含乳化油廢水的處理方法常輔以電解、絮凝等先行破乳過程,能耗和物耗較大。而膜法處理含乳化油廢水,一般可不經(jīng)過破乳過程,直接實現(xiàn)油水分離。并且在膜法分離油水過程中,不產(chǎn)生含油污泥,濃縮液可焚燒處理;透過流量和水質(zhì)較穩(wěn)定,不隨進水中油濃度波動而變化;一般只需壓力循環(huán)水泵,設(shè)備費用和運轉(zhuǎn)費用低,特別適合于高濃度乳化油廢水的處理。
膜分離除油,關(guān)鍵在于膜的選擇。膜分離理論由于膜分離的傳質(zhì)機理各異、情況復(fù)雜,至今仍是學派林立,眾說紛紜,但基本共識是膜分離是一處理料組分選擇性透過膜的物理-化學過程,過程的推動力主要是膜兩側(cè)的壓差,膜的孔徑雖然是膜的基本性質(zhì),但膜和分離組分的物理-化學性質(zhì),如親水性以及荷電情況都直接影響分離過程和結(jié)果,即膜從溶液中分離溶解的成分是依據(jù)尺寸、荷電、形狀。目前用于油水分離的膜通常是反滲透、超濾和微濾膜,它們的作用是截留乳化油和溶解油。簡單的情況是乳化油基于油滴尺寸被膜阻止,而溶解油的被阻止則是基于膜和溶質(zhì)的分子間的相互作用,膜的親水性越強,阻止游離油透過的能力越強,水通量越高。含油污水中油的存在狀態(tài)是選擇膜的首要的依據(jù)。若油水體系中的油是以浮油和分散油為主,則一般選擇孔徑在10～100μm之間的微濾膜。以陶瓷為支持物的微濾膜處理過的含油廢水中,油和油脂質(zhì)量濃度在5mg/L以下,固體懸浮物質(zhì)量濃度在1mg/L以下。若水體中的油是因有表面活性劑等使油滴乳化成穩(wěn)定的乳化油和溶解油,油珠之間難以相互粘結(jié),則須采用親水或親油的超濾膜分離,一則是因為超濾膜孔徑遠小于10μm,二則是超細的膜孔有利于破乳或有利于油滴聚結(jié)。目前國內(nèi)外主要使用醋酸纖維、聚亞酰胺、聚砜等有機膜,處理效率較好,但易腐蝕,用無機陶瓷膜處理含油污水,其耐高溫,耐酸、堿和有機介質(zhì)的腐蝕,機械強度高,使用壽命長(一般為5a以上)。
影響膜分離除油的另一個重要因素是膜組件及與之相應(yīng)的操作方式的選擇。膜組件設(shè)計可以有多種形式,一般均根據(jù)兩種膜構(gòu)型———平板式和管式來設(shè)計。板框膜器和卷式膜器使用平板膜,中空纖維膜器及毛細管膜器使管式膜,多個單元膜器構(gòu)成膜組件。操作方式一般分為死端操作和錯流操作,其中死端操作是傳統(tǒng)方式,油水乳液被強制通過膜,隨著被截留物(如油)在膜表面上的堆積,滲透物(如水)流量下降,必須定時清除膜表面的油,以便持續(xù)作業(yè),錯流操作是近20a才應(yīng)用到實際過程中的新方式,油水乳液以一定流速平行于膜表面流動,在一定程度上克服了死端操作的弊病。因此,若適當配置膜組件并合理選擇膜,將獲得好的分離效果。具體聯(lián)系污水寶或參見http://www.yiban123.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。
膜分離法處理含油污水方法簡單,分離效率高,能耗低;合理選擇膜是實現(xiàn)油水分離的前提,各種因素應(yīng)同時考慮;傳統(tǒng)的膜分離設(shè)備存在油脫除率低、膜易被污染等問題,亟待改進;新式旋轉(zhuǎn)膜組件不僅延續(xù)了錯流操作的特點,更強化了膜表面靜止帶來的弊端,是一種發(fā)展前景較好的含油污染水處理方式;其存在的主要問題是,需對廢水進行嚴格的預(yù)處理,且膜的清洗也較麻煩。
3 吸附法
最常見的吸附劑是活性炭,它不僅對油有很好的吸附性能,而且能同時有效地吸附廢水中的其他有機物,對油的吸附容量一般為30～80mg/g,且成本高,再生困難,故一般只用于含油廢水的深度處理。吸附法的最新研究進展多體現(xiàn)在高效、經(jīng)濟的吸油劑開發(fā)與應(yīng)用方面,由質(zhì)量分數(shù)為5%～80%的具有吸油性能的無機填充劑(如鎂或鐵的鹽類、氧化物等)與20%～95%的交聯(lián)聚合物(如聚乙烯、聚苯乙烯等)組成的吸油劑。這種吸油劑對油的吸附容量可達0.3～0.6g/g,但一般需要接觸時間很長,如廢水的油質(zhì)量濃度為120mg/L時,需處理50h才能降至0.8mg/L。劉漢利采用改性粉煤灰處理煉油廠高、低濃度含油廢水,使之達到排放標準,獲得了滿意的效果〔8〕;另外還有人采用陽離子表面活性劑改性粘土的土柱裝置進行陽離子表面活性劑對粘土截留水中油類影響的研究,結(jié)果表明,經(jīng)陽離子表面活性劑溶液改性后,粘土土柱各種狀態(tài)油類的截留能力大大增強,且土柱所截留油類不易被清水淋出。
