物理化學(xué)法

　　1　氣浮法

　　氣浮技術(shù)是國(guó)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(xì)氣泡,使水中的一些細(xì)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(guó)內(nèi)外對(duì)氣浮法的研究多集中在氣浮裝置的革新、改進(jìn)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(jī)械刮泥機(jī)構(gòu),此外還研究了一些新型裝置。如石油大學(xué)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(guó)外引進(jìn)的wemco充氣浮選機(jī)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(yàn)結(jié)果表明:對(duì)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(shí)驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上,結(jié)合單級(jí)氣浮技術(shù)和多級(jí)板式塔理論,開發(fā)出兩級(jí)氣浮塔處理含油廢水的新工藝,實(shí)現(xiàn)了塔釜一次曝氣、多級(jí)氣浮的分離。實(shí)驗(yàn)研究了氣浮塔板的流體力學(xué)性能、布?xì)庑阅芗安僮鳁l件對(duì)處理效率的影響,結(jié)果表明,二級(jí)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(guó)只是近一、二十年的事,對(duì)引進(jìn)的設(shè)備和技術(shù)還沒(méi)有完全消化和吸收;現(xiàn)有設(shè)備的自動(dòng)化程度不高,操作管理跟不上,影響處理效果;氣浮除油機(jī)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(lái)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(guò)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(guò)破乳過(guò)程,直接實(shí)現(xiàn)油水分離。并且在膜法分離油水過(guò)程中,不產(chǎn)生含油污泥,濃縮液可焚燒處理;透過(guò)流量和水質(zhì)較穩(wěn)定,不隨進(jìn)水中油濃度波動(dòng)而變化;一般只需壓力循環(huán)水泵,設(shè)備費(fèi)用和運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)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(jī)理各異、情況復(fù)雜,至今仍是學(xué)派林立,眾說(shuō)紛紜,但基本共識(shí)是膜分離是一處理料組分選擇性透過(guò)膜的物理-化學(xué)過(guò)程,過(guò)程的推動(dòng)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(xué)性質(zhì),如親水性以及荷電情況都直接影響分離過(guò)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(jiǎn)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(qiáng),阻止游離油透過(guò)的能力越強(qiáng),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(guò)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?yàn)槌瑸V膜孔徑遠(yuǎn)小于10μm,二則是超細(xì)的膜孔有利于破乳或有利于油滴聚結(jié)。目前國(guó)內(nèi)外主要使用醋酸纖維、聚亞酰胺、聚砜等有機(jī)膜,處理效率較好,但易腐蝕,用無(wú)機(jī)陶瓷膜處理含油污水,其耐高溫,耐酸、堿和有機(jī)介質(zhì)的腐蝕,機(jī)械強(qiáng)度高,使用壽命長(zhǎng)(一般為5a以上)。

　　影響膜分離除油的另一個(gè)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(jì)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(lái)設(shè)計(jì)。板框膜器和卷式膜器使用平板膜,中空纖維膜器及毛細(xì)管膜器使管式膜,多個(gè)單元膜器構(gòu)成膜組件。操作方式一般分為死端操作和錯(cuò)流操作,其中死端操作是傳統(tǒng)方式,油水乳液被強(qiáng)制通過(guò)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(shí)清除膜表面的油,以便持續(xù)作業(yè),錯(cuò)流操作是近20a才應(yīng)用到實(shí)際過(guò)程中的新方式,油水乳液以一定流速平行于膜表面流動(dòng),在一定程度上克服了死端操作的弊病。因此,若適當(dāng)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.northcarolinalenders.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

　　膜分離法處理含油污水方法簡(jiǎn)單,分離效率高,能耗低;合理選擇膜是實(shí)現(xiàn)油水分離的前提,各種因素應(yīng)同時(shí)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(wèn)題,亟待改進(jìn);新式旋轉(zhuǎn)膜組件不僅延續(xù)了錯(cuò)流操作的特點(diǎn),更強(qiáng)化了膜表面靜止帶來(lái)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(wèn)題是,需對(duì)廢水進(jìn)行嚴(yán)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(duì)油有很好的吸附性能,而且能同時(shí)有效地吸附廢水中的其他有機(jī)物,對(duì)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(jìn)展多體現(xiàn)在高效、經(jīng)濟(jì)的吸油劑開發(fā)與應(yīng)用方面,由質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%～80%的具有吸油性能的無(wú)機(jī)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(duì)油的吸附容量可達(dá)0.3～0.6g/g,但一般需要接觸時(shí)間很長(zhǎng),如廢水的油質(zhì)量濃度為120mg/L時(shí),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(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn),獲得了滿意的效果〔8〕;另外還有人采用陽(yáng)離子表面活性劑改性粘土的土柱裝置進(jìn)行陽(yáng)離子表面活性劑對(duì)粘土截留水中油類影響的研究,結(jié)果表明,經(jīng)陽(yáng)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(qiáng),且土柱所截留油類不易被清水淋出。