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2.3乳化油的去除
乳化油的去除是含油废水治理的重点和难点
由于乳化液的油珠极细,其表面形成一层界膜带有电荷,油珠外围形成双电层,使油珠相互排斥极难接近
因此,要使油水分离,首先要破坏油珠的界膜,使油珠相互接近并聚集成大滴油珠,从而浮于水面,这就叫做破乳
常用的处理乳化含油废水的方法有:气浮法、絮凝法、电化学法、粗粒化法、膜法
(1)气浮法
气浮技术是国内外含油废水处理中广泛使用的技术,其原理就是在水中通入空气或其他气体以产生微细气泡,使水中的一些细小悬浮油珠及固体颗粒附着在气泡上,随气泡一起上浮到水面形成浮渣,从而完成固、液分离
气浮法按气泡产生方式的不同,可分为鼓气气浮、加压气浮和电解气浮等[7]
目前采用的主要是加压气浮法
这种方法电耗少、设备简单、效果良好,已被广泛应用于油田废水、石油化工废水、食品油生产废水等的处理[8-9]
(2)絮凝法
絮凝过程是乳化含油废水处理的重要单元,用以去除油和悬浮杂质过程中投加的絮凝剂对细分散和乳化油具有破稳、凝聚和吸附“架桥”作用,将油粒间Zeta电位降低,分散的微粒聚集成较大絮体,从水中分离出来
用于含油废水处理既有无机絮凝剂也有有机絮凝剂
传统絮凝剂如铝盐和铁盐等,投加量大、污泥产生量多,逐渐被近年来出现的高分子絮凝剂取代
无机高分子絮凝剂如聚硫酸铁、聚氯化铝等[10],有机高分子凝聚剂如聚丙烯酰胺、丙烯酰胺等[11]具有用量少、效率高的特点,逐渐成为主流
目前絮凝剂的发展方向有可能是无机物、有机物进行共聚而生成的一种新型高聚物,使它既具有中和电荷作用,又具有长链大分子强烈的拖拉、网捕作用而生成为新生代的高效混凝剂[12]
絮凝法处理含油废水,在适宜条件下COD的去除率可达50%~87%,油去除率可达80%~93%,但存在废渣及污泥多和难处理的问题
(3)电化学法
电解法包括电解凝聚吸附法和电解浮上法
电解凝聚吸附是利用溶解性电极电解乳化油废水
从溶解性阳极(Fe或A1)溶解出金属离子
金属离子发生水解作用生成氢氧化物吸附、凝聚乳化油和溶解油,然后沉降除去油分
电解浮上分离法是利用不溶性电极电解乳化油和溶解油废水,利用电解分解作用和初生态的微小气泡的浮上作用,破坏乳化油,并使油珠附着在气泡上浮上去除[13]
电解法处理含油废水有处理效果好、占地面积小、浮渣量相对较少等优点,但它存在阳极金属消耗量大、耗电量高、运行费用较高等缺点
因此一般只适用于处理小规模的乳化油废水
(4)膜分离法
含油污水中油的存在状态是选择膜的首要依据
若油水体系中的油是以浮油和分散油为主,则一般选择孔径在10~100μm之间的微孔膜;而水体中的油是因有表面活性剂等使油滴乳化成稳定的乳化油和溶解油,这样油珠之间难以相互黏结,则需采用亲水或亲油的超滤膜分离,一则是因为超滤膜孔径远小于10μm,二则是超细的膜孔有利于破乳或有利于油滴聚结
目前处理含油污水的膜有有机膜和无机膜
有机膜存在机械强度低,渗透率低,容易堵塞等缺点限制了其应用
近几十年来无机膜在含油废水处理领域得到了迅速的发展[14-15]
复合膜是把亲水的无机材料加入到有机膜材料中制成的,它基本克服了有机膜和无机膜的缺点,是目前膜分离领域的热点[16-17]
采用膜法处理含油废水,无需破乳,直接实现油水分离、工艺流程简单,处理效果好,但处理量较小,不太适于大规模废水处理,而且过滤器容易堵塞,运行成本较高
(5)粗粒化法
粗粒化法(亦叫聚结法)是使含油废水通过一种填有粗粒化材料的装置,使污水中的微细油珠聚结成大颗粒,达到油水分离的目的
本法适用处理分散油和乳化油
其技术关键是粗粒化材料
粗粒化材料的种类有很多,有无机的分子筛、沸石、石英砂、活性炭、陶粒、煤粒等;有机的有聚丙烯、涤纶、尼龙、聚苯乙烯、聚氨酯等
还有将无机和有机结合制成的复合型材料,也有较好的除油效果
粗粒化材料外形可做成粒状、纤维状、管状或胶结状
目前市场上的50%油水分离设备是采用粗粒化法[18],该法无需投加化学试剂、无二次污染、设备占地面积小、结构简单,基建费用较低,且可实现有用油品的回收和废水的回用,在含油废水治理领域有广阔的前景
3结论与展望
随着人们对环保的重视及我国对污染治理力度的加大,传统的方法已经不能满足当前人们要求,采用新的处理方法势在必行,今后含油废水处理技术的发展趋势主要集中在以下几个方面:
(1)改进现有技术及工艺的不足,开发新型的处理方法及系统,利用几种方法联合分级使用,以尽量避免各方法的局限性,发挥各处理单元的优势
(2)加强除油机理的研究,为提高含油废水处理效率及降低处理成本提供理论基础
(3)重视清洁生产,从源头减少污染,减轻末端处理压力
(4)随着水资源短缺和污染的加剧,含油废水处理后的回用是当前迫切需要探索、研究的课题
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