
工业生产及日常生活中会产生各种各样的含油废水。如何对种类繁多的含油废水进行分类和处置,是一个值得研究的问题。
1 工业废水中含油废料类型
废水中的油可以较 地定义为可萃取的已烷类化合物,它是较难辨别的水上一层油膜或一层易于辨别的有一定界限的浮动层。可根据含油废料的类型及工业废水的类型两种方法进行分类。
1.1 根据含油废料类型分类
含油废料的类型可分为轻碳氢化合物、重碳氢化合物、燃油和焦油、润滑油、脂肪油清洗剂等。
1.1.1 轻碳氢化合物
轻燃料,如汽油、煤油、喷射发动机燃料和用于工业加工、油脂脱除或用于清洗目的的溶剂均是这类含油废料的例子。轻碳氢化合物的存在使得除去其他较重的碳氢化合物含油废料出现问题,即它们可能改变已有的除油系统的效率,也可使得含油废料的分析变得困难。包括在这类轻碳氢化合物含油废料中的还有醇、脂、酮和醛,这些物质经常作工业溶剂。
1.1.2 重碳氢化合物、燃油及焦油
这类含油废料包括原油、柴油、6号燃油、渣油和不合格的石油产品、沥青。炼焦厂和生产某些化学药品工厂的残渣会产生重碳氢化合物。橡胶浆生产或使用中产生的废乳胶也可以考虑归为这类物质。清洗运输这些材料的设备(加油车)、管路等也会产生大量的重碳氢化合物废料,甚至冲洗途经沥青公路的卡车和汽车外壳的废水亦会产生焦油状的废料。
1.1.3 润滑油和润切油
含油润滑剂一般分为两类:一类为不能乳化的油,如润滑油和油脂;另一类为能乳化的油,如可溶性的油、滚轧油、切割油和金属拉丝制的润滑剂。能乳化的油包括脂肪即肥皂或各种与基本碳氢化合物一起,加强工作性能的其他加入剂。在润滑机械或机械连动及金属和兼的加工制造中,广泛应用了这两类油。
1.1.4 脂肪和脂肪油
脂肪和脂肪油主要来自食品和天然产品的加工工业,在动物屠宰与加工业的副产品中,作为废料的脂肪一般具有其熔点比油的溶点高的特点。脂肪和脂肪油均易于氧化和发生其他变化,尤其在未经提炼或贮存不当时,奶油、猪油及牛油脂均是脂肪。
脂肪油大部分来自植物的籽,如大豆、棉籽、亚麻子和玉米。某些油,如松木油和妥多尔油,是木材加工业的副产品。各种鱼油也可认为是脂肪油。
1.1.5 清洗用的化合物
这些物质在两个方面产生了含油废水和除油问题。
首先,清洗用化合物本身就含有溶剂,油组分或其他可萃取的已烷。一般讲,这些属重型清洁剂,用于去除地板或机械零件的尘垢和油脂。这些清洁剂也含有碱和乳化剂,它们有助于稳定乳化液,干扰含油废水的分离。清洗废水经常直接排入下水道。应该将这些废水和冲洗水在排走前分开收集起来进行预处理。
其次,清洗废水也会带有清洗对象洗下来的含油废料。这些含油废料的性质和数量变化很大,它们可以是上面谈到的那些分类中的任何一种,其范围可以从较粘的、较重的石腊和沥青到较轻的、粘度较小的碳氢化合物和溶剂。
1.1.6 杂项含油废料
某些杂项含油废水相当专门化并且较少产生。液压用的流体是这种专门用途的一个例子。液压用的流体的漏泄应该立即采取有效措施。用过的液体应该分开,或者烧掉或者返回给制造厂商予以再生。
喷砂和涂漆是另一个含油废水的来源。在喷漆亭中用于截留喷溅的喷漆的水膜可被油污染。
炼焦厂、铸造厂、化工厂和炼油厂均会产生不同数量的副产品,如酚。这些副产品是可萃取的酚,并且会引起其他的废水处理问题。
1.2 根据工业废水类型分类
按工业废水的类型,可分为含油冷却水、石油废水和各种加工工业及其他行业产生的含油废水。
1.2.1 冷却和加热产生的含油废水
普通的含油废水是冷却水,因冷却水总是可能被油污染。油可能通过泵、凝汽器或热交换器漏泄污染水,或在开式系统中,通过洗涤空气或气体流引起水的油污染。在有泵的场合,含油废料可以是润滑剂,或是用泵抽吸的液体流,即部分工艺流程的液体流。含油废料可能在轴承冷水或介盘根处流出的液滴中存在。由一次冷却的凝汽器或热交换器排出的水中的含油废料一般来自设备的工艺流程侧。
如果冷却水流经冷却塔冷却,冷却水中大部分轻碳氢化合物将消失在大气中,或可被细菌消耗掉,出现粘液块。从用于处理脂肪或含油产品的蒸煮器、干燥器和其他蒸汽加热设备返回的凝结水是含油的。
1.2.2 石油工业的含油废水
石油和石油产品的加工、提炼、贮存、运输和保存过程中,均存在着许多被油污染的机会。
在运输工业中,输送管路或软管可能漏泄或破裂,在挂钩联结时油可能溅出。压舱水或海水——油浮浊液和油轮运输期间生成的水渣构成了含油废水水源。某些油轮在运输期间因动作不同种类的油需要清洗,清洗液含有高浓度的乳化含油废料、油轮相撞时会产生严重的泄油事故。上述大部分问题在用油罐车运输时也会发生,但规模小多了。
1.2.3 金属工业的含油废水
金属工业生产的含油废水大部分来自金属加工工业。金属成型、冷却加工过程中会以各种形式增加含油废料。应用钢、铜和铝合金的辊压、拉延、热压和机械操作是典型的工艺过程。
1.2.4 食品工业的含油废水
食品工业废水中的含油废料主要来自加工食物或天然产品的天然脂肪和油一些含油废料由设备润滑和维护操作中所产生,但其数量较少。用于一些操作中的溶剂也能产生含油废料。
1.2.5 纺织工业的含油废水
纺织工业中大部分含油废水来自漂白或染色之前,天然纤维早期加工中的冼净操作。迄今,羊毛洗净操作中产生的含油废水较难处理。酸裂化处理步聚中产生的废液含有羊毛脂,再进一步提炼会生成商业价值很高的羊毛脂(lanloin)。这些步骤产生的废料中,可萃取的已烷含量可高达4000mg/L,并且难于处理,这些废料还普存在气味问题。
纺织工业废水中可能含有石蜡、抗静电剂、润滑剂、肥皂、染料或染料载体,并且会产生一定数量的可萃取的已烷。上述这些物质,许多是在纺织纤维时加入,在后面的脱浆工艺,即洗净操作中除去或部分除去。
1.2.6 运输工业的含油废水
运输工业产生的含油废料主要还是如前面“石油工业”中所述的情况,此处不再重复。
1.2.7 其他制造业的含油废水
1.2.7.1 纸浆和造纸工业
磨纸浆的废水中含有一些妥尔油和树脂。这些废料的数量和类型取决于所加工的木材类型,所用的加工纸浆的工艺过程和磨纸浆机的操作。
1.2.7.2 橡胶工业
橡胶工业的主要问题是橡胶浆废料。这也包括应用橡胶浆作为烧固或涂料的工业,如地毯制造业。
1.2.7.3 油漆工业
油漆工业的废水中经常存在乳胶。这是由水基油漆制造所产生的。对批量间断生产的油漆工业,尤其是淡色的油漆,在批量生产之间,一般必须彻底清洗混合设备。在这些工业的废水中也发现有树脂状废料和溶剂。这些废料中,有些是在树脂制造过程中污染冷却水或凝结水引起的。其他一些是在生成产品后的清洗中产生的。
油漆工业中较难处理的废水是那些含有批量生产的水基油漆的冲洗水的废水。水基油漆是应用高浓度的乳化剂和其他有助于颜料和树脂分散的药剂制成的,这些药剂与废水中的其他废料一起使得油和固体的分离更加困难。
1.2.7.4 制革工业
在制革工业中,大量含油废料在浸泡、加石灰或各种冲洗步骤产生的废水中存在。用甘油三酸脂等方洗萃取。在加石灰时,一些脂肪质转换成肥皂、或是产生肥皂脂肪酸,这些增加了出水中可萃取的已烷。
按照鞣皮法,处理皮革给皮革所需性质的操作中需要用某些油。在皮革湿的时候即要加入油,这种含油材料和鞣皮剂会流入废水增加了可萃取的已烷含量。
1.2.7.5 采矿工业
在采矿业的泡沫浮洗中会加入一定的含油剂和浮选助剂,随之会产生一些含油废水。
1.2.8 暴雨水
暴雨水(尤其在大的制造厂内)是另一个含油废水水源。暴雨水冲洗了所有车间周围的场地、走道和露天设备。少量的暴雨水尚可用厂内已有的非含油废水处理系统慢慢处理,但大量暴雨水只有任其排放。因此,平时必须注意保持工厂厂区的清洁卫生,尤其在暴雨多发地区更是如此,以免大量的暴雨水污染环境。
2 火电厂的含油废水处理系统
由于火电厂含油废水主要是地面和厂房内楼层被油污染后的冲洗水及雨水,因此处理系统较为简单。
2.1 山东石横电厂和安徽平圩电厂含油废水处理系统的设计考虑
2.1.1 含油废水处理水质的排放标准
国内排放标准:10ppm。
美国EPA(美国环保局)标准:15ppm(超过30个连续日的平均值),20ppm。
虽然80年代初美国含油废水处理系统的出水水质达不到我国规定排放标准。但为了节约投资,还是引进了美国含油废水处理系统,按美国EPA标准设计。
2.1.2 露天设施
露天设施指重油(或渣油)库区、变压器区、重油(或渣油)加热系统区。对露天设施需收集和处理的被油污染的雨水水量按10年1遇24小时降雨量计算。超过该容积的降雨量则排入电厂的下水道。除油库雨水外,其他区域的排水也可排入系统进行处理。
2.1.3 含油废水的pH值假定为6.5~8.0
2.2 山东石横电厂和安徽平圩电厂的含油水处理系统
山东石横电厂和安徽平圩电厂的含油废水处理系统采用了80年代初美国常用的含油废水处理系统,由API美国石油学会油水分离器、絮凝池和气浮池组成。
该系统操作说明如下:
(1)API油水分离器
受油污染的楼层冲洗水和厂区排水排到API油水分离器。在该设备内,通过沉淀和撇油将废水中的粗颗粒悬浮物和浮在水面的油脂除去。
浮在水面的油脂通过分离器入口和出口及挡油板前面的撇油管子肇转除去。撇除的油脂靠重力流入油池。在油池内收集到的油脂用泵打到一定地点处置。油池内过量的水打回到分离器的入口水室。
沉淀的固体收集在位于分离器入口的斗内。所收集到的固体用泵打到除灰设备中作处置。
分离器的入口和出口均设有挡油板,并且在入口挡油板的下游设有水流分配挡板。
在分离器的入口水室处装有溢流堰和直立管,将超过10年1迂24小时降雨量容积的水由旁路处理系统排入到厂区排水系统。
处理后的出水用泵打到絮凝池进一步处理。
(2)絮凝池
明矾和聚合物加入到絮凝池的入口水管或入口水室。这些化学药品有助于细颗粒的悬浮物和乳化的油脂凝聚和絮凝以使以后在气浮池内除去。絮凝池设计中应具有为完成絮凝过程所需的足够长的停留时间和有效的混合。该池出水靠重力流入气流池进一步处理。
(3)气浮池
絮凝池内生成的絮凝物在气浮池内 引入池内的小空气泡浮动到水的表面。浮在水面的浮渣用移动的刮除器撇除到一个收集池内,以后同收集在API油水分离器的油水一样处置。空气通过有压力的再循环水引入到气浮池内运行。处理后的出水主要再用于飞灰冲除系统,过量的水则排至厂区排水系统。
3 结束语
含油废水种类繁多,一般通过物理分离方法处置。对于水中乳化的油,可通过化学方法加入乳化破坏剂破乳,再通过物理方法除去。
虽然电厂含油废水水量较少,处理系统也较为简单,但其本身还是一个污染源,应当引起有关部门的重视。