
含油废水是一种量大面广的工业污染源,它来自工业的各个加工部门、冶炼部门。清洁的水体被含油废水污染后,COD、BOD值升高,油膜阻止氧气溶入水中,使水质缺氧而恶臭,致使水体中的生物死亡。如果用于污灌则破坏土壤结构,使农作物减产,甚至颗粒无收。因此,对含油废水的处理越来越引起人们的重视,并被环境保护部门列人主要管理的工业污染源之一。
1 乳状液
乳状液是一种液体分散于另一种不相溶的液体中形成的多相分散体系,乳状液中以液珠形式存在的那一相称为分散相(或称内相,不连续相),另一相是连成一片的,称为分散介质(或称外相,连续相)。
常见的乳状液,一般都有一相是水或水溶液,通称“水”相,用“W”表示,另一相是与水不相溶混溶的相,有机相,通称为“油”相,以“O”表示。外相为水,内相为油的乳状液叫做水包油型的乳状液,以O/W表示“水包油”。外相为“油”,内相为“水”的乳状液,以W/O表示。
乳状液外观和乳状液中分散相质点的大小有密切关系,根据经验,分散相液珠大小与乳状液的外观有如下关系:
液珠大小 | 外观 |
大滴 | 可分辨出两相 |
大于1毫微米 | 乳白色乳状液 |
0.1至1毫微米 | 蓝白色乳状液 |
0.05至0.1毫微米 | 灰白色半透明液(微乳状液) |
0.05毫微米以下 | 透明液 |
乳化剂对形成稳定的乳状液是极其重要的,常用的乳化剂是表面活性剂,表面活性剂能显著地降低液体表面张力。液-液界面张力,大多数是有机化合物,如皂类、酯类、磺酸盐等。表面活性剂在液-液界面上作定向排列,分子的极性基部指向水,非极性基部指向油。不仅降低界面张力,而且由于表面活性剂在液滴表面构成比较牢固的薄膜而具有一定的机械强度,因此保护了乳状液。
2 含油废水的处理技术
一般含油废水常采用的处理技术有重力法、粗粒化法、冲洗滤池净化法。
(1)重力法分离池:常见的形式是平流、波形板、平行板三种。平流结构的要求是,在进出水管上安装闸板阀门,便于调节水量,池为长方形,长宽比不小于四比一、平流速度一般每小时不大于七米,分离时间一般为三点五至五点五小时,有效水深一点六至二点五米。分离池可以用钢筋混凝土结构。较小形的分离池也可用砖砌筑而成。池内设几道隔离墙。由于平流速度降低,比重小于1而粒径较大的(一百五十毫微米)的油杂质上浮到水面,比重大于1的杂质沉于池底。当池内油达到一定厚度时,就可利用水管上的阀门调节油面高度,通过废油回收管,收集废油,也可使用吸油机收集废油。该方法的处理效率平均88.5%,建议用该方法处理含油废水进口油的浓度小于每升一百毫克,若进口浓度大于每升一百毫克应采取其它预处理措施。
波纹斜板式除油池:波纹斜板间距为二十至五十毫米,水向下流,油珠上浮,泥渣沿峰底滑落到池底,分离小油珠粒径为六十毫微米,分离时间三十分钟。波纹斜板式除油池容积大大减小,结构紧凑,节省占地面积。
(2)粗粒化净化法:该方法的原理是采用具有亲油、耐油、疏水性能的材料,可以把五至十毫微米粒径以上的油珠完全分离,分离效果可达一至二毫微米。使水中细微的油粒附在其表面上,形成油膜,油膜增到一定厚度,在动力及水力的冲击下,并拌之以风的搅动,比较大的油珠从粗粒化剂表面脫落下来,利用油水比重差,以重力分离法将油珠从水中分离出来,或用吸油机将油提取出来。由于用此方法处理含油废水进口浓度一般不大于每升三十毫克,因此,进人塔前大于每升三十毫克的含油废水必须经过预处理,预处理方法可采用重力分离法。
(3)冲洗滤池净化法:该方法使用的滤料是砂、海绿石、白云石、陶粒并掺上10%~20%的石棉水泥碎屑。含油废水的滤速每小时不大于十米,进口含油浓度不大于每升六十毫克时,处理效率一般大于99%,出口含油的浓度小于每升一毫克。
3 废乳化液处理技术
含乳化液的废水处理技术,目前国内外采用的方法甚多,现择其主要方法综述如下:
(1)酸化,石灰(氢氧化钠)法,用机床加工金属另件时,常常要用乳化液。金属切削乳化液是用切削乳化油和自来水调配而成,而切削乳化油的主要成份是低粘的机械油,乳化剂和防锈剂,有的还需添加稳定剂、助溶剂等。切削乳化液是水包油型乳状液,水是连续相,油是分散相。油的分散度很高,其平均粒经为1微米。呈碱性,PH值一般为七至九。
酸化法只是对某些乳化剂有破乳作用。用皂类作乳化剂时,这种乳化液废水用酸化法破乳是有效的,因为皂类与酸作用生成高碳羧酸难溶于水。用 醇硫酸酯钠盐作乳化剂时,用酸化法处理也是有效的。一般酸化法pH值须控制在3至4。酸化法破乳后须用石灰或氢氧化钠调pH为7至9,投加混凝剂使之沉淀。
该方法比较适用于有酸洗车间(工段)的机械工厂或冶炼厂。因为这些工厂可以用废酸,达到破乳目的,又可有效地利用Fe+,因为Fe(OH)2和Fe(OH)3是很好的混凝物质。
(2)盐析法:盐析法的主要作用是去水化,将电解质加到乳化液中。电解质对油珠扩散层的阳离子具有排斥作用,使扩散层逐渐减少,当电解质达到一定浓度时,扩散层中的阳离子全部被赶到了吸附层中,导致双电层破坏,油珠则变成中性,电位接近“0”,油珠问恢复了互相的吸引力,从而达到破乳之目的。比较理想的盐是钙、镁、铝的盐类,它既可中和电荷,又可置换表面活性剂的金属皂,提高处理效果。盐析法投盐量一般控制在1%~5%之间,混合搅拌后沉淀,油水即分离。
应用上述方法分离后的上清液还是不能排放,因为出水油的含量一般大于每升十毫克。经验告诉我们,废水乳化液的油浓度一般高达每升三万毫克以上,即使处理效果达到99%,出水浓度也在每升三十毫克以上,所以必须采取二级处理技术,进一步净化。
常用的二级处理技术有:
(1)加压浮上分离法:化学破乳后,加入高分子絮凝剂,吸附油份,再加压气浮,当pH值在六点五至七时,出水油的浓度可小于每升十毫克,COD的去除率是99%,悬浮物的去除率达到99.9%。
(2)喷射浮选法:其工艺流程与加压浮选法相同,由喷射系统代替了空压机供风系统,减少了动力设备便于维护管理、耗电小、运行平稳、操作简便易于调节、劳动强度小等优点。除油效率比加压浮选法提高一倍。
北京某机械厂采用的二级处理技术是沙滤除去颗粒物质,煤渣吸附除去油份,用活性炭吸附法来把关,这样出水中的油、COD的浓度均符合 排放标准。
4 含油废水的物理处理方法
(1)电解处理法:该法是废水电解时,从铝阳极上溶解到废水中的铝离子形成活性很强的三价氢氧化铝,这种铝离子产生凝聚作用,使乳化液失去稳定性,从而达到破乳的目的。电解过程中产生的游离氯又可以氧化分解可溶性有机物,降低了水中的COD和BOD。工作中设备的阳极是旋转的,极板的间隙维持在零点五至一毫米之间,废乳化液以高速流过极间小间隙。
(2)静电过滤法:该设备槽内有对电极,电极间充以绝缘溶剂,两极间连续施加六万伏直流电压,由于静电作用使油水分离。该法的优点是适用于有机废液中的乳化油、浮游油或其它乳油杂质的连续处理,处理后的水质稳定。除油和固体微粒沉降同时进行,效率高,分离出的污泥经脱水后含水率可降低岛65%。
(3)超滤法:是以半透性高分子薄膜为分离介质,截留乳化液中的油及表面活性剂。该法的去除效果明显,污水中的油份的去除率可达99%以上,COD的去除率可达97%以上。