随着工业生产的发展，金属、粮油以及皮革加工，特别是石油开采，加工运输业等都产生了大量的含油废水。目前，大水量、低浓度的含油废水，经过初级处理后就可以达到 排放标准。国内外已有较多装置可以很好地处理此类废水，如竖流式沉降罐、辐流式沉降罐、波纹板油水分离器等。但是小水量、高浓度、高乳化度含油废水的处理设备仍处在研究之中若此类废水直接排放，不仅严重污染环境，破坏生态平衡，还导致各种疾病的产生。另外，可回收的油类排入水体，也造成了资源的浪费。为了保护水资源和水产环境，保护生态平衡和人类健康，开展小水量、高浓度、高乳化度含油废水处理研究是十分必要的。

1 实验部分

1.1 实验水质及排放标准

实验所用乳化含油废水为某石化企业车辆车间油槽车洗槽废水，其水质参数如表1所示。

表1：含油废水水质及排放标准

1.2 分析方法

含油废水处理前后油的测定方法出自 环保局编“水和废水监测分析方法”。

1.3 实验原理

1.3.1 旋分沉降法

利用进水流速，使含油废水造成局部涡流，曲折碰撞或用狭窄通道来捕捉细小油滴，使之聚并成较大油滴，增加油珠粒径，进而利用密度差，使废水中的油、水得以分离。

1.3.2 破乳法

在含油废水中加入破乳剂，使废水中均匀分散的乳化小油滴失稳、聚并，油滴达到一定粒径后上浮。

1.3.3 过滤法

过滤法是利用颗粒介质滤床的截流、惯性碰撞、筛分，表面吸附、聚并等机理，去除水中的油。此法主要可以去除含油废水中的分散油和乳化油，同时也可以除去水中大部分悬浮物。

1.3.4 聚结吸附法

聚结吸附法是利用特殊材料既亲油又吸油的特性，来达到油水分离的目的。当含油废水通过聚结吸附滤床时，由于聚结吸附材料与油具有很强的亲和力，不同粒径的油滴就会不断地被吸附到其表面；同时聚结吸附材料又具有很强的吸油能力，当油滴增大到一定程度时，油滴会被吸到材料内部（分子间）。聚结吸附材料就是不断重复以上过程，从而达到除油的目的。

2 实验与结果讨论

2.1 单级条件实验

2.1.1 旋分沉降

由于含油废水中含有部分悬浮物及浮油，因此实验采用旋分沉降法对其进行预处理，并自行设计制造了模试装置。设备材料为有机玻璃，体积为10L，切向进水。为了确定装置的较佳停留时间，考察了油去除率同停留时间的关系。

由考察结果可以看出，旋分沉降装置的水力停留时间为20-40min时，油的去除率随着停留时间的增长而增大，停留时间为30-40min时，去除率达到极大，在此之后，尽管停留时间有所增大，但去除率变化不大。由此可以得出，装置较佳停留时间为30-40min。

2.1.2 活性无烟煤过滤

实验采用不同粒径的活性无烟煤为过滤材料，分装2层，实验装置体积为0.2-0.6L.停留时间为1-5min，过滤面积为0.002m²，过滤速率达15m/h，进水方式为逆向上流式（相对于常规正向下流式）。在相同停留时间，相同填料的条件下，影响过滤效果的因素主要有，装置高径比（H/R）、无烟煤层厚度比（h1/h2）。填料粒径比（r1/r2），实验就上述因素进行了3因素8水平均匀设计，并对各水平进行了实验。

由实验结果可以看出，在停留时间范围为1-6min时.油的去除率在85%左右；在停留时间范围为7-12min时，油的去除率可以达到90%。由此可以得出，单级多层无烟煤滤料过滤较佳停留时间为7-10min。

2.1.3 聚结吸附材料选择及优化

在此实验中，在进水油浓度相同的条件下，聚结吸附材料分别选用了柱状聚丙烯、粉末聚丙烯、腈纶纤维丝、无烟煤和XYSZ-1，其中无烟煤和XYSZ-1是由无烟煤与特种吸油材料XYSZ-1（质量分数为1%-2%）混合制成。设备材料为有机玻璃，体积为1-2L，进水流量为10-30L/h。

由实验结果可以看出，在停留时间为7-10min时，柱状聚丙烯的聚结效果较差，粉末聚丙烯、腈纶纤维丝、无烟煤与XYSZ-1的混合物除油效果基本相同，其油去除率均可以达到85%以上。但是，粉末聚丙烯由于粒度较小，非常容易流失且容易黏结，腈纶纤维丝也易黏结成团，造成了反冲洗困难，材料的寿命缩短等问题。无烟煤与XYSZ-1的复合材料效果较好，且克服了以上常规聚结吸附材料的缺点。

2.2 各级除油效果

单级实验已确定了旋分沉降、活性无烟煤过滤、聚结吸附等单元的结构以及较佳停留时间。为了了解三者串联后的效果，作了串联运行实验，其中过滤单元采用活性无烟煤、聚结单元采用无烟煤与XYSZ-1的聚合物，进水含油浓度为651mg/L。

申联运行实验共58h，从其处理效果来看，可以分为3个不同的时间段，开始运行期（2-6h），稳定运行期（6-42h）、效果下降期（42-58h）。

串联运行实验中，前6h旋分沉降效果不稳定；在6-42h旋分出水，油的去除率稳定在70%以上，过滤部分去除油量的质量分数为14%，聚结部分油去除量的质量分数为5.6%；42h以后，过滤部分去除油量的质量分数为1.1%，聚结部分油去除量的质量分数为5.8%。从去除率变化来看，过滤部分已达到了饱和，需要进行反冲洗；然而聚结吸附部分去除率保持稳定，可见XYSZ-1起到了较好的作用。

2.3 达标稳定运行情况

旋分沉降、活性无烟煤过滤及聚结吸附等多级相结合，虽然各级都能达到较好的结果，且聚结吸附段有较好的稳定性，但是乳化油废水经处理后仍没有达到 排放标准。因此，实验在旋分段加入少量的破乳剂，在进水含油浓度为651mg/L时，加人药剂以后，出水含油量小于15mg/L，达到了 排放标准。出水水质较清，可回收利用。分析认为旋分段加入破乳剂，促进了乳化油上浮，使部分乳化油在旋分段就被去除，因此也减少了过滤及聚结吸附段的负荷。

2.4 悬浮物去除情况

洗槽含油废水，表观较清，废水中悬浮物较少，本装置一般在第1级中就可以去除废水中的大部分悬浮物，旋分沉降出水悬浮物少于20mg/L，这就大大地提高了过滤层的效率，并延长了反冲洗

3 结论

（1）重力旋分装置在停留时间为20-40min时，油的去除率随着停留时间的增长而增大。停留时间为30-40min时，去除率达到极大，在此之后，油去除率变化不大。因此，此装置较佳停留时间为30-40min。

（2）单级多层活性无烟煤滤料过滤较佳停留时间为7-10min，油去除率可达80%以上填料填充方式为双层，2种粒度，进水方式为上流式。

（3）以腈纶纤维丝、粉末聚丙烯、无烟煤与XYSZ-1的复合物为聚结吸附材料，油去除率可以达到85%以上，但腈纶纤维丝由于容易与重质油黏结成团，造成除油效率严重下降；粉末聚丙烯材质轻、易流失、易堵塞。这些材料在实际应用中仍有一定问题。

（4）串联运行实验中，6-42h时，旋分出水油的去除率稳定在73.7%以上，过滤区去除油量的质量分数为13.7%，聚结区去除油量的质量分数为5.6%；42h以后，过滤区去除油量的质量分数为1.1%，而聚结区去除油量的质量分数可达5.8%。由此说明，XYSZ-1对进一步去除废水中的油有较好的作用，且过滤区的反冲洗周期为42h。

（5）乳化含油废水处理工艺结合了旋分沉降、接触聚结，过滤和聚结吸附等方法，达到了较好的处理效果，油的去除率大于90%，悬浮物的去除率达到了90%。此工艺的开发为小水量、高浓度含油废水的处理提供了一条切实可行的途径。