含油廢水的綜合處理法及其應用
1 處理方法
1.1 豎向隔板分油法
豎向隔板分油法是在平流式自然分油法的基礎上發展起來的一種方法,它將水流改為上下流動,這樣既增加了廢水流程,又減少了分油池的占地面積,降低了造價,同時還可提高除油效率。其原理見圖1。
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從圖1可知:①當水流向上時,油珠受到的上浮力Ｆ1與水流的推力Ｆ2方向一致,大、中粒徑的油珠將加速上浮到水面而形成浮油層,如及時將浮油層的油引入蓄油池便可達到油水分離的目的。②當水流向下時,Ｆ1與Ｆ2方向相反。由斯托克斯公式可知,油珠上浮速度與油珠直徑的平方成正比,所以有兩種可能:上浮速度大于水流速度的大油珠將上浮,上浮速度小于水流速度的小油珠會順水流走。因此在設計隔板分油池時,應盡量使下流段距離Ｌ2大于上升段的距離Ｌ1,進水區的隔板空位高Ｈ1大于排水存放區的隔板空位高度Ｈ2,并選擇合適的水流速度。同時還可再多設幾道隔板,使水流上下反復幾次,這樣將大大有利于油珠從水中分離出來。
1.2 蜂窩斜管分油法
蜂窩斜管分油法是將除油池在同一過水斷面上分成若干小格,這樣便減少了除油池的水力半徑,降低了水流雷諾數,提高了水流弗勞德數,因而可提高油水的分離效率。格子越小則其分離效果越好,但格子太小易產生阻管現象,所以常用邊長為30、50、80ｍｍ的正六邊形等規格斜管。蜂窩斜管分油池的構造見圖2。
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當含油廢水緩慢上升時,因油和水的密度有差異而使得油水逐漸分離。蜂窩斜管材料應耐腐蝕、不沾油和光潔度好,常采用的材料是聚酯玻璃鋼。
1.3 磁性顆粒吸附過濾法
該法利用磁性材料產生的磁力來吸附廢水中乳化態油和其他雜質,其原理見圖3。
為了提高磁性顆粒的親油性,一般需先用溫度>35℃的石臘、油脂等進行表面處理,使其表面覆蓋上一層親油疏水性的薄膜。目前常用的磁性物質有:鐵礦石、含磁性物的高爐碎渣以及摻雜少量鐵粉等磁性物質的水泥、碳酸鈣等[1]。磁性顆粒的粒徑過小則產生的水流阻力大,并且易堵塞;粒徑太大則吸附表面積將減小,吸附性能將下降,因此粒徑多在1～3ｍｍ。當吸附池運行一段時間后,鐵架小框內的磁性顆粒將吸滿雜質,這時需換上新的鐵架小框。吸滿雜質的鐵架小框濾干后放入爐中焚燒,取出并振動去灰后再進行顆粒表面油膜處理,又可以重新使用。
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上述三種方法處理含油廢水都是行之有效的,它們各有特點:豎向隔板分油法簡單易行,適用于大流量的含油廢水處理,但它對廢水中的小油珠和其他雜質卻往往無能為力;蜂窩斜管分油法對小油珠具有較好的去除效率;磁性顆粒吸附過濾法對乳化態油和細小雜質具有較好的處理效果,但處理大批量含油和雜質多的廢水時容易產生堵塞現象。因此,在處理含油廢水時將上述三種方法相結合(組成綜合處理法)將更有效。
2 應用實例
某鐵路機車修理廠在洗滌機車過程中產生廢水約100ｍ 3ｈ。對該廢水進行測試時發現,在前10ｍｉｎ內上浮效率上升較快,此后上浮效率上升緩慢。考慮該廢水含油量高達1200ｍｇ/Ｌ,故設計了綜合分油池:水力停留時間為0.2～1.0ｈ,寬為2ｍ,平均水深為1.5ｍ,總池容為45ｍ 3(沉淀隔油池的容積為15ｍ 3)。廢水處理流程為:沉砂過濾槽及沉淀分油池→隔板分油池→蜂窩斜管分油池→磁性顆粒吸附過濾分油池→清水池。在分油池中設置了集油管,以便及時將浮于水面上的油層導入集油池。另外,還設置了水位高度自動調節板,采用全寬度排水(池內水面的高度變動很小),以保持水位線與集油管缺口間的高差始終在10～20ｍｍ范圍內。之所以將沉砂過濾槽設置在最前面,是由于廢水中含有污泥和有機雜質。采取這些綜合措施后,該廠外排水水質不達標問題得到了徹底根治。多年來該設施運行平穩,排水口水質清澈透明,含油量僅為0.4～0.8ｍｇ/Ｌ,達到了ＧＢ8978—1996的一級標準(見表1)。
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3 結論
含油廢水綜合處理法吸收了傳統的沉淀過濾分油法、豎向隔板分油法、蜂窩斜管分油法與磁性顆粒吸附過濾法的各自特點,既減少了占地面積(較傳統方法減少了50%～60%),降低了工程造價,又成功地解決了采用傳統方法時出現的難題。同時綜合處理法的運行費用也低,操作簡單,并且分離出的廢油經過處理后可再生,又能取得一定的經濟效益。
參考文獻:
[1] 劉炳泗,袁維富,趙曉紅.磁分離凈化含油污水技術[Ｊ].工業水處理,1991,11(6):6-9.
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