含油廢水及其處理技術的研究進展
【摘 要】對油類物質在水中的特征以及存在形式進行了闡述，對絮凝法、生物法、氣浮法以及膜分離法等多種含油廢水的處理方式進行了分析并對每種方法的特點進行了相應的總結，同時對最新的發展狀況進行了分析，對處理技術提出了展望與建議。
1、含油廢水的種類與危害
含油廢水不僅面積廣而且量也非常的大， 這種廢水的排放量在各種工業廢水的排放中居于首位。含油廢水的排放源頭非常的多，主要由以下幾個方面：鐵路局的機務段對油罐進行清洗含油廢水、煉油廠含油廢水、清洗金屬的廢液、軋鋼廠的廢水、油輪的洗艙與壓艙水、油貨輪在拆船廠進行拆解的含油廢水、 工廠進行金屬制品的加工切削時使用的降溫乳化油以及水產生的廢水、食品、餐飲產生的含油廢水以及洗車行產生的含油廢水等。目前隨著社會生活的發展， 人們的生活質量得到了不斷的提高，越來越重視生活環境以及飲食起居的安全問題，從而對含油廢水處理的重視度也在不斷的加大， 處理技術的發展已經成為當今社會亟待解決的重要課題。通常情況寫的廢水的含油量在幾十到幾千毫克每升之間，有的甚至能到高達上萬毫克每升。根據廢水中油的不同存在形式能夠劃分為溶解油、 浮油、 乳化油以及分散油四種形式：
①溶解油，這種油的直徑較小，做小的能夠得到 nm 級別，這種微粒溶解于水中，微粒之間分離與合并都較難。
②浮油，其在水面上是連續漂浮的，形成了油層與油膜。其微粒的直徑較大，通常情況下大于 100um，去除此類微粒相對來說較為容易。浮油在含油廢水中的數量能夠達到 70~80%。
③乳化油，其在水中通常還含有活性劑，能使油便于乳化液穩定下來。微粒直徑也是及其小的，多在 1~4μm 之間。
④分散油，這種油往往是懸浮在水面的微小油滴，靜置一定時間后便會變為浮油，極其不穩定，微粒的大小多是在 20~90μm 之間。含油廢水對于環境的污染是對自然環境與生態系統的雙重破壞。當有浮油在水面上生成油膜時，就會阻隔水體與空氣的接觸，使水體的氧氣來源斷絕。當溶解油與乳化油進入水體中，這兩種油溶解需要氧氣，溶解的過程使水中氧氣的含量降低，生成了水和 CO 2，水體變會出現缺氧的狀態 ，使得水中的CO 2濃度升高，pH 值降低。如果水體中的 pH 值過低，在正常水平之下，將會使得魚類無法生存。含油廢水排放到土壤中，由于過濾與吸附的作用，將會在土壤的表層形成油膜，使得空氣無法進入，微生物的生長受到阻礙，使得土壤的團粒結構遭到破壞。將含油廢水排入城市的下水管道，將會對排水設施以及污水處理廠的運行產生影響。
2、含油廢水的處理方式
2.1 重力分離法
重力分離法是一種借助油物理性質進行分離的方法，適用于油漓粒徑較大的浮油和極不穩定的分散油。這一種方法主要是借助各種隔離池，如平流式隔油池、平行板式隔油池、波紋斜板隔油池和壓力差自動撇動裝置等，進行斜板－化學混凝－重力過濾等處理技術合成，利用油比水輕的特性，將油分離出水面并撤除。該方法從 20 世紀 70、80 年以來，被我國各油田所廣泛應用。占在我國除油設施的 60%以上，處理量大，運費也很低，但同時也存在許多缺點，如處理水量過大時，由于過濾數量多，流程相對比較復雜，自動化程度低，導致無法產出高水質的油田。
2.2 氣浮法
氣浮法是由國內外正在研究與推廣的一種新技術，20 世紀 90 年代被發現，這種方法適用于隔離處理后留在水中粒徑為 10~60nm 的分散油、乳化油等固體物，借助空氣在水中產生的化學反應，即與空氣接觸產生微細氣泡，使水中的懸浮物吸粘在氣泡上，浮出水面且在水面形成含油泡沫層，用撇油器再將其撤離的方法。一些科學家針對含油污水水溫較高，容汽效果差，含油和懸浮物濃度高，油水密度相近的特點，首次將汽液機泵用于高溫含油污水的汽浮處理中。該實驗最終證明，此操作與其他處理方式相比來說，具有設備簡單，工程造價較低，運費合理等諸多優點，且除油效果良好，高達 95%，在一定程度上使油的回收率增加，減少了污染。
2.3 電絮凝法
電絮凝法是處理含油廢水中的一種常用方法， 在廢水處理中占有十分重要的地位。這種方法主要通過加入合適的絮凝劑，在污水中形成高分子絮狀物，利用電的化學反應，既產生氣浮分離所需的氣泡， 也產生在實驗過程中所使用的絮凝劑。通過吸附電荷反應和去除聚結物反應，將水中污染物質去除。電絮凝法最大的好處是處理效果好，占地面積小，操作簡單，浮渣物相對較少。經科研考究證明，在最佳的實驗條件下，COD 及油分別達到 85%，95%。在含油廢水中加入 100mg/L 聚合氯化鋁絮凝劑處理后，油去除可達 86.4%，幾乎不受其他因素影響， 可見適應性十分強。不過這種方法也存在消耗電量大，運費高的弊端。
2.4 吸附法
最常見的吸附法是利用活性炭。它不僅能吸附油中的固體物，同時也能吸附其他的有機物，它的吸附容量一般為 0.3~0.69， 可這種方法主要用于高效而經濟的吸油劑開發與應用方面，而其本身由于成本較高和不可再生的特點，一般只用于含油廢水的深度處理中。
2.5 生物化學法
含油污水中含油量和 COD 遠遠超過了國家規定排放標準，由此可以根據含油污水具有高溫、高鹽、高含烴、COD 高而BOD 低的特點，采用生化方法。首先可通過氣浮法去除部分分散油和乳化油，出水經曝氣池而氧化，對于高效名油烴類分子進行沉降。當出水量 COD＜150mg/L，含油量＜10mg/L 時，排放水質達到《污水綜合排放標準》的二級標準。這種方法一般在出水時均采用回注方式， 這樣就提高了含油污水的產油量及最終回收率。操作過程如下：含油污水→隔離池→浮選池→混凝沉淀→砂濾→精濾→電滲析→出水。含油污水處理的形式：該方法處理量大，投資及運行成本也較低，科技含量高，經過精濾處理后可排放污水，前景相當可觀。但因為其處理成本高，所以水質無法達標，常常導致水壓升高，無法注水的現象普遍存在。綜上所述進行總結如表 1。
3、研究方式及發展趨向
近年來，隨著世界水資源逐漸短缺，以及人們對環境保護意識的提高，污水處理也越來越受到人們的重視。盡管世界各地一直在改善含油污水處理技術及工藝， 但依然無法滿足其發展的需求。因此， 世界各國都加大技術的開發和工藝的研究，并出現以下的趨勢：
3.1 高效藥劑的研究與開發
由于破乳劑和混凝劑在實驗中效果良好，混凝能力強，沉降速度快。因此被重點應用于水處理藥劑開發中，逐漸出現聚合鋁、鐵的混凝劑，并被普遍使用。無機高分子混凝劑品種之系列逐步形成體系。在有機方面也不斷進行其他技術的嘗試。
3.2 先進設備技術的引用和研制
電絮凝技術、生物處理技術、高新設備裝置等技術的研發與研制對提高含油污水的處理效率大有益處， 并取得了良好的效果。于是有科學家直言將會進一步引進新技術，尤其是微波能技術和超聲波技術， 在今后將會成為研究的重點對象和方向。對于已有的技術也會進一步進行改善，更好的為含油污水的處理提高質量。
3.3 膜分離技術的推廣
膜分離技術能使污水水質達到高標準的要求， 是今后研究的重要處理方法。其分離效率高，操作簡單，無變相和節約能源，在含油廢水處理中存在巨大潛力。因此，將膜分離技術與聚合技術相結合，不僅能解決膜污染，還能促進技術的多方面研發。膜分離技術的推廣也成為一種不可逆轉的趨向。膜分離技術在未來將會發揮出意想不到的作用。
3.4 基因工程的培育
生物處理技術主要被應用于地廣人稀， 水源短缺的油田地區。成本較低，方便操作，采油污水達標后排放造成的環境污染小。這種技術的關鍵在于降解難溶性有機物和固體物，培養含油污水中適應性強，生存能力強的菌種，被認為是 21 世紀最受歡迎的污水處理技術。該技術一直是生物研究中難以攻克的問題，特別是近幾年來，基因工程技術的應用，使得基因菌種和降解固體物的生物技術研究迫在眉睫。不得不成為未來研究的重點技術工程。
4、結束語
通過對現有的技術進行分析， 以及對先進技術的不斷深入研究，含油廢水的處理水平得到了充足的進步與發展。
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