1 含油廢水簡介

含油廢水是一種常見的工業廢水。含油廢水中的油主要以漂浮油、分散油、溶解油及油-固體物等形式存在。

（1）浮油：以連續相漂浮于水面，形成油膜或油層。這種油的油滴直徑較大，一般大于100μm。

（2）分散油：以微小油滴懸浮于水中，不穩定，經靜置一定時間后往往變成浮油，其油滴粒徑為10～100μm。

（3）乳化油：水中往往含有表面活性劑使油成為穩定的乳化液，油滴粒徑極微小，一般小于10μm，大部分為0.1～2μm。

（4）溶解油：是一種以化學方式溶解的分散油，油粒直徑比乳化液還要細，有時可小到幾納米。

隨著工業的發展，含油廢水的排放量與日俱增，對環境的污染日趨嚴重。含油廢水的危害性主要表現在：油類物質漂浮在水面，形成一層薄膜，能阻止空氣中的氧溶解到水中，使水中的溶解氧減少，致使水體中浮游生物因缺氧而死亡，也妨礙水生植物的光合作用，從而影響水體的自凈，甚至使水體變臭，破壞水資源的利用價值。對于魚、蝦、貝類，長期在含油污水中生存將導致其肉內含有油味，不宜食用。油污染嚴重時還會直接導致水生動物的窒息死亡。因此，含油污水必須適當處理后才能排放。

混入水中的油極少以單一的狀態存在，需要采用多級處理方法進行處理后才能達到排放標準。含油廢水處理的難易程度隨其來源及油污的狀態和組成不同而有差異。其處理方法按原理可分為物理法（沉降、機械、離心、粗粒化、過濾、膜分離等）；物理化學法（浮選、吸附、離子交換等）；化學法（凝聚、酸化、鹽析、電解等）；微生物法（活性污泥、生物濾池、氧化塘等）；各種類型處理方法及其特點比較見表1。

表1：水處理方法及其特點比較

按處理深度可分為一級處理、二級處理和深度處理。從含油廢水的處理效果來看，水中的含油量指標是污水處理中的重要指標之一，由于涉及環保的排放要求，含油廢水的處理采用物理法是總的趨勢，可以有效免除化學處理帶來的麻煩，具有占地面積小、處理率高、對改善水環境有明顯效果等特點。國內現在已經使用了多種較 的物理處理方法，如高分辨法，渦凹氣浮法和無動力法等。

2 含油廢水的處理方法

對于浮油，目前一般采用簡單的隔離池分離回收。微細的油珠分散于水中形成水-油乳化液，由于乳化液的油珠極細，其表面形成一層界膜，帶有電荷，油珠外圍形成雙電層，使油珠相互排斥極難接近，在動力學上有一定的穩定性，較難處理。因此，要使油水分離，首先要破壞油珠的界膜，使油珠相互接近并聚集成大滴油珠，從而浮于水面，這個過程叫破乳。常用的破乳方法有高壓電場法、藥劑法、離心法、超濾法等。

2.1 破乳方法

2.1.1 高壓電場法

該方法是利用電場力對乳液顆粒的吸引或排斥作用，使微細油粒在運動中互相碰撞，從而破壞其水化膜及雙電層結構，微細油粒聚結成較大的油粒浮生于水面，達到油水分層的目的。高壓電場可通過采用交流、直流或脈沖電源來實現。

2.1.2 藥劑破乳法

藥劑破乳法是指向廢水中投加破乳劑，破壞油珠的水化膜，壓縮雙電層，使油珠聚集變大與水分開。藥劑破乳又分為鹽析法、凝聚法、鹽析-凝聚混合法和酸化法等。

（1）鹽析法。鹽析法是指向廢水中投加鹽類電解質，破壞油珠的水化膜，壓縮油粒與水界面處雙電層的厚度，使油粒脫穩。常用的電解質有氯化鈣、氯化鎂、氯化鈉、硫酸鈣、硫酸鎂等。該法操作簡單，廣泛應用于含油廢水的初級處理。

（2）凝聚法。凝聚法是指向廢水中投加絮凝劑，利用絮凝物質的架橋作用，使微粒油珠結合成為聚合體。常用的絮凝劑有明礬、聚合氯化鋁、活性硅酸、聚丙烯酰胺、硫酸亞鐵、三氯化鐵、鎂礬土等。研究表明，當pH=8.0～9.0時，用明礬處理溶解油是有效的；而pH=8～10時，可采用硫酸亞鐵。無機絮凝劑法具有處理速度快的特點，但污泥產生量大，故近年來有機高分子絮凝劑、無機-有機復合與復配型絮凝劑的研究成為熱點。

（3）酸化法。酸化法是向廢水中投加酸類，如硫酸、鹽酸、醋酸或環烷酸等，破壞乳化液油珠的界膜，使其皂變為脂肪酸分離出來。采用這種方法因降低了廢水的pH值，故在油水分離后需要用堿劑調節pH值，使之達到排放標準。

（4）鹽析-凝聚混合法。鹽析-凝聚混合法是指向廢水中加入鹽類電解質，使乳化液初步破乳，再加入絮凝劑使油粒凝聚分離。

2.1.3 離心法

該法是指借助離心機械所產生的離心力，利用油水間的密度差進行分離。離心機有臥式和立式兩種。在離心力的作用下，水相從離心機的外層排出，油相從離心機的中部排出。離心機結構比較復雜，運轉費用高，適用于污水量小，占地受嚴格限制的場合。

2.1.4 超濾法

超濾法是一種物理破乳法，它是使乳化液廢水通過超濾膜過濾器，利用超濾膜孔徑比油珠孔徑小的特點，只允許水通過，而將比膜孔徑大的油粒阻攔，從而達到乳化油水分離的目的。常用處理含油廢水的膜分為有機膜、無機膜和復合膜。以上破乳方法，以藥劑法較為常見，國內采用較普遍。高壓電場法仍然處于試驗階段，超濾法國內已有使用。

2.2 破乳除油后的再處理

乳化液經破乳除油后，還需要進一步處理，才能達到排放標準。再處理方法和設備多種多樣，概括起來可分為以下幾種。

2.2.1 重力分離法

重力分離法是一種利用油水密度差進行分離的方法。此法可用于除60以上的油粒和廢水中的大部分固體顆粒。采用重力分離法較常用的設備是隔油池。它是利用油比水輕的特性，將油分離于水面并撤除。隔油池主要用于去除浮油或破乳后的乳化油。

隔油池的形式較多，主要有平流式隔油池（API）、平行板式隔油池（PPI）、波紋斜板隔油池（CPI）和壓力差自動撇油裝置等。

該方法適用于浮油、分散油，且效果穩定，運行費用低，但設備占地面積大。

2.2.2 氣浮法

氣浮法是是大量微細氣泡吸附在欲去除的顆粒（油珠）上，利用氣體本身的浮力將污染物帶出水面，從而達到分離目的的方法。這是因為空氣微泡由非極性分子組成，能與疏水性的油結合在一起，帶著油滴一起上升，上浮速度可提高近千倍，所以油水分離效率很高。氣浮法按氣泡產生方式的不同，可分為鼓氣氣浮、加壓氣浮和電解氣浮等。鼓氣氣浮是利用鼓風機、空氣壓縮機將空氣注入水中，也可利用水泵吸水管、水射器將空氣帶入水中。電解氣浮是用電解槽將水電解，利用電解形成的極微的氫氣和氧氣泡，將污染物帶出水面。加壓氣浮是在加壓條件下使空氣溶于水中，然后再恢復到常壓，利用釋放的大量微氣泡將污染物分離。

氣浮法中，目前采用的主要是加壓氣浮法。這種方法電耗少、設備簡單、效果良好，已被廣泛應用于油田廢水、石油化工廢水、食品油生產廢水等的處理，工藝較為成熟。

2.2.3 吸附法

吸附法是利用親油性材料吸附水中的油。較常用的吸附材料是活性炭，它具有良好的吸油性能，可吸附廢水中的分散油、乳化油和溶解油。但吸附容量有限（對油一般為30～80mg/g），且活性炭價格較貴，再生也比較困難，因此一般只用作低濃度含油廢水處理或深度處理。

尋求新的吸油劑方面的研究，已有不少報道。其中吸附樹脂是近年來發展起來的一種新型有機吸附材料，吸附性能良好，易于再生重復使用，有可能取代活性炭。此外，煤炭、吸油氈、陶粒、石英砂、木屑、稻草等也具有吸油性能，可用作吸附材料。吸附材料吸油飽和后，有的可再生重復使用，有的可直接用作燃料。

2.2.4 粗粒化法

粗粒化法（亦叫聚結法）是使含油廢水通過一種填有粗粒化材料的裝置，使污水中的微細油珠聚結成大顆粒，達到油水分離的目的。本法適用預處理分散油和乳化油。其技術關鍵是粗粒化材料，從材料的形狀來看，可分為纖維狀和顆粒狀；從材料的性質來看，許多研究者認為材質表面的親油疏水性能是主要的，而且親油性材料與油的接觸角小于70°為好。當含油廢水通過這種材料時，微細油粒便吸附在其表面上，經過不斷碰撞，油珠逐漸聚結擴大而形成油膜。然后在重力和水流推動下，脫離材料表面而浮升于水面。粗粒化材料還可分為無機和有機兩類。外形可做成粒狀、纖維狀、管狀或膠結狀。聚丙烯、無煙煤、陶粒、石英砂等均可作為粗粒化填料。

粗粒化除油裝置具有體積小、效率高、結構簡單、不需加藥、投資省等優點，缺點是填料容易堵塞，因而降低除油效率。

2.2.5 膜過濾法

膜過濾法除油是利用微孔膜攔截油粒，它主要用于去除乳化油和溶解油。濾膜又可分為超濾膜、反滲透膜和混合濾膜。超濾膜的孔徑一般為0.005～0.01μm，比乳化油粒要小得多，反滲透膜的孔徑比超濾膜的還要小。因此，在受壓情況下含油廢水中的油粒無法通過濾膜而被截留下來。這兩種膜常被制成空心纖維管過濾器，以增大膜的過濾面積。混合過濾膜的孔徑在1μm以上，是由親水膜和親油膜組成的。親水膜是一種經化學處理的尼龍超細無紡布，它只允許水通過。親油膜為聚丙烯超細無紡布，它只能讓油粒通過。因此，利用混合膜過濾器便可達到水油分離的目的。

膜過濾法工藝流程簡單，處理效果好，出水一般不帶有油，但處理量較小，不太適合大規模廢水處理，而且過濾器容易堵塞。

2.2.6 電磁吸附法

將磁性顆粒與含油廢水混合，油珠被磁性粒子吸附，然后用磁分離裝置將含油磁粒分離，污水便可得到凈化，含油磁粒再作進一步處理，此即為電磁吸附法，這種方法應用得比較少。

2.2.7 生物氧化法

油類是一種烴類有機物，可以利用微生物將其分解氧化成為二氧化碳和水。含油污水生化處理有活性污泥法和生物過濾法兩種。前者是在曝氣池內利用流動狀態的絮凝體（活性污泥）作為凈化微生物的載體，通過吸附、濃縮在絮凝體表面上微生物來分解有機物。后者系在生物濾池內，使微生物附著在固定的載體（濾料）上，污水從上而下散布，在流經濾料表面過程中，污水中的有機物質便被微生物吸附和分解破壞。

2.3 各種處理方法比較

含油廢水的各種處理方法比較見表2。

表2：各種處理方法比較

3 結束語

綜上所述，含油廢水的處理方法雖然較多，但各種方法都有其局限性，在實際應用中通常是幾種方法聯合分級使用，使出水水質達到排放標準。例如，對煉油廠來說，國內多采用隔油、氣浮和生化法的“老三套”處理含油廢水；鐵路機務段多采用工藝流程是：含油廢水→隔油→二級氣浮→活性炭吸附（或生物轉盤）→出水排放；來自加工車間的含油廢水的處理流程通常是：集油→隔油→粗粒化→氣浮。通過采用多級處理工藝，能夠綜合廢水成分、油分子的存在形式、回收利用的深度以及排放方式等諸因素的影響，使得廢水處理達到滿意的效果。