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冷轧含油废水的水质特点、除油技术应用研究

北极星水处理网  来源:中国石油和化工标准与质量  作者:魏鑫  2020/4/24 10:18:11  我要投稿  

北极星水处理网讯:摘要:本文主要对冷轧油废水的特点进行了简要介绍,并对各类型的含油废水,从物理、化学及生物几个方面提出了一些除油方式,希望能够为冷轧废水除油提供参考。

关键词:冷轧含油废水;水质特点;除油技术

随着社会科技的不断发展,各类机械化设备的自动化程度也得到了提高,在工业生产中得到了广泛应用,使得润滑油等各种油脂用量大量增加。而这些工业油脂在使用时会产生很多的含有废水,若是不及时处理,会造成资源的浪费,油脂堆积也会堵塞污水排放管道,大大降低了污水排放效率,威胁着环境质量安全。因此,我们必须要采用有效措施,提高除油效率。

1 冷轧含油废水的水质特点及危害

含油废水量大、污染面积广、危害严重,其能否有效处理取决于油分的来源、组成及形式。冷轧含油废水中主要有轧制与液压油,融入到水中后会呈现四种状态,其水质特征如表1。


(1)由上表可知,油脂在废水中的存在形式很多,主要可以分为浮油、分散油、乳化油及溶解油几种。其中,浮油主要以油膜的形式漂浮在水面,构成一层层油膜、油层。油珠颗粒很大,通常> 100 μm ;分散油分主要以微小油滴的形式分散在水中,稳定性不高,能够聚集成很大的油珠,在一段时间后会形成浮油,油滴粒径可大可小,通常控制在10~100 μm ;乳状油因为表面存在活性剂,油主要是以乳状液的形态存在于水中,较为稳定。油滴粒径微小,≤ l0 μm,大多数为0.1~2 μm ;溶解油主要是以分子的形态分散与水中,体系非常稳定,通常< 5~15 mg/L。其油珠粒径很小,有时达到了纳米级。

(2)含油废水的危害。含油废水的危害体现在如下方面:油类物质漂浮于水面,构成薄膜,可以有效阻断空气中的氧溶解到水中,降低水中的溶解氧,水体中的各类浮油生物会因为缺氧而死亡,也阻断了水生植物进行光合作用,水体的自净作用难以发挥出来,导致水质变臭,水资源的利用率降低。而水质的变化,会导致水中的鱼类等生物死亡或肉体染上油味,人体食用后,会引发各种疾病,甚至死亡。并且水体表面所聚集的油脂可能在强光下会燃烧,引发各种安全问题。

2 冷轧含油废水除油技术分析

冷轧含油废水除油技术手段非常多,如物理除油技术中的离心分离法、气浮除油法、吸附除油法等;化学除油技术中的电化学处理法、絮凝法等;生物除油技术中的嗜油菌降解法、微生物吸附法等等。下面对各种除油方法进行了简要介绍。

2.1 物理除油技术

(1) 离心分离法。该种除油法主要是借助油不溶于水、密度差相关原理,将需要处理的含有废水倒入离心机中,在高速旋转下,油与水的密度不同,所受到的离心力大小也存在一定的差距,水的密度大,受到的离心力也比较大,在力的作用下,就会被甩到外圈,而油的密度较小,受到的离心力也比较小,则会留在内圈,在内圈聚集,构成大油滴,逐渐上浮,从而完成油水分离。这种除油方式只能单纯的借助离心力来除油,除油不够彻底,因此,常常都不能当作最主要的除油技术,只能对废水进行预处理。

(2)气浮除油法。该种除油法主要是借助很多微小的气泡将含有废水中的小油珠吸附出来,在气泡浮力的影响下,将所吸附的小油珠带至表面,将油和水分离出来。在具体除油时,可以采用PAC 絮凝剂,在加压装置的作用下产生气泡。这种除油方式所需要用到的絮凝剂量少,成本低,除油速度快,除油效果好,能够广泛适用于各环境下的污水除油。因此,可以将其当作最主要的除油方式。

(3)吸附除油法。吸附除油技术除油效率高,但因为其吸附成本比较高,因而不适合进行油脂含量大的除油工作,只能用作主要除油后对剩余少量油进行除油,以此提高水质。该种除油方式的原理是:吸附剂表面积大,具备多孔性,因此,能够将废水中的油脂吸附到表面,实现油水分离。这种除油方法能够对废水中残留的油脂做深度处理,提高水质,使废水达到排放标准,在除油的过程中,保护环境。

(4)萃取法。萃取法属于物理除油法的一种,主要是借助了油在有机溶剂、水中的溶解度差异性,从废水中将油提取出来。萃取的步骤为:将萃取剂和含有废水融合起来,将溶解在水体中油转移至萃取剂中,直至两液相保持平衡,进行有机相、水相的分离,让废水被净化,油类物质就能够从溶剂中被分离。该种方法处理工艺较为简单,操作方便,效果明显。

(5)静置沉降法。该种方式主要是借助了油和水不相溶性质,在静止状态下将油珠、悬浮物等分离出来。分散于废水中的轻油珠受到浮力的影响慢慢上浮,并进行分层,而分散于废水中的重油珠在重力的影响逐渐下沉。油珠不管是上浮还是下沉,其速度都与油珠颗粒大小、油水密度差等有关。如温度控制在30~40 ℃下,焦油、水的密度差是很大的,但粘度不大,不应该选择该温度,通常选择70~80 ℃温度最佳。该种除油方法可以适用于任何油废水处理,能够将油废水中的各种油类物质清除,虽然静止所需时间长,储槽容积大,但操作简单,是现在使用最多的初步除油方法。

(6)过滤法。该方法主要是借助设置有孔眼的装置及有某类颗粒介质构成的滤层,在截留、筛分等的作用下,除去废水中的各类油脂。其主要步骤是:在过滤器中注入含有废水,先通过焦炭进行过滤,再经过细砂来过滤,在经过过滤器时其切面积要控制好。通常情况下要设置两台过滤器,一台用于反洗,一台用于在线过滤,反洗时间主要有床呈阻力来控制,通常10~15 h 清洗一次,先经过空气松散床层,再用5 倍过滤速度来冲洗。

2.2 化学除油技术

(1)电化学处理法。该种处理法主要是借助了电解池的原理,在化学反应器中通过化学反应的方式来除油。电化处理法通过实现对废水中油珠的氧化反应,让其性质发生改变,出现凝聚、上浮等现象,完成油、水分离。该种除油方式占用空间小,操作简单、方便,能够实现对多种性质污染物的处理,但有赖于外加电场的作用,因此,在处理的过程中电能的消耗量大, 并且电解池的材料要求也比较严格,成本高。

(2)絮凝法。絮凝法也就是将经乳化处理后的废水找那个添加絮凝剂,絮凝剂遇水会被分解,呈现胶体状态,而后吸附小油珠,并在絮凝剂表面电荷的影响下凝聚,形成大体积的絮凝剂胶体,再借助气浮油法来油脂带到胶体表面。絮凝法能否有效应用其关键之处在于絮凝剂的选择,现在使用最多的絮凝剂有硫酸亚铁、硫酸铝等。经大量实践研究表明,硫酸铝絮凝剂使用效果最佳,除油率最高。

2.3 生物除油法

(1)嗜油菌降解法。该种除油法主要是借助嗜油菌能够分解油脂的特征,培养大量的嗜油菌,从中选出活性最高的嗜油菌。将嗜油菌融入到含有废水中,吸附降解油脂。该种除油方式除油效率好,其所涉及到的成本也就是培养嗜油菌所需的投入,成本不高。但该种方式也有自身的不足之处,即对嗜油菌的挑选、培养的要求比较严格。并且,将其融入到废水中后,还必须提供可供嗜油菌生长的物质,并对整个生长过程进行严格的控制,除油的整个过程要求高,控制起来比较复杂,这是需要注意的关键点。

(2)微生物吸附法。该种除油法需要建立一个生物滤池,在滤池中添加适量的微型吸附物,再加入溶解氧,将含有废水匀速投入到滤池中,间隔一定的时间后,在微生物的吸附下,使油和水分离,排出废水。这种除油方式适用性广,能够对各类水质进行除油,经吸附后的水可以达到国家排放标准要求,可以用于主要的废水油去除方法。

3 结语

在冷轧废水中,含油废水占有很大的比重,因此对其废水的处理,实质上也就是对废水中的油脂进行处理。目前使用比较多的是上文中提到的离心分离法、气浮除油法、电化学处理法等等,各种除油方法有其自身的优势和不足,我们应该根据水质特征,对除油方式进行科学选择,以提高除油质量和效率。

本文转自公众号“乾来环保”

原标题:冷轧含油废水的水质特点、除油技术应用研究

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