含油污水处理方法概述

目录

1.水体油污染来源 (1)

2.水体中油污染的危害 (1)

2.1石油对生物的毒性及危害 (1)

2.2石油对人体健康的影响 (1)

2.3恶化水体，危害水产资源 (1)

2.4污染大气 (1)

2.5影响农作物生长 (2)

2.6影响自然景观 (2)

3.油类在水体中的存在状态与处理方法的关系 (2)

4.水体油污染治理方法分类 (3)

4.1按油类污染物产生与排放过程分类 (3)

4.2按对水体中油类污染物实施的作用分类 (3)

4.3按处理原理分类 (3)

4.4按处理程度分类 (3)

5.常用除油工艺简介 (4)

5.1隔油 (4)

5.1.1原理 (4)

5.1.2构造 (4)

5.1.3各种类型隔油池简述 (4)

5.1.3.1平流式隔油池（亦称API隔油池） (4)

5.1.3.2平行板隔油池（亦称PPI隔油池） (5)

5.1.3.3波纹板式隔油池（亦称CPI隔油池） (6)

5.1.3.4倾斜板式隔油池（亦称TPI隔油池） (7)

5.1.4各种类型隔油池的比较 (7)

5.2气浮(Flotation) (8)

5.2.1工作原理 (8)

5.2.2气浮分类与工艺原理 (9)

5.2.3各气浮法工艺简述 (10)

5.2.3.1电解气浮法 (10)

5.2.3.2散气气浮法 (10)

5.2.3.3溶气气浮法 (11)

5.2.3.4.涡凹气浮(CAF) (16)

5.2.4气浮的影响因素 (20)

5.2.4.1气泡的分散度 (20)

5.2.4.2水质 (20)

5.2.4.3压力和温度 (20)

5.2.4.4浮选剂的作用 (20)

5.3聚结法(粗粒化)除油技术 (21)

5.3.1聚结法(粗粒化)除油原理 (21)

5.3.2聚结除油步骤 (21)

5.3.3聚结材料的选择 (22)

5.3.3聚结法(粗粒化)除油的常用装置 (22)

5.3.4聚结除油装置构造 (23)

水体油污染治理

1.水体油污染来源

水体油污染主要来自工业、农业、运输业及生活污水排放和油泄漏，逸人大气中的石油烃的沉降及海底自然溢油等。其中以工业含油废水量最大，成分也很复杂。工业含油污水种类颇多，主要包括炼油厂污水，石油勘探开发采油废水，油漆厂废水，冶金、钢铁厂、冷轧厂废水，石化厂废水，拆船厂废水，内燃机机车机务段废水，油港原油压舱水，机电和机械加工厂废水等。

2.水体中油污染的危害

2.1石油对生物的毒性及危害

石油对生物的毒性可分为两类，一类是大量石油造成的急性中毒；另一类是长期低浓度石油的毒性效应。

2.2石油对人体健康的影响

暴露在环境中的石油，其低沸点组分很快挥发进入大气，污染空气。人类直接摄取各种石油蒸馏物可发生各种中毒症状，受到影响的器官有:肺、胃肠、肾、中枢神经系统和造血系统。(其中苯、苯并芘以及其它个别的多环芳烃都具有一定的致癌作用)

2.3恶化水体，危害水产资源

陆地含油污水侵入无污染水域或地下，影响饮用水资源和地下水资源，并危害水产资源。油在水体中可以浮油、溶解油、乳化油等形式存在。浮油漂浮于水面，易扩散形成油膜，当油膜的厚度大于1μm时，可隔绝空气与水体间的气体交换，导致水体溶解氧下降，恶化水质。溶解油和乳化油则直接污染水体。

2.4污染大气

含油废水中含有挥发性有机物，且因以浮油形式存在的油形成的油膜表面积大，在各种自然因素作用下，一部分组分和分解产物可挥发进人大气，污染和毒化上空和周围的大气环境。同时，因扩散和风力的作用，可使污染范围扩大。

2.5影响农作物生长

油类物质可吸附在农作物的根茎部，因此用含油废水灌溉农田，不仅会使土壤油质化，而且影响农作物对养分的吸收，造成农作物减产或死亡。同时，油类中一些有毒有害物质也可被农作物吸收，残留或富集在植物体内，危害人体健康。由于石油组分能迅速渗入陆源植物的组织中，因此陆源植物(包括盐碱滩植被)要比海藻更易受到油污染。

2.6影响自然景观

油类可以相互聚成油湿团块，或粘附在水体中固体悬浮物上，形成油疙瘩，聚集在沿岸、码头、风景区，形成大片黑褐色的固体块，破坏自然景观。

综上所述，水体油污染物对水圈、生物圈、大气圈造成污染和破坏，危害人体健康和生存环境，水体油污染治理是当今急需解决的问题，对人类生存和社会持续发展有着重要意义。

3.油类在水体中的存在状态与处理方法的关系

含油废水来源不同，水体中油污染物的成分和存在状态也不同。油在水体中存在形式大致分为4种：

(1)悬浮油进人水体的油分通常大部分以浮油形式存在，油珠颗粒较大，一般大于15μm，以连续相的油膜漂浮于水面而能被撇除，主要采用隔油池去除。此外，还可以采用分离法、吸附法、分散或凝聚法等去除。在炼油厂废水中浮油含量约占含油量的60%～80%，浮油粒径较大，易于用隔油池去除。

(2)分散油粒径大于1μm的微小油珠悬浮分散于水相中，不稳定，可聚集成较大的油珠转化为悬浮油，也可能在自然和机械作用下转化为乳化油，可采用粗粒化方法去除。

(3)乳化油由于表面活性剂的存在，油在水中呈乳状液，易形成O/W型乳化微粒，粒径小于1μm，表面常常覆盖一层带负电荷的双电层，体系较稳定，不易上浮于水面，较难处理。面临的问题主要是破乳及COD的降解，一般采用浮选、混凝、过滤等处理方法。

(4)溶解油油在水中溶解度甚小，一小部分油以分子状态或化学方式分散

于水体中形成油—水均相体系，非常稳定，一般低于5～15mg/l，均难以自然分离，可采用吸附、化学氧化及生化方法去除。

4.水体油污染治理方法分类

油污染治理方法可分以下4类：

4.1按油类污染物产生与排放过程分类

按油类污染物产生与排放过程可分为末端治理技术、回收利用技术和污染源控制技术。

4.2按对水体中油类污染物实施的作用分类

按对水体中油类污染物实施的作用不同分为分离法、转化法和稀释法。

(1)分离法通过各种外力作用，包括机械力、电力、磁力和物理化学作用，把油类从水体中分离出来回收利用；

(2)转化法通过化学、光化学、电化学、辐射、超声波和生物作用使水体中油类污染物分解转化为无害物质；

(3)稀释分散法包括船舶含油废水，在航行中控制排放、消油分散剂使水面油膜转变为水包油型乳状液，分散到水体中。

4.3按处理原理分类

按处理原理，分为物理法、化学法、物理化学法和生物法。

物理法分为重力分离法、粗粒化法、过滤法、膜分离法，具体方法有隔油池、除油罐、过滤罐、粗粒化罐、油水分离器、气体浮选器等；化学法分为化学破乳，化学氧化法(空气氧化法、臭氧氧化法、氯氧化法、双氧水氧化法、Fenton试剂氧化法、KMnO4氧化法、K2FeO4氧化法等)，光化学氧化法；物理化学法有气浮浮选法、吸附法、磁吸附分离法、电化学法；生物化学法有好氧活性污泥法、接触氧化法、厌氧法、氧化塘法等。

4.4按处理程度分类

按处理程度分为一级处理、二级处理和三级(深度)处理。

5.常用除油工艺简介

我国含油工业废水处理通常采用“老三套”处理工艺，即隔油池—混凝气浮—好氧生物处理工艺。而我公司亦采用此工艺，现就隔油、气浮及粗粒化除油加以阐述。

5.1隔油

5.1.1原理

隔油池是利用油水比重差使其自然上浮分离、去除含油废水中浮油的处理构筑物。

5.1.2构造

废水从池的一端流入池内，从另一端流出。在流经隔油池的过程中，由于流速降低，密度小于1.0而粒径较大的油类杂质得以上浮到水面上，密度大于1.0的杂质则沉于池底。在出水一侧的水面上设集油管。

5.1.3各种类型隔油池简述

隔油池一般分为平流式、斜板式和平流与斜板组合式三种。

5.1.3.1平流式隔油池（亦称API隔油池）

其结构如下图所示：

隔油池采用固定式集油管收油装置，固定式集油管设在隔油池出水口附近，一般由直径为300mm的钢管制成，由蜗轮蜗杆作为传动系统，既可顺时针转动也可以逆时针转动，但转动范围要注意不超过400集油管收油开口弧长为集油管横断面600所对应的弧长，平时切口向上，当浮油达到一定厚度时，集油管绕轴线转动，使切口浸入水面浮油层之下，然后浮油溢入集油管并沿集油管流到集油池。其构造如图所示：

API隔油池操作要点：

①当采用连续隔油方式时，应根据隔油池运行情况加以确定集油管切口浸入液面的深度（根据隔油池油层厚度及调试期间运行情况加以确定），确保刮油刮泥机刮除的污油含水率较低；当采用间歇隔油方式时，应根据油层厚度，转动集油管并控制好集油管的开度，开动刮油刮泥机，池面见水后停止刮油，刮油时应尽量少集入水（可根据隔油池油层情况或排油中污油的含水率加以判断）。

②冬季如果污油温度过低，排油不畅，可打开集油管旁蒸汽盘加温以助排油。

③隔油池停运时，要先将池内浮油、油泥彻底集净后再行放空。集油管道则要冲洗干净，有必要时还要用蒸汽吹扫排油管道。集油时注意油管的开度，尽量少带水；

5.1.3.2平行板隔油池（亦称PPI隔油池）

平行板隔油池是在隔油中按450倾斜设置许多平行板，含油污水通过时由于

油粒上浮碰到平行板，细小的油粒就在板下凝聚成比较大的油膜。由于在池内设置了数层平行板，所以油粒的上升距离与平流式隔油池相比非常短，这种形式的隔油池与斜板沉淀池原理有点相似，可以得到较高的隔油效率。如下图示：

5.1.3.3波纹板式隔油池（亦称CPI隔油池）

波纹板式隔油池是在隔油中按450倾斜安装许多塑料（或玻璃钢）波纹板，污水在波纹板中通过使污水中的油和泥渣进行分离。

其结构如下图所示：

5.1.3.4倾斜板式隔油池（亦称TPI隔油池）

倾斜板式隔油池亦是在隔油中以450倾斜安装许多塑料（或玻璃钢）波纹板，但其板体及池的结构上都作了一些的改进，其除油效率较波纹板式隔油池高。

5.1.4各种类型隔油池的比较

5.2气浮(Flotation)

5.2.1工作原理

气浮法亦称浮选法，其工作原理是设法在水中通入或产生大量微细气泡，形成水、气及被去除的物质三相非均一体系，在界面张力、气泡上浮力和静水压力差的作用下，使气泡和被去除物质的结合体上浮至水面而成为浮渣，把浮渣撇除后，即达到从液相中分离固体或液休颗粒的目的。气浮法适用于去除水中相对密度接近1的物质。

污水中悬浮颗粒的表面特性，与气浮效率密切相关。亲气颗粒易与气泡吸附而气浮效率较高;亲水颗粒难与气泡粘附而气浮效率较低。向污水中投加适当的药剂，可改变悬浮颗粒的表面特性，从而可提高气浮效率。利用高度分散的微小气泡作为载体粘附污水中的悬浮污染物，使其浮力大于重力和阻力，从而使污染物上浮至水面，形成浮渣，然后用刮渣设备将其刮除，实现固液或液液分离这便是气浮，如下图所示：

5.2.2气浮分类与工艺原理

一般而言是根据气泡产生的方式将气浮方法加以分类，详细的分类及工艺原理见下表：

1.2

σ

5.2.3各气浮法工艺简述 5.2.3.1电解气浮法

直流电的电解作用下，正极产生氢气，负极产生氧气，微气泡。气泡小于溶气法和散气法。具有多种作用：除BOD 、氧化、脱色等，去除污染物范围广，污泥量少，占地少。但电耗大。

有竖流式和平流式装置,各装置简图如下：

5.2.3.2散气气浮法

散气气浮法分扩散板曝气气浮和叶轮气浮法两种。

出水

竖流式电解气浮池

1-入流室；2-整流栅；3-电极组；4-出流孔；5-分离室；6-集水孔； 7-出水管；8-排沉泥管；9-刮渣机；10-水位调节器

扩散板曝气气浮：压缩空气通过扩散装置以微小气泡形式进入水中。简单易行，但容易堵塞，气浮效果不高。如图示：

2

6

5

4

3

1--入流液；2--空气进入；3--分离柱；4--微孔陶瓷

扩散板；5--浮渣；6--出流液

图8--6 扩散板曝气气浮法

叶轮气浮法：适用于处理水量不大,污染物浓度高的废水。如图所示：

5.2.3.3溶气气浮法

根据气泡析出时所处的压力不同，分为：真空溶气气浮和加压溶气气浮。 （一）真空溶气气浮 废气在常压下被曝气，使其充分溶气，然后在真空条件下，使废水中溶气析出，形成细微气泡，粘附颗粒杂质上浮于水面形成泡沫浮渣而除去。此法优点是：气泡形成、气泡粘附于微粒以及絮凝体的上浮都处于稳定环境，絮体很少被破坏。气浮过程能耗小。其缺点是：容气量小，不适于处理

含悬浮物浓度高的废水；气浮在负压下运行，刮渣机等设备都要在密封气浮池内，所以气浮池的结构复杂，维护运行困难，故此法应用较少。

（二）加压溶气气浮

（1）工作原理在加压条件下，使空气溶于水，形成空气过饱和状态。然后减至常压，使空气析出，以微小气泡释放于水中，实现气浮，此法形成气泡小，约20～100μm，处理效果好，应用广泛。

（2）加压溶气气浮工艺流程

加压溶气气浮可分为：全溶气流程、部分溶气流程、回流加压溶气流程。

各工艺流程图如下：

（3）溶气气浮工艺的主要设备

溶气气浮工艺的主要设备由压力溶气系统、空气释放系统、气浮池组成。①压力溶气系统：包括加压水泵、压力溶气罐、空气供给设备及其他附属设备，其典型设备见下图：

②空气释放系统：溶气水的减压释放设备：要求微气泡的直径20~100um

●减压阀（截止阀）

●专用释放器

③气浮池：气浮池的形式较多，有如下几种：

（4）溶气气浮操作要点：

①工艺参数的控制

a.溶气罐的液位溶气罐内的液位一般控制在1/4～3/4内，过高或过低都会影响溶气效果，及时调整溶气系统气液两相的压力平衡很重要。可通过自动排气阀来凋整其液位，亦可通过安装浮球液位传感器探测溶气罐内液位的升降，据此调节进气管电磁阀的开或关，从而实现液位控制。

b.溶气罐的压力溶气罐内的压力一般控制在0.35～0.5MPa，压力过大经由溶气释放器形成的气泡过大，可能造成池内翻腾现象，出水水质恶劣；压力过小则形成的气泡量少，达不到良好的除油效果。

c.回流比的控制部分回流加压溶气气浮应控制其回流比于25%～50%，具体参数可据实际运行情况进一步确定。

②运行管理

Ⅰ. 巡检检查溶气罐、回流泵、加药泵、刮渣机、搅拌机是否处于良好状态，且工艺控制点是否于工艺控制指标内，并依具体情况做相应调整。如：巡检时发现气浮池内出现翻腾现象，应打开释放器旁旁通阀放掉多余空气，并检查溶气罐内液位及其压力并做相应调整。

Ⅱ. 刮渣刮渣系统一般为间歇运作，为此需在调试期间视浮渣量的多少调整好池面的液位以利于浮渣的刮除，避免过大的搅动而使浮渣下沉影响出水水质，此外也应根据浮渣量的情况对时间继电器加以设定，从而控制刮渣机的运行。

Ⅲ. 加药量的调整气浮系统所投加的药剂为PAC与PAM，其投加量应根据污水含油量、SS等情况加以调整（具体可根据气浮池面浮渣以及混凝池池内矾花情况并结合出水情况作相应调整）。

5.2.3.4.涡凹气浮(CAF)

涡凹气浮(CAF)系统是美国麦王环保能源集团的专利产品，也是美国麦王商务部和环保局的出口推荐技术。CAF是专门为去除工业和城市污水中的油脂、胶状物及固体悬浮物而设计的系统。整个气浮系统共由五部分组成，如图所示：

经过预处理后的污水，流入装有涡凹曝气机的小型充气段，污水在上升的过程中通过充气段与曝气机产生的微气泡充分混合，曝气机将水面上的空气通过抽

风管道转移到水下。曝气机的工作原理是利用空气输送管底部散气叶轮的高速转动在水中形成一个真空区，液面上的空气通过曝气机输入水中，填补真空，微气泡随之产生并螺旋型地上升到水面，空气中的氧气也随之溶入水中。

由于气水混合物和液体之间密度的不平衡，产生了一个垂直向上的浮力，将SS带到水面。上浮过程中，微气泡会附着到SS上，到达水面后SS便依靠这些气泡支撑和维持在水面。浮在水面上的SS间断地被链条刮泥机清除。刮泥机沿着整个液面运动，并将SS从气浮槽的进口端推到出口端的污泥排放管道中。污泥排放管道里有水平的螺旋推进器，将所收集的污泥送入集泥池中。净化后的污水流入溢流槽再自流至生化处理部分。

开放的回流管道从曝气段沿着气浮槽的底部伸展。在产生微气泡的同时，涡凹曝气机会在有回流管的池底形成一个负压区，这种负压作用会使废水从池底回流至曝气区，然后又返回气浮段。这个过程确保了40%左右的污水回流及没有进水的情况下气浮段仍可进行工作。

CAF运行效果如下图所示：

CAF系统操作要点：

①CAF系统的启动

CAF系统可清水启动亦或由污水启动，污水启动时程序如下：启动进水提升泵，同时开启加药计量泵，废水经絮凝池流入气浮装置，整个气浮池池体充满1/2以上时（必需淹没气浮曝气机曝气叶轮且要有一定距离），启动曝气机，检查其叶轮是否顺时针方向转动，听其响声是否正常。待气浮池内液位溢过溢流堰时启动刮渣、排渣系统。

②刮渣系统的调整

a.刮渣橡胶板的调整：每片刮渣橡胶板都是通过一排螺栓固定在不锈钢支撑板上的，橡胶板在每个螺栓固定处开有移动槽，松开固定螺帽可上下调节橡胶板的位置。

b.刮渣链速度的调整：整个刮渣系统的行走速度可通过刮渣链驱动电机（含

变速装置）上的调速盘来调整（调速盘的调整必须在驱动电机运行状态下才能进行）。CAF系统运行一段时间后，应视产生浮渣的多少来调整刮渣系统的调速盘。

③水位的调整

可调节的溢流堰板被固定在气浮槽末端的溢流区段上，它的高度调整可以转动手轮上来进行，顺时针方向为提升，反之则下降。可根据产生浮渣量的情况调节溢流堰板，从而控制浮渣的含水率和排渣的顺畅。

④加药量的调整

CAF系统所投加的药剂为PAC与PAM，其投加量应根据污水含油量、SS 等情况加以调整（具体可根据气浮池面浮渣以及混凝池池内矾花情况并结合出水情况作相应调整）。

a.当PAC投量过大时，气浮出水SS高，悬浮物呈白色，污泥量少，CAF表面呈白色亦或米黄色泡沫，若投加量过大量则会产生大量微黄色泡沫溢出气浮池，此时应减少PAC用量。

b.当PAC投量过小时，污泥量少，出水的SS偏高，出水呈现黑色；此外，混凝池处矾花较少亦或无矾花出现，而气浮池池面水汽较浓。

c.当PAM投量过大时，气浮池表面出现大气泡，造成污泥在螺旋推进器内淤积，排泥不畅；此外，可见气浮池池体粘附有大块黑色絮凝体。

d.当PAM投量过少时，气浮池表面浮渣情况不佳，出水带有密小白色悬浮颗粒。

⑤注意事项

Ⅰ、曝气机叶轮必须顺时针方向转动，并且严禁无水空转；

Ⅱ、当发现曝气室及气浮系统其它一些运动部位有杂物落入时，或曝气机、轴承和叶轮发出异常声音或者振动较大时，应紧急停车并马上通知相关部门进行检查维修；

Ⅲ、调加药量要考虑水力停留时间（包括混凝池及气浮池的水力停留时间）Ⅳ、当停止操作后，如果在一段时间内不使用气浮系统，须将絮凝池、气浮池和贮水池的水放空并进行清洗，此外还应该用水冲洗排渣管道，防止污泥堵塞排渣管道。