含油废水的处理---聚结波纹板和粗粒化法
含油污水处理主要方法
含油污水处理主要方法含油污水是指含有油类物质的废水，通常来自石油开采、炼油、化工、机械加工等工业生产过程。
处理含油污水是环境保护的重要课题，也是工业生产中必须面对的难题。
针对含油污水的处理，目前主要有以下几种方法：1. 物理处理。
物理处理是指利用物理方法将含油污水中的油脂和固体颗粒物质与水分离的过程。
常用的物理处理方法包括重力沉降、气浮法和膜分离等。
其中，重力沉降是利用油水比重差异，通过静置或加入沉淀剂使油脂和固体颗粒物质沉降到废水底部，从而实现分离。
气浮法则是通过向污水中通入微小气泡，使油脂和固体颗粒物质附着在气泡上浮到水面，再通过刮泡器将其去除。
膜分离则是利用微孔膜或超滤膜将油脂和固体颗粒物质截留在膜表面，从而实现分离。
2. 化学处理。
化学处理是指利用化学方法将含油污水中的油脂和有机物质进行分解、氧化或沉淀的过程。
常用的化学处理方法包括氧化法、絮凝沉淀法和离子交换法等。
其中，氧化法是通过添加氧化剂将油脂和有机物质氧化分解为无害物质，如臭氧氧化法、高级氧化法等。
絮凝沉淀法是通过添加絮凝剂和沉淀剂将油脂和固体颗粒物质凝聚成较大的颗粒，然后沉淀到废水底部。
离子交换法则是通过离子交换树脂将废水中的油脂和有机物质吸附和去除。
3. 生物处理。
生物处理是指利用微生物对含油污水中的有机物质进行降解的过程。
常用的生物处理方法包括活性污泥法、生物膜法和生物滤池法等。
其中，活性污泥法是利用活性污泥中的微生物对有机物质进行降解，生物膜法则是将微生物附着在填料表面形成生物膜，通过生物膜对有机物质进行降解，生物滤池法则是利用微生物在滤料上生长形成生物膜，对有机物质进行降解。
以上是目前主要的含油污水处理方法，不同的方法适用于不同情况下的含油污水处理，可以根据具体情况选择合适的处理方法。
同时，为了提高处理效果，通常还需要将多种方法进行组合应用，以达到更好的处理效果。
在实际工程中，还需要考虑成本、能耗、处理效率等因素，综合考虑选择合适的处理方法，从而实现对含油污水的有效处理和治理。
含油污水处理方法概述
含油污水处理方法概述含油污水是指含有油脂或石油类物质的废水。
由于油脂对水体和环境的污染较大，含油污水的处理是环境保护和水资源管理的重要任务。
本文将概述几种常见的含油污水处理方法。
传统物理-化学处理方法是处理含油污水的主要方法之一、该方法通过物理手段去除悬浮物和大颗粒油脂，再通过化学药剂的加入将小颗粒油脂聚结成大颗粒或胶团状物质。
然后利用沉淀、过滤等手段分离和去除油脂颗粒。
这种方法处理效率较高，处理后的水质可符合排放标准。
但是，该方法对于微小颗粒、胶体状油脂的处理效果较差，处理过程中产生大量化学药剂残留，增加了后续处理的难度和成本。
生物处理方法是一种环保、经济、高效的含油污水处理方法。
通过利用微生物的生物吸附、降解能力，将污水中的有机物质和油脂降解为二氧化碳和水。
生物处理方法具有低能耗、处理效果稳定等优点，能够达到较好的处理效果。
然而，该方法需要较长的处理时间，不适用于对污水处理效率要求较高的情况，同时不适用于高含盐度、酸碱度和温度变化较大的污水。
膜分离技术是一种利用膜的特殊性质实现含油污水分离和净化的方法。
常用的膜分离技术包括微滤、超滤、纳滤和反渗透等。
与传统物理-化学处理方法相比，膜分离技术处理效率更高，处理成本更低，同时对污水中胶体、胶状油脂和微生物等物质也具有很好的去除效果。
该方法对处理系统的稳定性要求较高，需要对操作和运行精细控制，同时对膜的清洗和维护也需要较高的要求。
电化学处理方法是指利用电化学原理将污水中的有机物质和油脂氧化分解为无害物质的方法。
该方法通过电极的反应分解有机物质和油脂，并生成可溶于水中的氧化物。
电化学处理方法具有处理效率高、操作简便、操作条件灵活等优点，能够处理高浓度、难降解的含油污水。
但是，该方法对电极材料的选择和电流密度的控制要求较高，同时电极的氧化物会对环境产生一定的副作用。
总的来说，含油污水处理方法各有优缺点，需要根据具体情况选择合适的方法。
在实际工程中，往往需要综合运用多种处理方法，以达到最佳的处理效果。
含油废水的十种处理工艺
含油废水的十种处理工艺01 含油废水的定义含油废水是指：含有脂（脂肪酸、皂类、脂肪、蜡等）及各种油类（矿物油、动植物油）的废水。
含油废水的特点是COD、BOD高，有一定的气味和色度、易燃、易氧化分解，一般比水轻、难溶于水，含油废水是一种量大面广且危害严重的工业废水，其污染主要表现在以下几个方面：01 恶化水质、危害水产资源02 危害人体健康03 污染大气04 影响农作物生产05 影响自然景观06 影响洁净的自然水源鉴于含油废水的污染性，我国规定含油废水最高允许排放浓度为1mg/L。
02 油在水中的存在形式1、悬浮油：粒度≥100μm，静置后能较快上浮，以连续相的油膜漂浮在水面上；2、分散油：粒度为10-100μm，悬浮、弥散在水箱中，在足够时间静置或外力的作用，可凝聚成较大的油滴上浮到水面，也可能进一步变小，转化成乳化油；3、乳化油：粒度为0.1-10μm（极微细的油滴），由于油-水界面有表面活性剂的影响，以水包油的形式稳定地分散在水中，单纯用静置的方法很难实现油水分离。
一般的含油废水中，上述3种油不一定都会存在，但是在代表性行业，例如电镀废水中则都存在，油脂浓度一般在300-500mg/L，其中乳化油所占比例最大。
对于含油废水的处理方法，总结起来有以下10种常见方法：沉降分离法沉降分离法是利用油水两相的密度差及油和水的不相溶性进行分离的，属一级处理。
沉降分离在隔油池中进行，常见的有平流式、平行板式、波纹板式等型式。
平流式隔油池的设计主要基于斯托克斯公式，由公式可求得一定表面积的隔油池所能除去的最小油滴直径。
隔油池水流状态对除油能力和效果也有很大影响，最好的水流状态是层流状态，它有利于油滴的上升和固相的沉降。
粗粒化法利用油水两相对聚结材料亲和力的不同来进行分离。
含油废水通过粗粒化材料时，其中细小的油滴聚结成较大的油粒，从而加大上浮速度，属二级处理。
粗粒化法是将材料填充于粗粒化装置中，当废水通过时可以去除其中的分散油。
03+含油污水处理
a
sin
d a cos
a
(6-7)
田中法质点 运动图
二、 斜板(管)除油罐
第一节 除油
B．姚氏法。 姚氏法假定油珠在上浮过程中上浮速度V。为常数，轴向速
度为变值，即，见图6-4，由此得方程式为：
y V0 cos adt C1
(6-8)
x V ( y)dt V0 sin adt C2
3.COD污水处理指标
工业废水中含有大量有机物和无机物，在生物和化学反应过程中， 消耗了水中的氧气，这种耗氧指标BOD(Biochemical Oxygen Demand)即生化需氧量。而测试BOD的方法往往需要五天的时间。
COD(Chemical Oxygen Demand)即化学需氧量，同样反映水中 物质耗氧情况，且由于COD测试的方法只需要几个小时，所以往往 应用COD指标来控制污水指标。
v ，V将上V式0 s代in入a式(6-4)中即得油珠P的运动方程，它适
于各种计算方法，其运动方程式如下：
y x
V0 (V
cos adt C1 V0 sin a)dt
C2
(6-5)
斜板组质点运动 图
二、 斜板(管)除油罐
第一节 除油
A.田中法。
田中法认为油珠由a点进入斜板，而到b点被截留，这样油珠所流经的长度为
含油污水处理
主要内容
含油污水水质、处理目的及要求 含油污水处理 污油污水回收 含油污泥回收处理
含油污水水质、处理目的及要求 1.含油污水的水质
（1）分散油：油珠在污水中的直径较大，为10~100μm易于从 污水中分离出来，浮于水面而被除去。这种状态的油占污水含 油量的60%~80%。 (2)乳化油：其在污水中分散的粒径很小，直径为0.1~10μm，与 水形成乳状液，属于“O/W”水包油型乳状液。这部分油不易 除去，必须反向破乳之后才能将其除去，其含量占污水含油量 的10%~15%。 (3)溶解油：油珠直径小于0.1μm。由于在油中的溶解度很小， 为5~15mg/L，这部分油是不容易除去的。起占污水含油量的 0.2%~0.5%。
含油废水的水处理技术
分类
在含油废水处理过程中,一般根据水体中油污染物的成分 和存在状态及其粒径,选择处理方法。
含油废水的类别及特征
分类
根据含油废水来源和油类在水中的存在形式 不同，分为浮油、分散油、乳化油和溶解油四类:
浮油,其粒经一般大于100μｍ,以连续相的形式 漂浮于水面,形成油膜或油层;
分散油,以微小的油滴悬浮于水中,不稳定,静置 一段时间后通常变成浮油,油滴的粒经一般介于 10～100μｍ之间;
处理技术
原则：对于含油废水的处理,首先应考虑尽量回收其中的 油,以便重复或循环使用,然后再根据其来源及油污的状态 、成分,采取适当的处理方法,使之达到国家排放标准或回 用标准。
常规方法：重力分离法、离心分离法、过滤法、气浮法、 吸附法、粗颗粒化法、盐析法、电化学法、絮凝法、生化 法。
新兴方法：膜分离法、磁吸附分离法、高级氧化法、声波 ，微波和超声波分离法。
含油废水的处理技术
含油废水
含油废水是指含有脂(脂肪酸、皂类、脂肪、蜡等)及 各种油类(矿物油、动植物油)的废水。据统计,世界上 每年至少有500～1000万t油类通过各种途径进入水体, 在造成水资源污染、油资源浪费的同时,油类污染物对 环境生态和人体健康也有极大影响。
来源
含油污水中有两种不同性质的油:一种是动物脂肪和植物油脂, 它是由不同链长的脂肪酸或甘油(丙三醇)所形成的甘油三酸脂 组成,脂肪酸可以是饱和的也可以是不饱和的;另一种油是原油 或矿物油的液体成分,原油是碳氢化合物的混合物,即全部是由 直链或支链以环形结构所组成的C、H化合物。
适用范围
浮油,分散油 分散油、乳化
油 乳化油
乳化油
乳化油 乳化油、溶解
油 分散油 分散油、乳化
含油废水处理方法
含油废水处理方法含油污水的产量大,涉及的范围广,例如石油开采、石油炼制、石油化工、油品贮运、油轮事故、轮船航运、车辆清洗、机械制造、食品加工等过程中均会产生含油污水。
油污染作为一种常见的污染,对环境保护和生态平衡危害极大。
当今油水分离技术较多,常用的方法有重力分离法、空气浮选法、粗粒化法、过滤法、吸附法、超声波法等技术。
油类物质在废水中通常以三种状态存在。
(1)浮上油，油滴粒径大于100μm，易于从废水中分离出来。
油品在废水中分散的颗粒较大，粒径大于100微米,易于从废水中分离出来。
在石油污水中，这种油占水中总含油量60～80％。
(2)分散油．油滴粒径介于10一100μm之间，恳浮于水中。
(3)乳化油，油滴粒径小于10μm，油品在废水中分散的粒径很小，呈乳化状态，不易从废水中分离出来。
含油废水中所含的油类物质，包括天然石油、石油产品、焦油及其分馏物，以及食用动植物油和脂肪类。
从对水体的污染来说，主要是石油和焦油。
不同工业部门排出的废水所含油类物质的浓度差异很大。
如炼油过程中产生的废水，含油量约为150～1000毫克/升，焦化厂废水中焦油含量约为500～800毫克／升，煤气发生站排出的废水中的焦油含量可达2000～3000毫克／升。
由于不同工业部门排出的废水中含油浓度差异很大，如炼油过程中产生废水，含油量约为150一1000mg/L，焦化废水中焦油含量约为500一800mg/L，煤气发生站排出废水中的焦油含量可达2000一3000mg/L。
因此，含油废水的治理应首先利用隔油池，回收浮油或重油，处理效率为60％一80％，出水中含油量约为100一200mg/L；废水中的乳化油和分散油较难处理，故应防止或减轻乳化现象。
方法之一，是在生产过程中注意减轻废水中油的乳化；其二，是在处理过程中，尽量减少用泵提升废水的次数、以免增加乳化程度。
处理方法通常采用气浮法和破乳法。
含油废水如果不加以回收处理，会造成浪费；排入河流、湖泊或海湾,会污染水体,影响水生生物生存；用于农业灌溉，则会堵塞土壤空隙，妨碍农作物生长。
油污水处理流程
油污水处理流程
1. 预处理
- 格栅:去除大块固体颗粒物
- 沉砂池:去除砂石等较重颗粒物
2. 油水分离
- 重力分离法:利用比重差,油/水自然分离
- 溶气气浮法:注入空气形成微气泡,油附着上浮 - 离心分离法:利用离心力加速油水分离
3. 油水破乳
- 化学破乳:加入破乳剂(酸、碱等)
- 电解破乳:通电破坏油水乳化状态
4. 多介质过滤
- 袋式过滤器:利用滤袋过滤油水
- 精密过滤器:微孔膜过滤出水中细小颗粒
5. 生化处理
- 好氧处理:利用好氧微生物降解有机污染物
- 厌氧处理:利用厌氧微生物分解难降解物质
6. 多级处理
- 多级组合:结合上述多种处理方式,循环达标排放
7. 污泥处理
- 浓缩脱水:板框压滤、离心脱水等
- 焚烧/填埋:无害化处置
以上是一般的油污水处理工艺流程,具体方案需根据水质特征和排放标准进行设计。
含油废水的来源
含油废水的来源含油废水的来源很广，石油工业的采油、炼油、贮油运输及石油化学工业都产生含油废水，油轮压舱水、洗舱水、机械工业的冷却润滑液、轧钢水，以及食品工业等的废水中都含有大量的油。
含油废水中的含油量及其特征，随工业种类不同而异，同一种工业也因生产工艺流程、设备和操作条件等不同而相差较大。
污水中不同形态的油有着不同的理化性质，在很大程度决定了相应处理方法的选择。
通常油类在水中主要以五种状态分布。
1、浮油：这种油在水中分散颗粒较大，油粒径一般大于100μｍ，静置后能较快上浮，以连续相的油膜漂浮在水面。
2、分散油：油在水中的分散粒径为10～100μｍ，以微小油珠悬浮于水中，不稳定，静止一定时间后往往形成浮油。
3、乳化油：油珠粒径小于10μｍ，一般为0.1～2μｍ。
往往因水中含有表面活性剂使油珠形成稳定的乳化液。
乳化油的稳定性取决于废水的性质及油滴在水中分散度，分散度愈大愈稳定。
4、溶解油：油以分子状态或化学方式分散于水体中，形成稳定的均相体系，粒径一般小于几微米。
5、固体附着油：吸附于废水中固体颗粒表面的油。
混入废水中的油类多数以几种状态并存，极少以单一的状态存在。
一般需采用多级处理方法，经分别处理后才能达到排放标准。
含油废水处理的难易程度随其来源及油污的状态和组成不同而有差异。
其处理方法按原理可分为：物理法 ( 沉降、机械、离心、粗粒化、过滤、膜分离等 ) ；物理化学法( 浮选、吸附、离子交换、电解等 ) ；化学法 ( 凝聚、酸化、盐析等 ) ；生物化学法( 活性污泥、生物滤池、氧化塘等 ) 。
下面介绍几种国内外常见的处理方法。
1、重力分离法：利用油水两相的密度差及油和水的不互溶性进行分离。
沉降分离在隔油池中进行，常见的有平流式 (API) 、平行板式 (PPI) 、波纹板式 (CPI) 等型式。
平流式隔油池的设计主要基于斯托克斯公式，由公式可求得一定表面积的隔油池所能除去的最小油珠粒径。
隔油池水流状态对除油能力和效果也有很大影响，最好的水流状态是层流状态，它有利于油珠的上升和固相的沉降。
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含油废水的处理---聚结波纹板和粗粒化法新乡市北方滤器有限公司梁新武
一、概述
含油废水的油粒，除重焦油相对密度比水大以外，其余大部分油粒都比水轻。
这部分油粒在废水中主要存在四种状态：
◆浮上油：油滴粒径大于100μm(国外有些资认为150μm),通常是浮在水面上，俗称“浮油”。
◆分散油：油滴粒径介于10～100μm,这种油粒一般悬浮于水中。
◆乳化油：油滴粒径小于10μm，能稳定均匀地分散于水中。
◆溶解油：油珠粒径比乳化油还小，可小到几纳米，是溶液解于水中油粒。
由于油粒的比重比水小，在水中都有上浮的趋势，油粒的上浮临界粒径为10μm，其浮上速度为0.03cm/min,粒径越大，则浮上速度越大，越容易被从水中分离。
因此处理含油废水就是要想办法使油粒径尽可能变大。
含油废水常用的处理方法有重力分离、气浮、粗粒化、药剂法、生物法等，近些年来，重力分离法和粗粒化法作为两种简便的物理除油方法，无二次污染，运行维护费用低，已成为国内外学者研究的热点。
二、聚结波纹板处理含油废水
2.1 重力法和聚结波纹板除油的数学模型
重力法除油的基本原理是利用水和油的密度不同，使水中分散悬浮的油滴浮升而将其分离。
对于一定粒径的油滴其脱除效率
⑴
式中ρ---- 水的密度,kg/m3
ρ0---- 油的密度,kg/m3
g ---- 重力加速度,m/s2
di ---- 油滴粒径,m
AT ---- 浮升面积,m2
μ---- 水的粘度,Pa.s
Q ---- 处理量,m3/s
从式(1)可以看出：油滴的脱除效率只与油滴粒径、油与水的物性、处理量和浮升面积有关，而与浮升高度无关(即所谓的“浅池原理”)。
采用低浮升高度的多层板结构，可以增大浮升面积，提高油滴脱除效率；而且由于板组当量直径的减小，可使流体在较大流量下保持层流状态，有利于油滴的浮升。
采用密置型波纹板可以分离的最小油滴粒径：
⑵
式中---- 可以分离的最小油滴粒径,m
n ---- 密集波纹板层数
B ---- 密集波纹板宽度,m
L ---- 密集波纹板长度,m
从式(2)则可以看出，在密集波纹板结构中，层数越多，板间距越小，在相同处理量下，可以完全分离的油滴粒径越小，脱油效率越高；或者层数越多，在相同分离效率下，处理量可以增加，停留时间相应缩短。
2.2 聚结波纹板除油机理
传统的平流板式隔油池(API)、平行板式隔油池(PPI)和倾斜板式隔油池(CPI)的能除去油珠的最小粒径为60μm, 而密置型聚结波纹板分离器己将除去油珠的最小粒径降为25μm,它是将重力分离法与聚结法相结合，通过选择合适的波纹板材，并对分离器的内部结构进行优化设计，从而提高重力分离法的除油效果。
聚结波纹板之所以有优异的除油效果，主要来自两方面的原因：
◆结构特性：波纹板除油原理主要是利用油、水的比重差，使油珠浮集在板的波峰处而分离去除，借助″浅池″沉淀原理，制成波纹板变间距变水流流线，过水断面是变化的，水流呈扩散、收缩状态交替流动，产生了脉动(正弦)水流，使油珠之间增加了碰撞机率，促使小油珠变大，加快油珠的上浮速度，达到油水分离的目的。
◆材料特性：利用具有亲油疏水性的聚结材料作为波纹板材。
由于波纹板材质是亲油的，因此首先在波纹板表面形成一层油膜，油膜逐渐加厚，借助油的表面张力形成一定大小油珠之后，受其油珠本身的重力及水流的冲击力使油珠脱落，随水流经波峰处浮油孔上浮，同时由于波纹板增加了聚结表面积，延长了油水的停流时间,使油粒充分聚结,增强了除油效果。
如图1,分散在连续相水中的油滴由于浮力作用不断上浮，当油滴浮升到上层聚结板的下表面时，通过吸附、润湿、碰撞和聚结等作用，形成油膜，沿聚结板表面移动、脱落；同理，连续相的水则在重力作用下沉降，最后到达下层聚结板的上表面，实现水和油的分离。
图1 液滴在聚结板式油水分离器内的分离过程
2.3 聚结波纹板材料选择与板组结构形式
聚结法的关键是聚结材料的选择,油、水在材料表面形成的接触角大小，将直接影响到聚结波纹板的除油效果。
油与材料的表面的接触角越小,材料的亲油性越好,水与材料的表面的接触角越大,材料的疏水性越好,则波纹板的聚结效果越好。
国内某科研单位最新研制出了复合式聚结波纹板,它是在保持现有聚丙板下表面亲油性的的础上,通过化学处理,增大水与聚丙板上表面的接触角，使上表面具有很强的亲水性,从而强化了油水分离过程,使聚结波纹板除油效率提高了25%,水中含油量小于30mg/L。
表1 油、水与待选择的几种材料的接触角
波纹板板组的排列构成有图2和图3两种结构。
图2是“峰峰对置”型结构,这种在波峰处开有益油孔,波谷处开有漏渣孔，孔径约12mm,波纹板间距一般在40～60mm之间,将若干块波纹板按固定板间距堆放在一起并固定即构成聚结波纹板组。
图3是“峰谷对置”型结构,波纹板间交错叠放(90º或45º),并相互固粘接在一起,不需要波纹板内部支撑，这种波纹板组通常又称孔板波纹规整填料，波纹板表面按规律分布着孔，孔径约12mm。
图2 峰峰对置图3 峰谷对置
2.4 聚结波纹板油水分离器结构参数的优化选择
● 聚结波纹板长度
在液流量一定的情况下，聚结板越长，则液体在聚结板内的停留时间越长，油水分离效果越好。
但随着聚结板长度的增加，设备的体积增大，投资增加，而且当长度增加到一定值时，除油效率并不能明显随之升高,试验研究表明, 波纹板长度的最佳取值为700～800mm。
● 聚结波纹板峰高
聚结波纹板峰高的大小决定液滴浮升或沉降距离的长短及聚结板比表面积的大小，对分离效果有重要的影响。
峰高越小，则液滴浮升或沉降的距离越短、聚结板比表面积越大，对分离越有利。
但太小时，聚结板的油膜会占据大量的流通截面，导致液体流速过高，反而对除油效果产生负面影响。
理想的峰高是10mm，依据水中含油及悬浮物的多少，可以加以调整。
● 倾角
液滴在聚结板上的聚结易受流体中微量表面活性剂的影响，增大聚结板放置倾角，可加速液膜表面“更新”，同时增加液滴的相对运动速度，缩短聚结时间，提高分离效果。
但当太大时，聚结板上的液膜容易断流，对分离过程起负面作用。
最适宜的倾角范围是15～30º。
● 流量
流量越大,聚结分离效果越差,最大的液流速度为18m/h。
2.5 典型聚结波纹板油水分离器原理图
图4 “波峰对波峰”式油水分离器原理图
图5 “波峰对波谷”式油水分离器原理图
三、粗粒化法处理含油废水
粗粒化法也称聚结法，主要利用疏水亲油型材料，如聚丙烯纤维或玻璃纤维制的成粗粒化元件分离水中的油。
当含油废水流经一些疏水亲油物质时，油珠在润湿、聚结、碰撞聚结、截留、附着等联合作用下聚集成较大的油珠，因而有利于油的分离。
粗粒化法的关键是选择或制备适当的粗粒化材料，目前粗粒化法处理后的水中含水量油量小于5mg/L，对乳化油有着非常好的分离效果。
粗粒化法的优点是：设备小，占地面积小，能耗低。
缺点是粗粒化元件易堵塞，寿命短，使用维护成本高。
还有一点需值得注意的就是粗粒化材料会受水中的微量活性剂的影响，分离水中油的效果显著下降或是不越作用。
四、总结通过上面对聚结波纹板和粗粒法化的分别介绍，作为物理法处理含油废水，它们有着各自的优势，但又各有其不足的地方，如聚结波纹板分离器体积相对较小，适合处理大吨位高含油量的废水，波纹板可以长期使用不需更换，使用维护成本低，但处理效果不是最佳,粗粒化法是设备投资小，处理效果好，但粗粒化元件易堵塞，使用寿命短。
如果将两者有机地结合起来，即可以解决大吨位高含油量的废水处理，又可以达到相当高的处理效果，这无疑是即经济又环保的处理含油废水的方法。