含油廢水處理技術現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

    目前國內含油工業(yè)廢水處理方法主要采取“老三套”的處理工藝，即隔油池―混凝氣浮―好氧生物，是一種常見的處理廢水方式。經濟的飛速發(fā)展，帶來的是石油開采、加工以及機械加工產生的大量含油廢水，這為工業(yè)生產帶來許多阻礙。并且含油廢水對環(huán)境造成很大的危害，嚴重威脅到動植物甚至人類的生命健康。含油廢水不僅僅對動植物和環(huán)境造成嚴重的危害，人類的生命健康也受到巨大的威脅。含油廢水具有水量大、水質復雜，難以生物降解等特性，進入自然環(huán)境對植物、土壤、水體等造成很嚴重的污染，被廣泛的認為是一種難處理的工業(yè)廢水。目前，水面漂浮的相當于隔離膜的油類物質，隔斷了氧氣在水中的溶解，導致大量水生動植物因窒息而死亡，也使水生生物難以進行光合作用，從而影響水體生態(tài)平衡以及水體的自身凈作用，使水質惡化，危害生態(tài)環(huán)境。與此同時有毒有害物質被魚、貝攝取，將會通過食物鏈危害人體健康。

  此外在我國環(huán)境保護政策嚴格實施的大背景下，對于水資源的開發(fā)利用具有一定的戰(zhàn)略意義以及價值，工業(yè)產生的含油廢水是對水資源的一種浪費，處理好含油廢水，不僅使水資源得到有效利用，同時減少了污水的排放，對生態(tài)環(huán)境的保護也具有一定的意義。

  含油廢水的來源、成分以及其存在形式，是影響其處理難易程度的主要因素。對于其處理方法，大致分為四類：一是以離心分離法、粗?；ā⒛し蛛x法為主的物理方法；二是以化學氧化法、光化法為主的化學方法；三是以浮選法、吸附法、磁吸附分離法為代表的物理化學法；四是以活性污泥法、生物膜法為首的生物化學法。目前，通過對含油廢水處理的全方位研究，人們獲得了許多行之有效的方法，并運用到實際生產生活中，并且在不斷的開發(fā)創(chuàng)新。

  1 含油廢水的分類

  以油粒直徑大小為依據(jù)，含油廢水油類可分為4類，即浮油、分散油、乳化油和溶解油。浮油，直徑最大，一般都大于100 mm，并且形成成片地油層，可以形象地稱之為油脂膜，占總油量的比重較大（一般是60%～80%），面積也較大，所以，可以利用油水密度差和隔油池來分離；分散油，油粒直徑一般結余10～100 mm之間，以微小油滴形式懸浮于水中，因為其性質不穩(wěn)定，通常靜置一段時間后會轉化成浮油，特定環(huán)境下，還可以轉化成溶解油；乳化油，油粒直徑小于10 mm，性質穩(wěn)定，較難分離；溶解油，其粒徑一般小于0.1 mm[1-2]，以分子形式存在，狀態(tài)穩(wěn)定。由于油品在水中的溶解度很小，溶解油所占比例一般在0.5%以下，而乳化油由于油滴自身特性，油滴之間存在的相互排斥作用，使其長期保持穩(wěn)定狀態(tài)，因此除去含油廢水中的乳化油是處理技術中的難點與重點。

  2 主要處理方法

  2.1 重力及機械分離法

  這種方法多用于對含油廢水的初期處理，其原理是在重力場中，油與水存在密度差，采用特定的機械設施可以使其分離。而油粒大小、油水密度差、流動狀及流體的粘度又決定了油水分離的速度。它們之間的關系可用Stockes和Newton等定律來描述[3]?，F(xiàn)階段我國所采用的機械設施技術與國外相比還有較大差距，應向著集成化體積小、效率高的方向發(fā)展[4]。

  2.2 氣浮法

  氣浮法是以氣泡粘附水中的懸浮物，使其懸浮于水面，達到分離的目的。這種方法可以實現(xiàn)水中固體與固體，液體與液體以及溶質中離子等多種狀態(tài)的物質分離。由于其具有的高效快速的特點，氣浮法是目前國內外含油廢水處理中使用最廣泛的一種水處理技術[5]。氣浮法按氣泡產生的方式不同，可分為鼓氣氣浮、加壓氣浮和電解氣浮等。目前階段，對于氣浮裝置的改進和溶氣系統(tǒng)的優(yōu)化，是氣浮法研究的主要方向。關于氣浮裝置的改進，陸斌采用兩級混凝氣浮-生物接觸氧化工藝處理含油乳化液廢水，提高了COD和油的去除率[6]。而對溶氣系統(tǒng)的優(yōu)化，王振歐采用噴射溶氣回流浮選工藝處理含油廢水，據(jù)其研究結果表明運用此種方法效率大大提高并且效果明顯[7]。

  2.3 絮凝法

  絮凝過程是處理乳化含油廢水的重要組成部分，通常通過使用絮凝劑的方式使其絮凝。此法作用原理是通過乳化油分散的微粒絮凝而達到油水分離。這種方法的研究方向是開發(fā)新型的絮凝劑。在此楊永哲等的實驗是最成功的，他們改進了型復合堿式氯化鋁在處理含油廢水中的應用，結果表明，絮凝劑使用量及產生的雜質大大減少，整個過程所用費用較低[8]。雖然當前有機高分子絮凝劑的研究發(fā)展很快，但用于處理分散油及乳化油并非易事，現(xiàn)以用作其他方法的輔助劑[9]。

  2.4 吸附法

  因其技術的突飛猛進，吸附技術在含油廢水處理方面也占有一席之位。吸附法的工作原理是加大吸附劑的表面積，使溶解油和其他溶解的有機物吸附在其表面，從而達到油水分離的目的。吸附劑一般分為炭質吸附劑、無機吸附劑和有機吸附劑。

  雖然活性炭使用范圍最廣，吸附能力強，但其成本過高，吸附能力有限，就使得它在使用中受到很大的限制[10]。吸附法在處理含油廢水方面的出路是尋求合適的吸附劑。目前在高效、經濟的吸油劑的開發(fā)與應用方面，主要集中于兩個方面，一是開發(fā)出新的填充劑，使吸附劑的填充容量增加，吸附能力增強。二是開發(fā)新的親水性吸油材料，增強吸附能力[11]。

  2.5 生化法

  生化法是利用微生物生化作用去除有機物，可分為好氧處理和厭氧處理，有活性污泥、生物膜和氧化塘等不同的處理形式。雖然生化法本身具有的優(yōu)勢使其在國內外得到廣泛應用，但是它也存在著一些缺點，如水質變化和沖擊負荷較低、容易產生污泥膨脹，且廢水中含油物質的種類和含量變化本身對生化處理的效果也有極大影響。曾科、萬紅友在研究中發(fā)現(xiàn)：隨油脂濃度的增加，油脂富集，污泥上浮嚴重，流失率增加。針對含油廢水，進行選取優(yōu)勢的菌種，提高處理效率，對傳統(tǒng)的活性污泥法進行革新在原來基礎使效果更加明顯[15]。     3 含油廢水處理新技術

  近幾年來，人們對含油廢水處理技術不斷地進行深入研究，出現(xiàn)了許多新的研究方向及技術手段。如馬帥的生物接觸氧化工藝[16]，采用優(yōu)勢單菌株掛膜法處理江蘇油田采油廢水，結果表明，采用此種方法不僅實際可行，而且處理效果明顯，優(yōu)點卓越。此外更有系統(tǒng)運行穩(wěn)定，出水水質良好的優(yōu)點。田婷的三相內循環(huán)生物流化床處理含油廢水的研究中，三相內循環(huán)生物流化床技術[17]，是將化工流體設備與廢水處理生物膜法有效結合的一種新型廢水處理技術，因具有容積負荷高、傳質速度快、抗沖擊能力強、占地面積小、運行穩(wěn)定等優(yōu)點，近年來備受專家學者關注。此外還有傅寶林研究活性炭纖維吸附電解法處理含油廢水[18]，這是一種處理有毒難生物降解污染物的新型有效技術，在通常情況下不僅能夠吸附水中溶解油，而且還能通過電化學反應使難以降解的有機物轉化為可降解的有機物，大大提高了處理有機物的效率。同時電化學法可使活性碳纖維再生。谷妮娜采用固定化微生物技術處理含油廢水[19]，將微生物通過一些技術手段（例如載體材料合理控制水利條件等）使微生物按照所希望方式生長，此方法作為新型污水生物處理技術已經在處理各種含難降解有機物廢水中得到應用，例如石油的脂肪烴、芳香烴等復雜的有機物用此類方法也可以得到降解。鑒于微生物降解有機污染物在本質上的一致性，把這種方法推廣到處理含油廢水領域上是可行的。同時具有一定的研究意義及前景。

  4 發(fā)展趨勢及展望

  今后含油廢水的發(fā)展趨勢主要是采用物理化學法，以及電磁法等新型技術。不僅要考慮處理效率和效果的優(yōu)異，在國內環(huán)保政策強化執(zhí)行的形勢下，還要考慮對資源環(huán)境的影響，考慮對對生態(tài)環(huán)境的保護，對人們生產生活的影響。含油廢水處理技術應面向多元化，集成化的方向進展，提升技術，具有相當?shù)目臻g。同時，回收處理后的廢油并加以利用，也是今后研究的趨勢，運用這樣的手段，不僅使廢水得到處理，而且使廢棄物得到再次利用，符合當前的形式和國情，可謂一舉兩得?；谶@樣的形式和情況，含油廢水處理技術的發(fā)展趨勢應主要概括在以下方面。

  （1）開發(fā)新型處理方法和系統(tǒng)，解決現(xiàn)有技術和工藝局限的困局，多種方式有機結合，發(fā)揮各自的優(yōu)點避免了單一方法的局限，最大限度的發(fā)揮處理能力，達到高效的目的。

  （2）在含油廢水性質、無機鹽、氯離子等性質的深入研究，明確各種性質之間的關系及相互影響關系，明確處理含油廢水機制，降低處理成本，提高處理效率。

  （3）重視清潔生產，首尾并重，減少源頭污染，減輕末端處理壓力。同時，含油廢水處理后的回收利用也是今后研究的主要方向與趨勢。

  5 結語

  現(xiàn)階段含油廢水處理的方法雖然很多，但無論哪種技術都具有其局限性。目前方法還很難滿足生產需求，不斷完善現(xiàn)有的常規(guī)方法，并盡快推廣到工業(yè)生產中勢在必行。目前面對國內工業(yè)生產形式影響，含油廢水技術應向著多元化集成化的方式進行，多種技術手段相互結合，最大限度上發(fā)揮各種技術的優(yōu)勢，以提高處理效率。同時面對如今對生態(tài)環(huán)境的較高要求還應不斷向著綠色環(huán)保的方向研究，以符合當前國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。