工業生產過程中排出的含油類物質的廢水。含油廢水中所含的油類物質包括天然石油、石油產品、焦油及其分餾物，以及食用動植物油和脂肪類。從對水體的污染來說，主要是石油和焦油。不同工業部門排出的廢水所含油類物質的濃度差異很大。如煉油過程中產生的廢水，含油量約為150～1000mg/L，焦化廠廢水中焦油含量為500～800mg/L，煤氣發生站廢水中的焦油含量可達2000～3000mg/L。油類物質在廢水中通常以三種狀態存在：①油品在廢水中分散的顆粒較大，粒徑大於100µm，易於從廢水中分離出來，在石油污水中，這種油占水中總含油量的60～80%；②油品在廢水中分散的粒徑較小，呈乳化狀態，不易從廢水中分離出來；③小部分油品呈溶解狀態，溶解度約為5～15mg/L。含油廢水常用隔油池回收浮油或重油。
基本介紹
- 中文名：含油廢水
- 外文名：Oily wastewater
- 來源：石油開採及加工工業等
- 油類的分類：浮油、乳化油和溶解油
- 危害：對土壤、植物和水體造成嚴重影響
- 處理方法：浮選、過濾、絮凝等方法
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含油廢水的來源
含油廢水的來源非常廣泛。除了石油開採及加工工業排出大量含油廢水外，還有固體燃料熱加工、紡織工業中的洗毛廢水、輕工業中的製革廢水、鐵路及交通運輸業、屠宰及食品加工以及機械工業中車削工藝中的乳化液等，其中石油工業及固體燃料熱加工工業排出的含油廢水為其主要來源。此外，即使在一般的生活污水中，油類和油脂也占到總有機質的10%，每人每天產生的油類和油脂可按0.015kg估算。
石油工業含油廢水主要來自石油開採、石油煉製及石油化工等過程。石油開採過程中的廢水主要來自帶水原油的分離水、鑽井提鑽時的設備沖洗水、井場及油罐區的地面降水等。石油煉製、石油化工含油廢水主要來自生產裝置的油水分離過程以及油品、設備的洗滌、沖洗過程。固體燃料熱加工工業排出的焦化含油廢水，主要來自焦爐氣的冷凝水、洗煤氣水和各種貯罐的排水等。含油廢水中的油類污染物，其比重一般都小於1，但焦化廠或煤氣發生站排出的重質焦油的比重可高達1.1。
含油廢水中油的分類
油類在廢水中的存在形式可分為浮油、乳化油和溶解油等三類。
浮油
浮油是指含油廢水靜置一段時間後會緩慢自動浮上水面形成油膜或油層的油類物質。浮油是含油廢水中油類物質的主要成分，以煉油廠廢水為例，浮油可占含油量的60%～80%左右。浮油的油滴粒徑較大，一般在lOµm以上。浮油易浮於水面，是含油廢水的主要油組分；油珠粒徑較大，一般大於100µm，易浮於水面形成油膜或油層。
乳化油
乳化油是指含油廢水中長期靜置也難以從廢水中分離出來、必須先經過破乳處理轉化為浮油然後才能加以分離的油類物質。這種狀態的油類物質由於油滴表面有一層由乳化劑形成的穩定薄膜，阻礙了油滴合併，因此一般不能用靜沉法從廢水中分離出來。乳化油的油珠粒徑較小，一般在0.1～2µm之間。
溶解油
溶解油是指廢水中以分子狀態溶解於水中，只能通過化學或生化方法才能將其分解去除的油類物質。溶解油在水中的溶解度非常低，通常每升只有幾毫克。溶解油的油珠粒徑比乳化油還小，有的可小到幾納米，是溶於水的油微粒。
含油廢水對環境的危害
含油廢水的危害主要表現在對土壤、植物和水體的嚴重影響：
(1) 含油廢水能浸入土壤孔隙間形成油膜，產生堵塞作用，致使空氣、水分不能滲入土中，不利於農作物的生長，甚至使農作物枯死；
(2) 含油廢水排入水體後將在水面上產生油膜，阻礙空氣中的氧分向水體遷移，會使水生生物因處於嚴重缺氧狀態而死亡；
(3) 含油廢水排入城市污水管道，對管道、附屬設備及城市污水處理廠都會造成不良影響，採用生物處理法時一般規定石油和焦油的含量不超過50mg/L。
含油廢水處理方法
含油廢水的處理一般採用浮選、過濾、絮凝等方法。前兩種比較好處理，而乳化油含有界面活性劑和起同樣作用的有機物，油分以微米數量級大小的粒子存在，分離難度頗大。目前，乳化油廢水的處理方法很多，常見的有鹽析法、絮凝法、浮選法、粗粒化法、膜分離法、吸附法和生物法等。
1、鹽析法 基本原理是壓縮油粒於水面界面處雙電層的厚度，使油粒脫穩。單純鹽析法投藥量大(1%～5%)，聚析的速度慢，沉降分離一般在24h以上，設備占地面積大，而且對由表面活性劑穩定的含油乳化液的處理效果不好。但該法由於操作簡單，費用較低，所以使用較多，作為初級處理套用更為廣泛。
2、絮凝劑除油的方法 常用的無機絮凝劑是鋁鹽和鐵鹽，尤其近年出現的無機高分子凝聚劑，如聚硫酸鐵和聚氯化鋁等，以其用量少、效率高、最優pH值範圍比較寬等優點，日益受到人們的關注。雖然無機絮凝劑的處理速度快，裝置比鹽析法小型化，但藥劑較貴，污泥生成量多。這必然帶來既麻煩又昂貴的污泥脫水和污泥處理問題。最近，有機高分子絮凝劑的研究發展很快，但根據ZaHe等的橋連學說，將它用於處理分散油及乳化油還有困難。目前有機高分子絮凝劑在含油廢水的處理方面還可用作其他方法的輔助劑。
3、電絮凝除油法 以金屬鋁或鐵作陽極電解處理含油廢水的方法，主要適用於機械加工工業中冷卻潤滑液在化學絮凝後的二級處理。電絮凝具有處理效果好、占地面積小、操作簡單、浮渣量相對較少等優點，但是它存在陽極金屬消耗量大、需要大量鹽類作輔助藥劑，耗電量高，運行費用較高等缺點。
4、粗粒化除油法 粗粒化方法除油的效果與表面活性劑的存在和量多少有關。有微量表面活性劑的存在能抑制粗粒化床的效果，因而該法對含有表面活性劑的乳化含油廢水的除油會失效。粗粒化法無需外加化學藥劑，無二次污染，設備占地面積小，且基建費用較低，前景較好，但出水含油量較高，如處理含量大於100mg/L的廢水時，出水含油一般高於10mg/L，所以常需再進行深度處理。
5、吸附法 活性劑是一種優良的吸附劑，它不僅對油有很好的吸附性能，而且能同時有效地吸附廢水中其他有機物，但吸附容量有限(對油一般為30～80mg/L)，且成本高，再生困難，故一般只用於含油廢水的深度處理。
6、浮選法 空氣微泡由非極性分子組成，能與疏水性的油結合在一起，帶著油粒一起上浮，所以該法油水分離效率較高，但其主要用於不含表面活性劑的分散油的分離。一般採用加壓溶氣浮選法。
7、膜分離法 膜分離技術就是利用膜的選擇透過性進行分離和提純的技術。當廢水中油粒子粒徑為微米量級時，可用機械方法進行前處理。膜法處理可根據廢水中油粒子的大小，合理地確定膜截留分子量，且處理過程中一般無相的變化，一般可不經過破乳過程，直接實現油水分離。並且在膜法分離油水過程中，不產生含油污泥，濃縮液可焚燒處理；透過流量和水質較穩定，不隨進水中油分濃度波動而變化；一般只需壓力循環水泵，常溫下操作，有高效、節能、投資少、污染小的特點。正因為其有這么多的優點，所以膜分離技術得到廣泛的套用，美國在1991年前後研究了一種陶瓷超濾膜處理采出水用於油田回注。國內華北油田、江漢油田、勝利油田都有套用超濾膜技術的報導。
含油廢水處理系統的組成及設備
含油廢水處理系統的組成
常用含油廢水處理系統有:
（1）含油廢水→隔油池→油水分離器→回收利用或排放。
（2）含油廢水→隔油池→氣浮池→回收利用或排放。
（3）含油廢水→隔油池→氣浮池→過濾(雙濾料或活性炭)排放。
（4）含油廢水→隔油池→過濾(雙濾料或活性炭)排放。
進入系統污水的pH值應為6.5～8.5。在處理系統中需要的輔助設施為：①含油廢水處理裝置中應配備消防設施；②在寒冷地區，集油管及油層內宜設蒸汽加熱設施等。
含油廢水處理主要設備
1、平流式隔油池
1）概述
廢水中油珠的直徑大於150µm時，宜採用平流式隔油池。典型的平流式隔油池與平流式沉澱池在構造上基本相同。廢水從池子的一端流入池子，以較低的水平流速流經池子，流動過程中，密度小於水的油粒上升到水面，密度大於水的顆粒雜質沉於池底，水從池子的另一端流出。在隔油池的出水端設定集油管。集油管一般用直徑200～300的鋼管制成，沿長度在管壁的一側開弧寬為60°或90°的槽口。集油管可以繞軸線轉動。排油時將集油管的開槽方向轉向水平面以下以收集浮油，並將浮油導出池外。為了能及時排油及排除底泥，對於大型隔油池，還應設定刮油刮泥機。刮油刮泥機的刮板移動速度應與池中流速相近，以減少對水流的影響。收集在排泥斗中的污泥由設在池底的排泥管藉助靜水壓力排走。隔油池的池底構造與沉澱池相同。
平流式隔油池的特點是構造簡單、便於運行管理、油水分離效果穩定。平流式隔油池可以去除的最小油滴直徑為100～150µm，相應的上升速度不高於0.9mm/s。平流式隔油池的設計與平流式沉澱池基本相似，按停留時間設計時，一般採用2h。
2）主要工藝參數
① 隔油池應不少於2格，每格應能單獨工作。
② 表面負荷設計時，一般採用1.2m3/(m2·h)。
③ 廢水在池內的停留時間宜為1.5～2h。
④ 廢水在池內的水平流速宜為2～5mm/s。
⑤ 單格池寬不宜大於6m(以取4.5m為多)；當採用人工清除浮油時，每格寬度不宜超過3m；長寬比不宜小於4。
⑥ 為了保證較好的水力條件，有效水深不宜大於2.2m，一般採用1.5～2m，池超高宜為0.3～0.5m，有效水深與隔油池有效長度之比一般採取1/10左右。
⑦ 隔油池進水間及出口處應設定集油管，水型隔油池可安裝集油杯。
⑧ 隔油池水面上的油層高度不宜大於0.25m。
⑨ 池內宜設刮油、刮泥機，刮板移動速度不宜大於2m/min。
⑩ 排泥管直徑不宜小於200mm，管端可接壓力水進行沖洗。隔油池蓋板宜採用阻燃材料製成。為了排泥順暢，排泥管的直徑不宜小於ф200，坡度大於或等於l%，並且在排泥管的起始端應設定壓力水沖洗設施。刮油刮泥機的刮板移動速度一般不大於50mm/s，以免攪動造成紊流，影響油水分離處理效果，進水含油量為300～1000mg/L，出水含油量約為100 mg/L。
在平流式隔油池中加斜板成組合式隔油池，則處理效果為：進水含油量為600mg/L，出水含油量為50mg/L。
2、斜板隔油池
1）概述
在平流式或豎流式沉澱池中，設定斜板(管)使單位池積中沉澱面積增加，提高了沉澱效率；由於顆粒沉降距離縮小，使沉澱時間大大縮短，沉澱池體積減小。斜板式隔油池可分離油滴的最小直徑約為60µm，相應的上升速度約為0.2mm/s。含油廢水在斜板式隔油池中的停留時間一般不大於30min，為平流式隔油池的1/4～1/2。斜板隔油池設定氣水攪動設施，對板體進行清污是十分必要的。一般先用空氣吹掃，風壓不小於0.025MPa，再用水沖，水壓不小於0.2MPa。處理效果：進水含油量小於400mg/L，出水含油量為50mg/L。
2）主要工藝設計參數
① 表面水力負荷宜為0.6～0.8m3/(m2·h)，相當於平流隔油池的4～6倍。
② 斜板淨距宜採用40mm；斜管內切圓直徑宜為25～40mm，傾角不宜小於45°。
③ 斜板(斜管)斜長宜採用1～1.5m。
④ 污水在斜板間的流速一般為3～7mm/s。通過布水柵的流速一般為10～20mm/s。
⑤ 污水在斜板體內的停留時間一般為5～10min。
⑥ 池內應設收油、清洗斜板和排泥等設施。
⑦ 斜板材料應耐腐蝕、不沾油(通常採用不飽和聚酯玻璃鋼）。
⑧ 板組間及板組與池壁間應嚴密封堵，防止短路。
⑨ 穿孔板的開孔率為5%～6%，孔徑為ф12左右。
