0 引言

 含油廢水是一種常見的、能給人類社會帶來較嚴重的環境污染，為此，國內外均特別重視對含油廢水的處理。氣浮工藝的除油效率高、處理速度快、運行安全可靠，是一種經濟實用的除油技術，具有很好的應用前景。而防止釋放器堵塞和浮渣堆積是當前需解決的現實問題。

1 含油廢水污染的現狀概述

 含油廢水的危害主要表現在：油類物質漂浮在水面，形成一層薄膜，能阻止空氣中的氧溶解于水中，使水中的溶解氧減少，致使水體中浮游生物等因缺氧而死亡，也防礙水生植物的光合作用，從而影響水體的自凈作用，甚至使水質變臭，破壞水資源的利用價值。油及其分解產物中的一些有毒物質(如苯并芘、苯并蒽及其它多環芳烴)對各種生物的致死濃度較低。一方面，這些有毒物質對生物發生直接毒害作用，另一方面，低于致死濃度的含有微量油的水用于養殖或灌溉時，被生物吸收而富集，然后通過食物鏈進入人體，危害人體健康。同時，污水中含有鐵、銅、其它金屬離子及細菌等，它們會起媒介促進作用，特別在高溫的廢水中會加快污油的分解變質。碳酸氣、水的少量硫的氧化物是石油產品氧化的最終產物。從而使水體的曝氣條件變壞，影響水生生物的正常生長，甚至造成動、植物群體的死亡。因此，含油污水必須經過適當的處理后才能排放。大多數有廢水排入的水體，實際上均為不同等級的漁業水體，而這類水體中規定的石油產品極限允許濃度只有0.05mg/L，但在許多水體中，廢水排入前的石油產品含量(本底濃度)就經常超過此數值。含油廢水的最高允許排放濃度，我國規定為10mg/L，許多國家的規定都在5—20mg/L范圍內。有的國家甚至規定漁業用水的含油量不得超過0.01mg/L。因此，含油廢水的處理應引起足夠的重視。

2 含油廢水處理工藝——氣浮法

含油廢水處理工藝多樣，一般來講主要分為粗粒細法、膜過濾法、氣浮法以及生物氧化法。

 所謂粗粒細法，是使含油廢水通過一種填有粗粒化材料的裝置，使污水中的微細油珠聚結成大顆粒，達到油水分離的目的，通常也叫聚結法。所謂膜過濾法，是利用微孔膜攔截油粒，它主要用于去除乳化油和溶解油。濾膜又可分為超濾膜、反滲透膜和混合濾膜。超濾膜的孔徑一般為0.005—0.01μm，比乳化油粒要小的多。反滲透膜的孔徑比超濾膜的還要小。所謂生物氧化法，利用微生物將其分解氧化成為二氧化碳和水。下面就氣浮法而言，來具體探討其含油廢水處理工藝。

2.1 氣浮法概述 

氣浮法是使大量微細氣泡吸附在欲去除的顆粒(油珠)上，利用氣體本身的浮力將污染物帶出水面，從而達到分離目的的方法。這是因為空氣微泡由非極性分子組成，能與疏水性的油結合在一起，帶著油滴一起上升，上浮速度可提高近千倍，所以油水分離效率很高。氣浮法按氣泡產生方式的不同，可分為鼓氣氣浮、加壓氣浮和電解氣浮等。鼓氣氣浮是利用鼓風機、空氣壓縮機等將空氣注入水中，也可利用水泵吸水管、水射器將空氣帶入水中。電解氣浮是用電解槽將水電解，利用電解形成的極微的氫氣和氧氣泡，將污染物帶出水面。加壓氣浮是在加壓條件下使空氣溶于水中，然后再恢復到常壓，利用釋放的大量微氣泡將污染物分離。

    其原理為水中油珠和懸浮顆粒的上升斯托克斯定律：

u—油珠或懸浮顆粒的上升速度(cm/s)；

g—重力加速度(cm/s2)；

d—油珠或固體顆粒的有效直徑(cm)；

ρw—水的密度(g/cm3)；

ρ0—油珠或懸浮顆粒的密度(g/cm3)；

μ—水的粘滯系數(Pa/s)。

2.2 加壓溶氣氣浮除油工藝

 加壓溶氣法是將污水(或清水)和壓縮空氣導入溶氣罐，在壓力為196-392kPa的條件下，使空氣溶解于水變成溶氣水，并達到飽和狀態。然后將溶氣水減壓引至氣浮池，在常壓下，溶解的空氣便從水中逸出，形成水-氣-粒三相混合體系，細小氣泡的直徑為10-100μm。微小氣泡成為載體，氣泡從水中析出粘附水中的污染物質形成氣-粒浮選體浮出水面成為浮渣，浮渣由刮沫機刮去，則系統水被凈化排出。由于空氣的密度僅為水的密度的1/755，粘附了一定數量污染雜質的氣泡體系整體密度遠比水的密度小，則體系的上浮速度也就增大，即帶氣絮粒上浮的原理。其工藝流程一般為圖一所示：

圖一 部分污水加壓流程示意圖

 藥劑池中，此類藥劑比較繁多，鑒于氣浮工藝要求特點，常用藥劑有堿式氯化鋁、無鋁混凝劑、鐵鹽以及有機高分子凝聚劑(季胺化聚丙烯酰胺和聚乙烯亞胺等)。該流程只將需要處理的一部分污水加壓溶氣，然后同未加壓的污水在氣浮池混合，產生的氣泡分離全部污水中的污染物質。用于加壓溶氣的水量通常只占總水量的30-50%，這樣，在與部分回流水加壓電耗相同的情況下，溶氣壓力可大大提高。因而，形成的氣泡分散度更高、更均勻。

 與全流加壓式溶氣氣浮法類似，比較適合處理含油量低的油田污水，但比全部污水加壓節約能耗50%左右，且污水系統不憋壓、不阻流、設備運行平穩；因釋放器內部為清水，釋放器的堵塞現象得到根除；部分回流還能使混凝劑得到充分利用，減少20%-30%投藥量，并使絮凝體不遭破壞。當處理的污水中乳化油含量高時，可以考慮該流程，如圖二所示。在這種系統中，用于加壓回流的水量通常只是處理水量的30%-40%，這樣可以減少電耗，使水中的微細氣泡得到充分利用；同時，控制比較靈活，可以視水質情況來調節運行工況。一般認為這種流程效果較好，不會打碎絮凝體，出水水質較好，加壓泵及溶氣罐容量和能耗也較小，但氣浮池的體積增大。目前，國內較多采用這種流程。

2.3 加壓溶氣氣浮除油特點

2.3.1 優勢

 總的來講，工程上常采用部分污水加壓溶氣法，這種方法省電、設備容積小、混凝劑耗量少、運行方便、不堵塞，種方法的處理效率可達90%以上。在加壓情況下，空氣的溶解量增加，供氣浮用的氣泡數量能得到很大程度的滿足，從而確保了氣浮凈水的效果。溶入的氣體經驟然減壓釋放，產生的氣泡不僅尺寸微細、均勻，而且上浮穩定，對液體擾動小，因此，能適用于疏松絮粒、細小顆粒的固液分離。工藝設備比較簡單、管理、維修也方便。因此，加壓溶氣氣浮法的應用范圍較廣，采用的單位最多，且大、中、小規模給水與廢水處理均能適應。因此，對其基本原理及技術性能的研究也較深入和有系統性。

2.3.2 問題

 但氣浮技術也還有不完善待改進的地方，如釋放器堵塞問題。盡管現有的釋放器設計了許多防堵措施，但仍不理想，還不時會出現堵塞。又如刮渣機的設計不能很好的解決浮渣上升堆積的問題。

3 結語

 氣浮涉及氣、液、固三相體系運動的物理化學過程，應充分應用膠體表面化學和使用現代先進實驗儀器分析研究氣浮過程的熱力學、動力學及相關機理。對氣浮理論、機理和數學模型還應進行深入研究。應用方面，針對不同的氣浮劑、氣浮絮凝工藝參數、氣泡絮體共凝聚進行給水、廢水和城市生活污水以及污泥的處理，是氣浮進一步研究的方向。

  使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環保網”

相關文章