含油污水的產(chǎn)量大，涉及的范圍廣，例如石油開采、石油煉制、石油化工、油品貯運(yùn)、油輪事故、輪船航運(yùn)、車輛清洗、機(jī)械制造、食品加工等過程中均會(huì)產(chǎn)生含油污水。油污染作為一種常見的污染，對(duì)環(huán)境保護(hù)和生態(tài)平衡危害極大。當(dāng)今油水分離技術(shù)較多，常用的方法有重力分離法、空氣浮選法、粗粒化法、過濾法、吸附法、超聲波法等技術(shù)。
油類物質(zhì)在廢水中通常以三種狀態(tài)存在
(1)浮上油，油滴粒徑大于100μm，易于從廢水中分離出來。油品在廢水中分散的顆粒較大，粒徑大于100微米，易于從廢水中分離出來。在石油污水中，這種油占水中總含油量60～80％。
(2)分散油，油滴粒徑介于10一100μm之間，懇浮于水中。
(3)乳化油，油滴粒徑小于10μm，油品在廢水中分散的粒徑很小，呈乳化狀態(tài)，不易從廢水中分離出來。
含油廢水中所含的油類物質(zhì)，包括天然石油、石油產(chǎn)品、焦油及其分餾物，以及食用動(dòng)植物油和脂肪類。從對(duì)水體的污染來說，主要是石油和焦油。不同工業(yè)部門排出的廢水所含油類物質(zhì)的濃度差異很大。如煉油過程中產(chǎn)生的廢水，含油量約為150～1000毫克/升，焦化廠廢水中焦油含量約為500～800毫克/升，煤氣發(fā)生站排出的廢水中的焦油含量可達(dá)2000～3000毫克/升。
由于不同工業(yè)部門排出的廢水中含油濃度差異很大，如煉油過程中產(chǎn)生廢水，含油量約為150一1000mg/L，焦化廢水中焦油含量約為500一800mg/L，煤氣發(fā)生站排出廢水中的焦油含量可達(dá)2000一3000mg/L。因此，含油廢水的治理應(yīng)首先利用隔油池，回收浮油或重油，處理效率為60％一80％，出水中含油量約為100一200mg/L；廢水中的乳化油和分散油較難處理，故應(yīng)防止或減輕乳化現(xiàn)象。方法之一，是在生產(chǎn)過程中注意減輕廢水中油的乳化；其二，是在處理過程中，盡量減少用泵提升廢水的次數(shù)、以免增加乳化程度。處理方法通常采用氣浮法和破乳法。
含油廢水如果不加以回收處理，會(huì)造成浪費(fèi)；排入河流、湖泊或海灣，會(huì)污染水體，影響水生生物生存；用于農(nóng)業(yè)灌溉，則會(huì)堵塞土壤空隙，妨礙農(nóng)作物生長。
含油廢水的處理應(yīng)首先考慮回收油類物質(zhì)，并充分利用經(jīng)過處理的水資源。因此，含油廢水的處理可首先利用隔油池，回收浮油或重油。隔油池適用于分離廢水中顆粒較大的油品，處理效率為60～80％，出水中含油量約為100～200毫克/升。廢水中的細(xì)小油珠和乳化油則很難去除。
一、含油廢水處理方法
1、重力分離法重力分離法是典型的初級(jí)處理方法，是利用油和水的密度差及油和水的不相溶性，在靜止或流動(dòng)狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)油珠、懸浮物與水分離。分散在水中的油珠在浮力作用下緩慢上浮、分層，油珠上浮速度取決于油珠顆粒的大小，油與水的密度差，流動(dòng)狀態(tài)及流體的粘度。它們之間的關(guān)系可用Stokes和Newton等定律來描述。
（1）橫向流除油器橫向流含油污水除油設(shè)備是在斜板除油器的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，它由含油污水的聚結(jié)區(qū)和分離區(qū)兩部分組成。含油污水首先經(jīng)過交叉板型的聚結(jié)器，使小分散油珠聚并成大油珠，小顆粒固體物質(zhì)絮凝成大顆粒，然后聚結(jié)長大的油珠和固體物質(zhì)通過具有獨(dú)特通道的橫向流分離板區(qū)，而從水中分離出來。在進(jìn)行油水、固體物質(zhì)分離的同時(shí)，還可以進(jìn)行氣體(天然氣)的分離。 （2）波紋板聚結(jié)油水分離器波紋板除油原理主要是利用油、水的密度差，使油珠浮集在板的波峰處而分離去除，其關(guān)鍵是在于借助哈真淺池沉淀原理，制成波紋板變間距變水流流線，過水?dāng)嗝媸亲兓模鞒蕯U(kuò)散、收縮狀態(tài)交替流動(dòng)，產(chǎn)生了脈動(dòng)(正弦)水流，使油珠之間增加了碰撞機(jī)率，促使小油珠變大，加快油珠的上浮速度，達(dá)到油水分離的目的。
（3）聚集型油水分離器奧地利費(fèi)雷公司在世界上率先開發(fā)了CPS一體化波紋板式重力加速聚集型油水分離器。該波形板是費(fèi)雷公司的專利產(chǎn)品，以聚丙烯為基礎(chǔ)材料，內(nèi)含多種添加劑，使其具有親油而不粘油、抗老化是特點(diǎn)。波紋板一塊一塊地疊加起來的，間距一般為6mm(當(dāng)水中懸浮物含量較高時(shí)，可采用間距12mm的設(shè)計(jì))。
（4）高效仰角式游離水分離器將臥式和立式游離水分離器相結(jié)合，采用仰角設(shè)計(jì)，克服了立式容器內(nèi)油水界面覆蓋面積小和臥式容器油水界面與水出口距離短，分離時(shí)間不充分的缺點(diǎn)。來液進(jìn)口位于管式容器的上行端，水中油珠能聚結(jié)并爬高上行至頂端油出口，而水下沉至底端水出口排出。該設(shè)備仰角小于12°，長18.3m，直徑為1372mm和914mm兩種規(guī)格。
2、過濾法過濾法是將廢水通過設(shè)有孔眼的裝置或通過由某種顆粒介質(zhì)組成的濾層，利用其截留、篩分、慣性碰撞等作用使廢水中的懸浮物和油分等有害物質(zhì)得以去除。常用的過濾方法有3種:分層過濾、隔膜過濾和纖維介質(zhì)過濾。膜過濾法又稱為膜分離法，是利用微孔膜將油珠和表面活性劑截留，主要用于除去乳化油和某些溶解油。濾膜包括超濾膜、反滲透膜和混合濾膜等。膜材料包括有機(jī)膜和無機(jī)膜兩種，常見的有機(jī)膜有醋酸纖維膜、聚砜膜、聚丙烯膜等，常用的無機(jī)膜有陶瓷膜、氧化鋁、氧化鈷、氧化鈦等。乳化油處于穩(wěn)定狀態(tài)，用物理方法或者化學(xué)方法很難將其分離。隨著膜科學(xué)的飛速發(fā)展，膜過程處理乳化油污水已逐步被人們接受并在工業(yè)中應(yīng)用。
3、離心分離法離心分離法是使裝有含油廢水的容器高速旋轉(zhuǎn)，形成離心力場(chǎng)，因固體顆粒、油珠與廢水的密度不同，受到的離心力也不同，達(dá)到從廢水中去除固體顆粒、油珠的方法。常用的設(shè)備是水力旋流分離器。旋流分離器在液固分離方面的應(yīng)用始于19世紀(jì)40年代，現(xiàn)在較為成熟，但在油/水分離領(lǐng)域的研究要晚得多。雖然液固分離與液液分離的基本原理相同，但二者設(shè)備的幾何結(jié)構(gòu)卻差別較大。脫油型旋流分離器起源于英國。從20世紀(jì)60年代末開始，由英國南安普頓大學(xué)MartinThew教授領(lǐng)導(dǎo)的多相流與機(jī)械分離研究室開始水中除油旋流分離器的研究，發(fā)明了雙錐雙入口型液-液旋流分離器。在試驗(yàn)過程中取得滿意效果。隨后，YoungGAB等人設(shè)計(jì)出的與雙錐型旋流器具有相同分離性能但處理量要高出1倍的單錐型旋流分離器。經(jīng)過幾何優(yōu)化設(shè)計(jì)，Conoco公司提出了K型旋流分離器，對(duì)于直徑小于10μm的油滴分離性能提高更加明顯。由于旋流分離器具有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，旋流脫油技術(shù)在發(fā)達(dá)國家含油廢水處理特別是在海上石油開采平臺(tái)上已成為不可替代的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備。
4、浮選法浮選法，又稱氣浮法，是國內(nèi)外正在深入研究與不斷推廣的一種水處理技術(shù)。該法是在水中通入空氣或其他氣體產(chǎn)生微細(xì)氣泡，使水中的一些細(xì)小懸浮油珠及固體顆粒附著在氣泡上，隨氣泡一起上浮到水面形成浮渣(含油泡沫層)，然后使用適當(dāng)?shù)钠灿推鲗⒂推踩ァＴ摲ㄖ饕糜谔幚砀粲统靥幚砗髿埩粲谒辛＝?jīng)為10~60μm的分散油、乳化油及細(xì)小的懸浮固體物，出水的含油質(zhì)量濃度可降至20~30mg/L。根據(jù)產(chǎn)生氣泡的方式不同，氣浮法又分為加壓氣浮、鼓氣氣浮、電解氣浮等，其中應(yīng)用最多的是加壓溶氣氣浮法。
5、生物氧化法生物氧化法是利用微生物的生物化學(xué)作用使廢水得到凈化的一種方法。油類是一種烴類有機(jī)物，可以利用微生物的新陳代謝等生命活動(dòng)將其分解為二氧化碳和水。含油廢水中的有機(jī)物多以溶解態(tài)和乳化態(tài)存在，BOD5較高，利于生物的氧化作用。對(duì)于含油質(zhì)量濃度在30~50mg/L以下、同時(shí)還含有其他可生物降解的有害物質(zhì)的廢水，常用生化法處理，主要用于去除廢水中的溶解油。含油廢水常見的生化處理法有活性污泥法、生物過濾法、生物轉(zhuǎn)盤法等。活性污泥法處理效果好，主要用于處理要求高而水質(zhì)穩(wěn)定的廢水。生物膜法與活性污泥法相比，生物膜附著于填料載體表面，使繁殖速度慢的微生物也能存在，從而構(gòu)成了穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)。但是，由于附著在載體表面的微生物量較難控制，因而在運(yùn)轉(zhuǎn)操作上靈活性差，而且容積負(fù)荷有限。
6、化學(xué)法
水處理產(chǎn)品展示化學(xué)法又稱藥劑法，是投加藥劑由化學(xué)作用將廢水中的污染物成分轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)，使廢水得到凈化的一種方法。常用的化學(xué)方法有中和、沉淀、混凝、氧化還原等。對(duì)含油廢水主要用混凝法。混凝法是向含油廢水中加入一定比例的絮凝劑，在水中水解后形成帶正電荷的膠團(tuán)與帶負(fù)電荷的乳化油產(chǎn)生電中和，油粒聚集，粒徑變大，同時(shí)生成絮狀物吸附細(xì)小油滴，然后通過沉降或氣浮的方法實(shí)現(xiàn)油水分離。常見的絮凝劑有聚合氯化鋁(PAC)、三氯化鐵、硫酸鋁、硫酸亞鐵等無機(jī)絮凝劑和聚丙烯酰胺(PAM)等有機(jī)高分子絮凝劑，不同的絮凝劑的投加量和pH值適用范圍不同。此法適合于靠重力沉降不能分離的乳化狀態(tài)的油滴和其他細(xì)小懸浮物。
7、吸附法吸附法是利用親油性材料，吸附廢水中的溶解油及其他溶解性有機(jī)物。最常用的吸油材料是活性炭，可吸附廢水中的分散油、乳化油和溶解油。由于活性炭的吸附容量有限(對(duì)油一般為30~80mg/g)，成本高，再生困難，一般只用作含油廢水多級(jí)處理的最后一級(jí)處理，出水含油質(zhì)量濃度可降至0.1~0.2mg/L。1976年湖南長嶺煉油廠在廢水處理中就采用了活性碳吸附進(jìn)行深度處理。國內(nèi)外對(duì)于新型吸附劑的研制也取得了一些有益的成果。研究發(fā)現(xiàn)，片狀石墨能吸附由海上油輪漏油事件釋放的重油并易于與水分離。吸附樹脂是近年來發(fā)展起來的一種新型有機(jī)吸附材料，吸附性能好，再生容易，有逐步取代活性炭的趨勢(shì)，有越來越多的業(yè)內(nèi)人士研究高效吸油樹脂的合成與應(yīng)用。有研究表明，采用丙綸吸油材料從含油工業(yè)廢水中吸附分離和回收油類物質(zhì)，可根據(jù)廢水的初始狀況、最終要求、水流流量等因素，選用合適的凈化方法。此外，煤灰、改性膨潤土、磺化煤、碎焦碳、有機(jī)纖維、吸油氈、陶粒、石英砂、木屑、稻草等也可用作吸油材料。吸油材料吸油飽和后，根據(jù)具體情況，再生重復(fù)使用或直接用作燃料。
8、粗粒化法粗粒化法是利用油、水兩相對(duì)聚結(jié)材料親和力相差懸殊的特性，油粒被材料捕獲而滯留于材料表面和孔隙內(nèi)形成油膜，油膜增大到一定厚度時(shí)時(shí)，在水力和浮力等作用下油膜脫落合并聚結(jié)成較大的油粒。由斯托克斯公式可知，油粒在水中的浮升速度與油粒直徑的平方成正比。聚結(jié)后粒經(jīng)較大的油珠則易于從水中被分離。經(jīng)過粗粒化的廢水，其含油量及污油性質(zhì)并無變化，只是更容易用重力分離法將油除去。
（1）新型高效除油器旋流除油、粗粒化除油及斜板除油技術(shù)，是當(dāng)今普遍認(rèn)為高效的除油技術(shù)。高效除油器是將上述多種高效除油技術(shù)于一體的高效合一除油器，其總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成臥式，由旋流(渦流段)粗粒化段及斜板除油段組成。它不僅可提高除油效率，且方便操作、減少占地。根據(jù)江漢油田采出水特性，采用兩段粗粒化及兩段斜板除油，在進(jìn)口ρ(油)≤1000mg/L時(shí)，出口達(dá)到后續(xù)處理設(shè)備(過濾器)的進(jìn)口要求ρ(油)≤30mg/L。
（2）EPS油水分離技術(shù)EPS油水分離器是一種高效、先進(jìn)的油水分離裝置。它融合了當(dāng)今先進(jìn)的板式除油和粗粒化聚結(jié)技術(shù)，集污水的預(yù)處理、油水分離以及二次沉淀和油的回收于一體;具有安裝運(yùn)行費(fèi)用省、油水分離效果好，操作維護(hù)容易等特點(diǎn)，是立式除油罐、斜板除油裝置(如美國石油協(xié)會(huì)的除油裝置(API)、波紋板斜板除油裝置(CPI)、平行斜板除油裝置(PPI)等的更新替代產(chǎn)品。EPS油水分離器目前已在韓國、美國、波蘭、印度、泰國、中國等國家有了實(shí)際的應(yīng)用，污水處理效果普遍良好。
9、聲波、微波和超聲波脫水技術(shù)聲波可加速水珠聚結(jié)，提高原油脫水效率;超聲波可降低能耗和減少破乳劑用量;而微波在降低乳狀液穩(wěn)定性的同時(shí)，還可加熱乳狀液，進(jìn)一步促進(jìn)水滴的聚結(jié)，在解決我國東部老油田因三采等引起的原油性質(zhì)復(fù)雜的深度脫水問題方面具有很好的應(yīng)用前景。微波是指頻率為300MHz~300GHz的電磁波。微波水處理技術(shù)是把微波場(chǎng)對(duì)單相流和多相流物化反應(yīng)的強(qiáng)烈催化作用、穿透作用、選擇性供能及其殺滅微生物的功能用于水處理的一項(xiàng)新型技術(shù)。超聲波是一種高頻機(jī)械波，其頻率一般2×104~5×108Hz之間，具有能量集中、穿透力強(qiáng)等特點(diǎn)。超聲波在水中可以發(fā)生凝聚效應(yīng)、空穴或空化效應(yīng)。當(dāng)超聲波通過含有污水的溶液時(shí)，造成微小油滴與水一起振動(dòng)。但由于大小不同的粒子具有不同的相對(duì)振動(dòng)速度、油滴將會(huì)相互碰撞、粘合，使油滴的體積增大。隨后，由于粒子已變大、不能隨聲波振動(dòng)了，只作無規(guī)則運(yùn)動(dòng)。最后水中小油滴凝聚并上浮，油水分離效果良好。超聲處理乳化油污水時(shí)，必須以先通過實(shí)驗(yàn)，以確定最佳的聲波頻率，否則可能出現(xiàn)超聲粉碎效應(yīng)，影響處理效果。目前，國內(nèi)外學(xué)者利用超聲波技術(shù)降解水中的污染物已多達(dá)幾十種，但所研究的對(duì)象多為單組分模擬體系，而實(shí)際污水中常含有多種污染物，因此超聲波技術(shù)在實(shí)際污水處理中的適用性如何還有待進(jìn)一步的研究。此外，目前有關(guān)利用超聲波技術(shù)降解水中污染物的研究大多屬于實(shí)驗(yàn)室階段，且由于聲化學(xué)反應(yīng)過程的降解機(jī)理、反應(yīng)動(dòng)力學(xué)及反應(yīng)器的設(shè)計(jì)放大等方面的研究開展得很不充分，目前還難以實(shí)現(xiàn)工程化。
10、超聲/電化學(xué)聯(lián)用技術(shù)利用超聲的空化效應(yīng)，可在電化學(xué)反應(yīng)中使電極不形成覆蓋層，避免電極活性下降;超聲空化效應(yīng)還有利于協(xié)同電催化過程產(chǎn)生OH，而使污水中的污染物的分解加速;超聲還可使有機(jī)物在水溶液中充分分散，從而大幅度提高反應(yīng)器的處理能力。在電解氧化處理含酚廢水時(shí)發(fā)現(xiàn)，無超聲存在時(shí)，只有50%的分解率，若使用25kHz、104W/m2的超聲波處理時(shí)，酚的分解率會(huì)提高到80%。利用超聲、電化學(xué)聯(lián)用技術(shù)對(duì)印染廢水的處理表明，在超聲波和電場(chǎng)的協(xié)同作用下，廢水的脫色率大大高于單獨(dú)使用超聲波時(shí)的脫色率。
二、含油廢水處理工藝對(duì)含油廢水的處理，主要依據(jù)各種處理方法原理及優(yōu)缺點(diǎn)，針對(duì)所處理的工業(yè)廢水水質(zhì)情況采取不同的處理工藝。
1、煉油廢水煉油廠和石油化工廠的廢水中都含有相當(dāng)量的油污，主要有油脂、皂腳、油腳等有機(jī)物以及酸、堿、鹽和固體懸浮物。經(jīng)隔油處理后，含油量仍有100～200mg/L，基本上以乳化油、分散油和溶解油的形式存在，也有懸浮性固體(SS)、溶解性的有機(jī)物質(zhì)，硫化物和NH3-N等。國內(nèi)多采用隔油-混凝氣浮-生化“老三套”處理工藝，該工藝技術(shù)成熟、適應(yīng)性強(qiáng)且穩(wěn)定可靠，但占地面積大，投資費(fèi)用高，難為中、小企業(yè)所接受。隨著生產(chǎn)工藝的發(fā)展和出水水質(zhì)要求的提高，“老三套”處理工藝急需改進(jìn)。通常的改進(jìn)是在原有工藝的基礎(chǔ)上增加深度處理裝置，如以活性炭或焦炭吸附作為出水的深度處理，出水水質(zhì)好，也有采用兩級(jí)氣浮的改進(jìn)工藝。如北方某中型煉油廠，生產(chǎn)汽油、煤油、柴油及瀝青，各工段所排廢水的性質(zhì)差異大，多為間歇排放，生產(chǎn)車間總排放口的廢水水質(zhì)與水量波動(dòng)很大。全廠生產(chǎn)區(qū)日排廢水量接近2000t，綜合生產(chǎn)廢水的pH值5～9，油類濃度300～500mg/L，COD濃度600～800mg/L，懸浮物濃度200mg/L左右。采用二級(jí)氣浮工藝處理后，出水pH值6.5～6.9，含油量5.0～8.0mg/L，COD濃度45～55mg/L，懸浮物濃度在33～38mg/L左右。
2、機(jī)車廢水鐵路機(jī)車車輛工廠、機(jī)務(wù)段、車輛段和洗灌站等都排放大量的含油廢水，成為鐵路治理的重點(diǎn)和難點(diǎn)。而公路運(yùn)輸業(yè)中主要是城市汽車的保養(yǎng)與修理過程中產(chǎn)生大量的含油廢水，對(duì)環(huán)境污染大。對(duì)機(jī)車廢水采用傳統(tǒng)的混凝-氣浮法，成本較高，混凝生成的絮體部分解體，隨水流出，使處理效果達(dá)不到排放標(biāo)準(zhǔn);電解-氣浮法，由于電解受許多因素的影響，而廢水的水量和濃度又經(jīng)常發(fā)生變化，常使電解量與廢水中的污染物量不匹配，使處理效果較差，達(dá)不到排放標(biāo)準(zhǔn)。目前普遍采用隔油-氣浮-澄清過濾工藝，或者調(diào)節(jié)沉淀-混凝沉淀-砂濾工藝。
3、冶金及機(jī)械加工制造業(yè)含油廢水主要包括各種金屬加工制造過程中所產(chǎn)生的含油廢水，含有大量懸浮物和油類，有時(shí)形成混合物，鋼廠的熱軋含油廢水便是其中非常重要的一類。國內(nèi)熱軋廠的濁環(huán)水處理流程由鐵皮坑、除油池、旋流沉淀池、二沉池、過濾器及冷卻塔(涼水池)等構(gòu)筑物搭配組合，因生產(chǎn)工藝的要求和回用水質(zhì)指標(biāo)的不同而不同。傳統(tǒng)常用的是三段式處理流程冷卻塔-熱軋車間-旋流沉淀池-平流沉淀池-壓力過濾器-冷卻塔和采用機(jī)械排油裝置，此種工藝不能去除乳化油，易造成過濾器內(nèi)濾料堵塞、板結(jié)，嚴(yán)重影響生產(chǎn)，目前對(duì)此種工藝的改造研究較多。
4、其他含油廢水餐飲行業(yè)的迅速發(fā)展使其排放的廢水量越來越大且含有較高濃度的動(dòng)植物油及固體懸浮物，成為一個(gè)重要的水污染源。一般采用化學(xué)破乳-重力分離法來處理此類含油廢水，常用的破乳劑有聚合硫酸鐵、腐植酸鈉和聚丙烯酰胺。玻璃廠油罐區(qū)和機(jī)修車間等會(huì)產(chǎn)生含油廢水，雖然水量不大，但污染極大。普遍采用隔油池-油水分離器-氣浮工藝去除此類廢水。涂料含油廢水主要來自涂料生產(chǎn)過程中的漂油車間，含乳化油、皂化物和油脂等，經(jīng)回收皂液后仍含大量乳化油。目前常采用隔油-絮凝氣浮-生化處理的工藝流程。
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