含油废水处理技术现状及发展趋势

解宏端+刑文东+杨雨桐+王玲

摘 要：概括了含油废水处理研究的现状，以及含油废水处理的意义。介绍了含油废水的分类，论述了现阶段处理含油废水主要技术手段，同时介绍了近几年来处理含油废水出现的新的技术，如固定化微生物技术，生物非接触氧化工艺，活性炭纤维吸附电解法等。最后展望了含油废水处理相关发展趋势及研究方向，为含油废水提供一定的数据参考。

关键词：含油废水 处理技术 创新 发展趋势

中图分类号：X741 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）06（c）-0137-03

目前国内含油工业废水处理方法主要采取“老三套”的处理工艺，即隔油池—混凝气浮—好氧生物，是一种常见的处理废水方式。经济的飞速发展，带来的是石油开采、加工以及机械加工产生的大量含油废水，这为工业生产带来许多阻碍。并且含油废水对环境造成很大的危害，严重威胁到动植物甚至人类的生命健康。含油废水不仅仅对动植物和环境造成严重的危害，人类的生命健康也受到巨大的威胁。含油废水具有水量大、水质复杂，难以生物降解等特性，进入自然环境对植物、土壤、水体等造成很严重的污染，被广泛的认为是一种难处理的工业废水。目前，水面漂浮的相当于隔离膜的油类物质，隔断了氧气在水中的溶解，导致大量水生动植物因窒息而死亡，也使水生生物难以进行光合作用，从而影响水体生态平衡以及水体的自身净作用，使水质恶化，危害生态环境。与此同时有毒有害物质被鱼、贝摄取，将会通过食物链危害人体健康。

此外在我国环境保护政策严格实施的大背景下，对于水资源的开发利用具有一定的战略意义以及价值，工业产生的含油废水是对水资源的一种浪费，处理好含油废水，不仅使水资源得到有效利用，同时减少了污水的排放，对生态环境的保护也具有一定的意义。

含油废水的来源、成分以及其存在形式，是影响其处理难易程度的主要因素。对于其处理方法，大致分为四类：一是以离心分离法、粗粒化法、膜分离法为主的物理方法；二是以化学氧化法、光化法为主的化学方法；三是以浮选法、吸附法、磁吸附分离法为代表的物理化学法；四是以活性污泥法、生物膜法为首的生物化学法。目前，通过对含油废水处理的全方位研究，人们获得了许多行之有效的方法，并运用到实际生产生活中，并且在不断的开发创新。

1 含油废水的分类

以油粒直径大小为依据，含油废水油类可分为4类，即浮油、分散油、乳化油和溶解油。浮油，直径最大，一般都大于100 mm，并且形成成片地油层，可以形象地称之为油脂膜，占总油量的比重较大（一般是60%～80%），面积也较大，所以，可以利用油水密度差和隔油池来分离；分散油，油粒直径一般结余10～100 mm之间，以微小油滴形式悬浮于水中，因为其性质不稳定，通常静置一段时间后会转化成浮油，特定环境下，还可以转化成溶解油；乳化油，油粒直径小于10 mm，性质稳定，较难分离；溶解油，其粒径一般小于0.1 mm[1-2]，以分子形式存在，状态稳定。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，油滴之间存在的相互排斥作用，使其长期保持稳定状态，因此除去含油废水中的乳化油是处理技术中的难点与重点。

2 主要处理方法

2.1 重力及机械分离法

这种方法多用于对含油废水的初期处理，其原理是在重力场中，油与水存在密度差，采用特定的机械设施可以使其分离。而油粒大小、油水密度差、流动状及流体的粘度又决定了油水分离的速度。它们之间的关系可用Stockes和Newton等定律来描述[3]。现阶段我国所采用的机械设施技术与国外相比还有较大差距，应向着集成化体积小、效率高的方向发展[4]。

2.2 气浮法

气浮法是以气泡粘附水中的悬浮物，使其悬浮于水面，达到分离的目的。这种方法可以实现水中固体与固体，液体与液体以及溶质中离子等多种状态的物质分离。由于其具有的高效快速的特点，气浮法是目前国内外含油废水处理中使用最广泛的一种水处理技术[5]。气浮法按气泡产生的方式不同，可分为鼓气气浮、加压气浮和电解气浮等。目前阶段，对于气浮装置的改进和溶气系统的优化，是气浮法研究的主要方向。关于气浮装置的改进，陆斌采用两级混凝气浮-生物接触氧化工艺处理含油乳化液废水，提高了COD和油的去除率[6]。而对溶气系统的优化，王振欧采用喷射溶气回流浮选工艺处理含油废水，据其研究结果表明运用此种方法效率大大提高并且效果明显[7]。

2.3 絮凝法

絮凝过程是处理乳化含油废水的重要组成部分，通常通过使用絮凝剂的方式使其絮凝。此法作用原理是通过乳化油分散的微粒絮凝而达到油水分离。这种方法的研究方向是开发新型的絮凝剂。在此杨永哲等的实验是最成功的，他们改进了型复合碱式氯化铝在处理含油废水中的应用，结果表明，絮凝剂使用量及产生的杂质大大减少，整个过程所用费用较低[8]。虽然当前有机高分子絮凝剂的研究发展很快，但用于处理分散油及乳化油并非易事，现以用作其他方法的辅助剂[9]。

2.4 吸附法

因其技术的突飞猛进，吸附技术在含油废水处理方面也占有一席之位。吸附法的工作原理是加大吸附剂的表面积，使溶解油和其他溶解的有机物吸附在其表面，从而达到油水分离的目的。吸附剂一般分为炭质吸附剂、无机吸附剂和有机吸附剂。

虽然活性炭使用范围最广，吸附能力强，但其成本过高，吸附能力有限，就使得它在使用中受到很大的限制[10]。吸附法在处理含油废水方面的出路是寻求合适的吸附剂。目前在高效、经济的吸油剂的开发与应用方面，主要集中于两个方面，一是开发出新的填充剂，使吸附剂的填充容量增加，吸附能力增强。二是开发新的亲水性吸油材料，增强吸附能力[11]。

2.5 生化法

生化法是利用微生物生化作用去除有机物，可分为好氧处理和厌氧处理，有活性污泥、生物膜和氧化塘等不同的处理形式。虽然生化法本身具有的优势使其在国内外得到广泛应用，但是它也存在着一些缺点，如水质变化和冲击负荷较低、容易产生污泥膨胀，且废水中含油物质的种类和含量变化本身对生化处理的效果也有极大影响。曾科、万红友在研究中发现：随油脂浓度的增加，油脂富集，污泥上浮严重，流失率增加。针对含油废水，进行选取优势的菌种，提高处理效率，对传统的活性污泥法进行革新在原来基础使效果更加明显[15]。

3 含油废水处理新技术

近几年来，人们对含油废水处理技术不断地进行深入研究，出现了许多新的研究方向及技术手段。如马帅的生物接触氧化工艺[16]，采用优势单菌株挂膜法处理江苏油田采油废水，结果表明，采用此种方法不仅实际可行，而且处理效果明显，优点卓越。此外更有系统运行稳定，出水水质良好的优点。田婷的三相内循环生物流化床处理含油废水的研究中，三相内循环生物流化床技术[17]，是将化工流体设备与废水处理生物膜法有效结合的一种新型废水处理技术，因具有容积负荷高、传质速度快、抗冲击能力强、占地面积小、运行稳定等优点，近年来备受专家学者关注。此外还有傅宝林研究活性炭纤维吸附电解法处理含油废水[18]，这是一种处理有毒难生物降解污染物的新型有效技术，在通常情况下不仅能够吸附水中溶解油，而且还能通过电化学反应使难以降解的有机物转化为可降解的有机物，大大提高了处理有机物的效率。同时电化学法可使活性碳纤维再生。谷妮娜采用固定化微生物技术处理含油废水[19]，将微生物通过一些技术手段（例如载体材料合理控制水利条件等）使微生物按照所希望方式生长，此方法作为新型污水生物处理技术已经在处理各种含难降解有机物废水中得到应用，例如石油的脂肪烃、芳香烃等复杂的有机物用此类方法也可以得到降解。鉴于微生物降解有机污染物在本质上的一致性，把这种方法推广到处理含油废水领域上是可行的。同时具有一定的研究意义及前景。

4 发展趋势及展望

今后含油废水的发展趋势主要是采用物理化学法，以及电磁法等新型技术。不仅要考虑处理效率和效果的优异，在国内环保政策强化执行的形势下，还要考虑对资源环境的影响，考虑对对生态环境的保护，对人们生产生活的影响。含油废水处理技术应面向多元化，集成化的方向进展，提升技术，具有相当的空间。同时，回收处理后的废油并加以利用，也是今后研究的趋势，运用这样的手段，不仅使废水得到处理，而且使废弃物得到再次利用，符合当前的形式和国情，可谓一举两得。基于这样的形式和情况，含油废水处理技术的发展趋势应主要概括在以下方面。

（1）开发新型处理方法和系统，解决现有技术和工艺局限的困局，多种方式有机结合，发挥各自的优点避免了单一方法的局限，最大限度的发挥处理能力，达到高效的目的。

（2）在含油废水性质、无机盐、氯离子等性质的深入研究，明确各种性质之间的关系及相互影响关系，明确处理含油废水机制，降低处理成本，提高处理效率。

（3）重视清洁生产，首尾并重，减少源头污染，减轻末端处理压力。同时，含油废水处理后的回收利用也是今后研究的主要方向与趋势。

5 结语

现阶段含油废水处理的方法虽然很多，但无论哪种技术都具有其局限性。目前方法还很难满足生产需求，不断完善现有的常规方法，并尽快推广到工业生产中势在必行。目前面对国内工业生产形式影响，含油废水技术应向着多元化集成化的方式进行，多种技术手段相互结合，最大限度上发挥各种技术的优势，以提高处理效率。同时面对如今对生态环境的较高要求还应不断向着绿色环保的方向研究，以符合当前国家可持续发展战略。

参考文献

[1] 朱亦仁.环境污染治理技术[M].北京：北京国际科学出版社，1996：50-51.

[2] 桑义敏，李发生，何绪文，等.含油废水性质及其处理技术[J].化工环保，2004，（S1）：94-97.

[3] 谈红.重量法测定含动、植物油和矿物油废水应注意的问题[J].新疆环境保护，2002，24（2）：40-42.

[4] 杨轶殉，蒋翼.含油废水处理技术的研究进展[J].化学工业与工程技术，2007，28（5）：29-32.

[5] 李波.含油污水处理技术[J].辽宁化工，2007，36（1）：56-59.

[6] 侯士兵，玄雪梅.含油废水处理技术的研究与应用现状[J].上海化工，2003，28（9）：11-14.

[7] 魏在山，徐晓军，宁平，等.气浮法处理废水的研究及其进展[J].安全与环境学报，2001，1（4）：14-18.

[8] 陆斌.一种含油乳化液废水处理技术的工程应用[J].环境工程，2001，19（3）：12-13.

[9] 王振欧.喷射溶气回流浮选工艺处理含油废水[J].化工环保，1997，17（1）：19-22.

[10] 杨永哲，王志盈，王晓昌.改进型复合碱式氯化铝在处理含油废水中的应用[J].给水排水，2001，27（12）：76-78.

[11] 张鸿郭，周少奇，杨志泉，等.含油废水处理研究[J].环境技术，2004，22（1）：18-22.

[12] 陈国华.环境污染治理方法原理与工艺[M].北京：化学工业出版社，2003.

[13] 吴敦虎.硼泥处理含油废水[J].水处理技术，1996，2（2）：113-118.

[14] 谌世英.粉煤灰改性在含油废水处理中的应用[J].粉煤灰综合利用，2008（2）：50-52.

[15] 曾科，万红友，孟凡超，等.含油废水厌氧处理中油的影响及其消退[J].环境科学与技术，2007（4）：91-92，95，120.

[16] 谢磊，胡勇有，仲海涛.含油废水处理技术进展[D].工业水处理，2003，23（7）：4-7.

[17] 田婷.三相内循环生物流化床处理含油废水的研究[D].中国海洋大学，2013.

[18] 傅宝林.活性炭纤维吸附电解法处理含油废水及其应用[D].广东工业大学，2013.

[19] 谷妮娜.固定化微生物技术处理含油废水的研究[D].东北大学，2006.