活性污泥法處理含油污水工藝設計

摘 要：含油廢水屬于較難處理的廢水，水質復雜且產生量大，國內外眾多學者都對此做了深入的研究，探索了一些處理方法。活性污泥法是生物處理中效率最高的處理方法，由于能確保良好的處理效果，是世界上廣泛普及的處理方法。希望通過本次設計，能夠得到處理含油廢水行之有效的活性污泥工藝，為解決含油廢水開拓新的研究課題。

1.含油廢水的定義

含油廢水是指：含有脂（脂肪酸、皂類、脂肪、蠟等）及各種油類（礦物油、動植物油）的廢水。含油廢水的特點是COD、BOD高，有一定的氣味和色度、易燃、易氧化分解，一般比水輕、難溶于水，含油廢水是一種量大面廣且危害嚴重的工業廢水。

2.含油廢水來源、危害及分類

含油廢水的來源很廣，如石油煉油廠廢水、鐵路機務段洗油罐廢水、拆船廠的油貨輪及油輪壓艙廢水、機械切削加工的乳化油廢水以及餐飲業、食品加工業、洗車業排放的含油廢水等。

一、處理方法

1.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而形成離心場，因油水兩相比重差的不同，油集中在中心部位，廢水則集中在靠外側的器壁上，最終達到油水分離的目的。水旋流分離技術的開發和應用始于20世紀80年代，首先在國外海上油田得到了推廣和應用，目前在世界各油田，如中東、非洲、西歐、美洲等地區的海上和陸地油田都有應用，是油水分離技術發展的標志。范永平等設計開發了BKD-1000新型三相離心機用于油田干化池含油廢水中油的回收，工業試驗結果取得了良好的效果。該法有體積小、質量輕、分離性能好、處理效率高、無易筍件、運行安全可靠等優點。缺點是高流速產生的紊流容易分散油剪碎，會對含油廢水造成二次乳化;運行時，進出口必須保持較大的壓差;對排液的控制要求和運行費用都較高。

2.粗粒化法

利用油水兩相對聚結材料親和力的不同來進行分離。含油廢水通過粗粒化材料時，其中細小的油滴聚結成較大的油粒，從而加大上浮速度，屬二級處理。粗粒化式是將材料填充于粗粒化裝置中，當廢水通過時可以去除其中的分散油，該技術關鍵是粗粒化材料，材料的形狀主要有纖維狀和顆粒。常用的親水性材料是在聚酰胺、聚乙烯醇、維尼綸等纖維引入酸基（磺酸基、磷酸基等）和鹽類，親油性材料主要有蠟狀球，聚烯系或聚苯乙烯系球體或發泡體，聚氨酯發泡體等，有學者認為其接觸角小于7為好。通過污水在粗粒化前后油珠粒徑分布的變化來判定除油效果及工藝可行性，主要評價指標為油的去除率及出水含油量。粗粒化法的原理是利用油水兩相對聚結材料親和力的不同來進行分離，將材料填充于粗粒化裝置中，當廢水通過時可以去除其中的分散油，此法的技術關鍵是粗粒化材料，一般認為親油耐油、水性能好的材料分離效果好。粗粒化法可以把5～10粒徑以上的油珠完全分離，分離最佳效果可達1～2。在分離過程中，水中細微的油粒附著在粗粒化材料表面，形成油膜，油膜增到一定厚度，在動力及水力的沖擊下，并拌之以風的攪動，比較大的油珠從粗粒化材料表面脫落下來，利用油水相對密度差，以重力分離法將油珠從水中分離出來，或用吸油機將油提取出來。黃盛蓉采用聚丙烯吸油氈作粗粒化層，用 PWT-4型油水分離裝置處理油庫含油污水，處理后出水油含量<10mg/L。粗粒化法除油的效果，與表面活性劑的存在和多少有關。微量活性劑的存在表明能抑制粗粒化床的效果，因而粗粒化法不適用于乳狀含油廢水的去除。粗粒化法無需外加化學試劑，無二次污染，設備占地面積小，基建費用較低。但用此法處理含油廢水要求進口濃度較低，因此進入設備前的含油廢水必須經預處理，否則出水油濃度較高（一般高于10mg/L），常需再進行深度處理。

3.過濾法

利用顆粒介質濾床的截留及慣性碰撞、篩分、表面黏附、聚并等機理，去除水中油份，一般用于二級處理或深度處理。常見的顆粒介質濾料有石英砂、無煙煤、玻璃纖維、高分子聚合物等。經過濾處理后，能使油含量小于質量份數。對某機車廠含油廢水先經隔油、混凝沉淀、再經過濾，出水各項指標均達排放標準，油去除率可達95%，完全可用于有關生產車間。過濾法設備簡單、操作方便，投資費用低。但隨運行時間的增加，壓力降逐漸增大，需經常進行反沖洗，以保證正常運行。

4.膜分離法

膜法是近20年來發展起來的一種新的分離技術，被稱為是“21世紀的水處理技術”，主要包括微濾、超濾、納濾和反滲透，均是利用液一液分散體系中的兩相與固體膜表面親和力的不同，達到分離目的。膜法主要用于截留廢水中的乳化油和溶解油。乳化油基于油滴尺寸被膜阻止，而溶解油的被阻止則是基于膜的溶質和分子問的相互作用，膜的親水性越強，阻止游離透過的能力越強，水通量越高。

5.浮選法

優浮選法又稱氣浮法，是國內外正在深入研究與不斷推廣的一種水處理技術。該法是將空氣或其他氣體以微小氣泡的形式注入水中，使氣泡與水中細小懸浮油珠及固體顆粒粘附，隨氣泡一起上浮至水面形成浮渣（含油泡沫層），然后將油撇去，對于去除乳化油有特殊功效。根據水中形成氣泡的方式和氣泡大小的差異，浮選法可分為溶氣浮選法、誘導浮選法、電解浮選法和化學浮選法。應用于含油廢水處理較多的是加壓溶氣浮選法、葉輪浮選法、射流浮選法、混凝沉淀一氣浮法等。影響浮選分離效率的主要因素有：污水流速、進氣速度、氣泡大小及分散程度等。加入浮選劑可使浮選法的效率大大提高。浮選劑一方面具有破乳和起泡的作用;另一方面還有吸附架橋的作用，可以使膠體顆粒聚集隨氣泡一起上浮。該法的點是效果好、工藝成熟;缺點是占地面積大、藥劑用量大、產生浮渣。

二、設計的目的和意義

通過本次設計，了解處理含油廢水的工藝方法，掌握活性污泥法處理含油廢水的工藝流程。通過對主要處理構筑物（中格柵、污泥提升泵房、細格柵、沉沙池、曝氣池、三溝式氧化溝、二沉池等）的設計計算，得到合適的構筑物尺寸。同時對各種建設費用如各構筑物基建費用、污水處理費用以及員工的福利待遇做初步概算。

含油廢水屬于較難處理的廢水，水質復雜且產生量大，國內外眾多學者都對此做了深入的研究，探索了一些處理方法。活性污泥法是生物處理中效率最高的處理方法，由于能確保良好的處理效果，是世界上廣泛普及的處理方法。希望通過本次設計，能夠得到處理含油廢水行之有效的活性污泥工藝，為解決含油廢水開拓新的研究課題。

作者簡介：

覃鉞迪，男，廣西融水人，研究方向：材料科學與工程專業，廣西融水污水處理廠。