含油廢水處理技術研究進展

收稿日期： 2022-11-30

作者簡介： 趙舒（1989-），男，遼寧省沈陽市人，工程師，碩士，2015年畢業于澳大利亞皇家墨爾本理工大學環境科學與技術專業，

研究方向：市政給排水設計。

摘""""" 要： 石油、餐飲、煤化工行業的發展，產生了大量的含油廢水，對水體、土壤造成嚴重污染。含油廢水排入水體、土壤后，在水體表面、土壤空隙形成油膜，不利于水生生物、農作物的生長，因此含油廢水的治理不容忽視。國內外學者針對油類物質的處理分別在物理、化學、生物方面進行研究，提出了氣浮法、膜分離法、電解法、厭氧生物處理等方法，對含油廢水處理工藝不斷完善。

關" 鍵" 詞：含油廢水；物理法；化學法；生物法

中圖分類號：X703.1"""" 文獻標識碼： A"""" 文章編號： 1004-0935（2024）02-0262-03

石化行業、制造業及餐飲服務業的發展帶動了城市GDP不斷增長，提高了城市的經濟效益，但同時也產生了大量的含油廢水，如焦化廠、機械制造加工、食品加工及餐飲業等排放的廢水中均含有大量的油類物質。含油廢水排入水體后，在水體表面形成油膜，阻礙大氣復氧，降低水體溶解氧含量，魚、蝦等因缺氧而死亡；油膜浮在水面上阻斷陽光，影響水生植物的光合作用，使得水體的產氧量降低，破壞水體自凈功能。因此，含油廢水的有效處理是亟需解決的問題。

油在水中的存在形式一般可分為溶解油、浮油、乳化油、分散油[1]。因來源、組成及存在形式不同，含油廢水的處理方法也有所差異。房平[2]等對PVDF進行共混改性，采用PAA/OMWCNTs/PVDF共混膜對乳化含油廢水進行過濾處理。王小平[3]等采用硫酸鎂協同臭氧氧化處理O/W型乳化含油廢水。潘國強[4]等采用氣浮-陶瓷膜耦合工藝對煉油廠含油廢水進行處理。王赫名[5]等采用微生物燃料電池進行含油廢水處理。按照作用原理，含油廢水的處理方法主要分為物理法、化學法和生物法。

1物理法

物理法利用氣浮、膜分離、吸附等物理化學原理，分離廢水中的油，使廢水得以凈化。

1.1" 氣浮法

氣浮法是國內外處理含油廢水中廣泛應用的一種方法。通過向廢水中通入空氣等氣體，使附著在微氣泡上的油珠隨氣泡一起上浮到水面[6]，實現油水分離。針對瀝青廠出水含油量高的問題，崔慧"" 慧[7]采用組合工藝進行預處理，研究表明，除油罐、混凝加載磁分離系統、溶氣氣浮組合工藝出水中油的質量濃度約為6 mg·L-1。近幾年，國內外學者對氣浮除油裝置及其影響因素開展廣泛研究。王振" 波[8]等對溶氣氣浮除油的影響因素及作用機制進行研究，研究發現改善除油效果的主要原因是增大數密度。齊玉成[9]等應用氣浮、聚結技術，研發聚""" 結-氣浮裝置對含油廢水進行處理。

1.2" 膜分離法

利用膜對不同物質具有不同透過性的特點，實現物質分離，這種方法稱為膜分離法。微濾、超濾、反滲透膜常用于含油廢水的處理，可對分散油、乳化油、溶解油進行截留。為解決常規精細過濾處理低滲透油田采出水無法達到回注水水質要求的問題，宋紀委[10]等采用改性超濾膜替代原有的技術，研究顯示，經超濾技術處理后的水質明顯改善，出水水質穩定且達到回注水水質要求。呂東偉[11]等對超濾陶瓷膜處理含油廢水的抗污染能力進行研究，分別選取膜孔徑大致相同的Al2O3陶瓷膜和TiO2陶瓷膜對乳化油廢水進行處理，結果顯示TiO2陶瓷膜比Al2O3陶瓷膜更具抗污染能力，當TiO2陶瓷膜截留分子量為50 ku時，處理效果最佳。膜分離法具有操作簡單、分離后的水質較穩定的特點，但膜易被污染，清洗再生較困難。

1.3" 吸附法

利用吸附材料的比表面積大、疏松多孔的特點，對廢水中的污染物進行吸附，從而實現分離的方法，稱為吸附法。含油廢水處理中常用的吸附劑包括活性炭、硅藻土、膨潤土、樹脂等，可去除分散油、乳化油、溶解油。為去除油輪在運輸過程中流入水體的微量油，韓超[12]等對合成的高吸油樹脂進行改性處理，研究表明，制備的PSES-CNTs復合材料對含油水樣中汽油、煤油的脫除率可達95%以上。單文杰[13]等為增強膨潤土除油的處理效果，以CPAM和TMAB為改性劑進行雙改性，結果顯示，當雙改性膨潤土用量為7.5 g·L-1時，吸附效果最佳，吸附率為85.7%。

2" 化學法

化學法是指通過化學反應去除廢水中的乳化油和溶解油的方法，包括混凝法、化學氧化法、電解法等。

2.1" 混凝法

通過投加混凝劑、絮凝劑，降低了油類物質的乳化性，使廢水中的油珠脫穩并相互聚集，在重力沉降作用下與廢水分離的方法，稱為混凝法。混凝法操作簡單，除油效率高，常用的混凝劑、絮凝劑包括FeSO4、PAC、PAM等。為了更好地凈化船舶洗艙廢水，曹琳[14]等對混凝過程中的影響因素進行分析研究，研究結果表明，PAC為適宜的無機混凝劑，當聚合氯化鋁投加量為75 mg·L-1、攪拌時間為3 min、pH為8時，處理效果最好。王貝貝[15]等采用破乳-混凝工藝進行預處理，對熒光滲透乳化油廢水進行研究，研究顯示，當復合改性聚氯化鋁投加量為3 mL·L-1、PAM為4 mL·L-1時，混凝效果最佳。

2.2" 化學氧化法

廢水中復雜的有機物在強氧化劑的作用下被氧化成小分子有機物的過程，稱為化學氧化。化學氧化法是廢水處理中常用的方法，包括光催化氧化法、Fenton法、類Fenton法、臭氧氧化法、超臨界水氧化法等。

Fenton法主要利用H2O2和Fe2+反應生成的羥基自由基，對含油廢水中的有機物進行氧化。董紹"" 旭[16]等采用破乳劑、超聲、Fenton的組合工藝處理含油浮渣，結果表明，Fe2+質量濃度為0.4 g·L-1、破乳劑質量濃度為20 mg·L-1、H2O2用量為2 mL時為最優條件。陳藝敏[17]對廢油提煉廠的廢水進行分析研究，確定了Fenton氧化的最佳條件，通過建立動力學模型，指出H2O2投加量是控制Fenton氧化速率的主要因素。

O3可直接氧化有機物，也可在水中可形成羥基自由基，間接氧化廢水中的有機物。婁紅春[18]等采用臭氧氧化法，以煤基合成油廢水為研究對象，對有機物的去除效率及最佳實驗條件進行探究，研究發現在一定范圍內，O3流量與COD去除率成正比。超臨界水氧化是一種有機物降解的綠色技術，將廢水中的有機物分解為小分子化合物，在廢水處理領域得到了廣泛的關注與應用。李世斌[19]等應用超臨界氧化技術對核電廠潤滑油廢水進行處理，探究了溫度、反應時間、過氧系數對有機物降解的影響，研究表明，在最佳條件下有機物的去除率在96%以上。

2.3" 電解法

微電解法又稱鐵碳法、內電解法，構建以鐵為正極、碳為負極的微小原電池，通過氧化還原反應實現污染物的去除。康蒙蒙[20]等以船舶含油廢水為處理對象，探究Fe/C投加量、pH等對新型鐵碳微電解填料除油效果的影響。實驗表明，Fe/C投加量為200 g·L-1、pH為4時，油的去除率為81.83%，處理效果最佳，其中Fe/C投加量為主要影響因素。針對煤制油廢水處理工藝無法達到廢水排放標準的情況，郭冀峰[21]等對現有工藝進行改進，采用鐵碳微電解、MBR組合工藝進行中試研究。實驗結果顯示，這種工藝對廢水的可生化性有一定的增強作用，出水滿足一級排放標準。

3" 生物法

以廢水中的有機物為營養物質，利用微生物的新陳代謝作用去除廢水中的油等污染物，這種方法稱為生物法。目前生物法在廢水處理領域應用廣泛，成功用于石化、印染等廢水的處理。

3.1" 生物膜

細菌、原生動物等微生物附著在填料表面，形成生物膜，利用膜上微生物的氧化代謝對廢水中的有機污染物進行去除。生物膜法包括生物流化床、生物接觸氧化法、生物濾池等，具有耐沖擊負荷能力強、污泥產量低的優點。姚燁[22]等將隔油池和生物濾池作為組合裝置，對餐飲廢水進行處理，研究表明，O區在最佳條件下對廢水中油脂及SS的去除率分別為98.14%、93.71%；A區對COD的去除貢獻率占COD總貢獻率的62.02%。何慶生[23]等采用自制的生物流化床反應器，對進水COD為""" 300～800 mg·L-1的煉油污水進行處理，研究表明生物流化床反應器具有較強的抗沖擊負荷能力，出水COD質量濃度低于80 mg·L-1，具有良好處理效果。

3.2" 活性污泥

活性污泥法利用好氧微生物對乳化油等有機物的吸附、好氧氧化作用，將有機物一部分氧化為CO2和H2O等小分子，一部分合成新細胞。張建勛[24]采用氣浮與A/O活性污泥的組合工藝，對糧油廢水進行處理，研究顯示A/O段動植物油的去除率為98.7%，可高效除油，對高濃度有機污染物也具有一定的降解作用。楊知勛[25]等為解決傳統膜工藝運行成本高的問題，對好氧顆粒污泥進行研究，研究發現馴化后的好氧顆粒污泥對含油廢水中油脂的去除率在79.5%～82.3%之間，具有高去除率、高生物量等優點。

3.3" 厭氧生物處理

厭氧生物處理通過厭氧微生物的厭氧消化作用，使廢水中的有機物轉化為小分子酸、甲烷及CO2等氣體。秦菲菲[26]等選用港口含油廢水，采用厭" 氧/好氧工藝對混凝沉淀出水進行處理，結果表明厭氧段對廢水的可生化性具有一定的增強作用，當溫度為30～35 ℃、有機負荷為1.0～2.0 kgCOD·（m3·d）-1時，厭氧段處理效果最好。以煤制油合成污水為處理對象，楊靖華[27]等對升流式厭氧污泥床和厭氧顆粒污泥膨脹床進行比較分析，研究表明這兩種工藝均有良好的處理效果，但厭氧顆粒污泥膨脹床的抗水力負荷沖擊能力更高。

4" 結語與展望

1）現有工藝在去除效果、處理成本等方面仍有不足，需在出水水質達標的基礎上進一步研究、"" 改進。

2）生物法無需投加藥劑，對環境影響較小，是比較經濟的處理方法。但溫度、進水負荷等因素對微生物的生長有一定的影響，篩選并培養優勢菌群可作為未來研究的方向。

3）單一的膜分離法、化學氧化法、活性污泥法等處理技術均可去除廢水中的油類有機物，但多種處理工藝相互組合，可以避免各自的不足，會有更好的處理效果。

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Research Progress in Treatment of Oily Wastewater

ZHAO Shu

（Liaoning Municipal Engineering Design amp; Research Institute Co.， Ltd.， Shenyang Liaoning 110000， China）

Abstract： The development of petroleum， catering， coal chemical industry has produced a large number of oil-containing wastewater， causing serious pollution to water body and soil. After the oily wastewater is discharged into water body and soil， it forms oil film on water surface and soil gap， which is not conducive to the growth of aquatic organisms and crops. Therefore， the treatment of oily wastewater cannot be ignored. Scholars at home and abroad have carried out research on the treatment of oil substances in physical， chemical and biological aspects， and put forward methods such as air flotation， membrane separation， electrolysis and anaerobic biological treatment， so as to continuously improve the treatment process of oil-bearing wastewater.

Key words： Oily wastewater; Physical method; Chemical method; Biological methods