含油污水COD的处理方法探讨

2018-10-21 10:59谭彩玲
中国化工贸易·中旬刊 2018年8期
关键词:处理方法

摘 要:在我国,石油行业是我国的国之重业,在我国社会发展中占据重要地位。在经济全球化日益深入的今日,国家对石油行业越发重视,推动了其的发展。然而,石油行业的发展,带动我国经济快速发展的同时,也产生了大量的含油污水。在沿海地区,含油污水排放过程中,COD的高含量,加重了水资源污染。在我国水资源日益稀缺的今日,文章探讨了含油污水COD的处理方法,以期改善水污染状况,缓解我国水资源不足情况。

关键词:含油污水;COD;处理方法

0 前言

自进入二十一世纪以来,在全球化时代,为提高本国的国际竞争力,各个国家对资源的增多越发激烈,其中,石油与水作为人们生活中不可缺少的资源,对国家的重要性不言而喻,为满足社會对石油的需求,我国所使用的原油与成品油多是由东南沿海区引进,在沿海区域建立油库,生产并运输至我国各个地区。在油库生产运营中,含油污水的产生不可避免,若直接将其排放,将为当地土壤、水体等带来严重污染[1]。加之,含油污水中含有大量COD,增加了污水的讲解难度。文章对此展开探讨。

1 含油污水的简单介绍

淡水是人们生活中不可缺少的资源,是人们赖以生存的条件之一。虽然,在地球上,71%左右的面积被海洋占据,但是,真正能够实用的水资源却非常有限。在我国,淡水资源总量处于世界排行榜前列,平均水资源却难以达到世界人均水准。并且,因我国地形因素,水资源分布不平衡,水污染也日益严重。对此,如何将含油污水有效净化,达到二次利用目的,提高水资源的利用率,成为我国发展重点。含油污水是一个复杂体系,其中包含了油、固体悬浮物、细菌、溶解性有机物等,在含油污水中,主要污染物有石油类污染物、COD、硫化物、氨氮、挥发酚等,其中,COD的存在,是导致含油污水难降解的重要物质,若不能对COD等污染物进行及时处理,必然导致环境污染,甚至危害生态环境与人们身体健康[2]。在含油污水中,COD的含量较其他污染物要高,一般来讲,含油污水中COD的含量高达2-3万mg/L,为在我国标准规定中,COD应达到100mg/L ,含油污水才能达到排放标准,水可再次利用,因此,含油污水对污染物的处理工艺要求较高。

2 含油污水COD的处理方法

2.1 物理吸附法

在含油污水COD处理中,利用含有丰富孔隙的固体吸附材料,在污水流过时,水中的杂质被吸附,有效降解水中还原性溶解物、溶解油等。在污水处理中,物理吸附法是常见方式,是膜分离技术、离子交换技术等的预处理方法。当前,常用的固体吸附材料有:沸石、活性炭、粉煤灰等。

2.1.1 沸石吸附法

沸石是一种天然矿物,较为廉价,其内含有水铝硅酸盐,内部空穴与孔道丰富,沸石含有静电引力,当水流过,沸石会吸附污水中的杂质,且吸附能力较好。在对含有污水处理时,对于污水中的极性分子、小分子等,沸石吸附效果较高,且能够将水中阳离子进行交换[3]。因为,沸石本身具备负电荷,当沸石与含油污水接触,水中阴离子污染物与沸石互斥,降低了阴离子去除难度,沸石吸附效果提高。据试验表明,利用超声波将沸石进行改性,并将沸石与活性炭进行组合,在对含油废水处理时,改性沸石:活性炭=1:1,平H=7,0.5h后,含油污水中的COD去除较为明显,去除率达到53.81%。

2.1.2 活性炭吸附法

活性炭孔隙丰富,比表面积较高,吸附能力强,是污水处理中最常用的吸附材料。活性炭主要有粉末与颗粒状两类,后者制备工艺复杂,价格较高,但是,能够循环利用,在污水处理中,颗粒状活性炭应用更广泛。在对含油污水进行处理时,污水中含有的多种有机物将会被吸附,吸附效果较好,但是,活性炭应用量较大,并且,在含油污水中应用完毕,活性炭难以再次利用。经研究表明,在室温条件下,若pH值达到5.9,吸附时间在0.5h,应用活性炭2g以上,含油污水中的COD被去除率达到50%。

2.2 化学处理方法

2.2.1 混凝沉降法

在含有污水处理中,混凝沉降法是最常用的沉降方法,向污水中添加絮凝剂,污水中的细小颗粒将逐渐凝聚,形成大颗粒,在重力作用下,大颗粒沉降,实现了污水与细小颗粒的分离,降低COD的含量。当前,在含油污水处理中,絮凝剂具有使用简单、分离效果强等特点,常用絮凝剂有:无机类絮凝剂,有机类絮凝剂,无机有机复合类絮凝剂。其中,无机类絮凝剂具有多个种类,如:聚合氯化铝,在对含油污水进行处理时,使用该类型絮凝剂,污水处理效果明显高于聚铁类絮凝剂,COD降除效果明显。但是,无机类絮凝剂的应用,也具有絮凝沉降慢,水力停留长,易引进新杂质等缺点。有机类絮凝剂的应用,仅需要使用少量药剂,即可达到絮凝效果,所受限制较少,对COD的去除效用较强,但是,絮凝剂的电荷密度、自身性质、搅拌强度、药剂浓度等,都直接影响着絮凝除污效果[4]。而有机无机复合类絮凝剂却有效降低了上述两类絮凝剂的缺点,含油污水处理效果也相应增高,一定情况下,采用有机无机复合类絮凝剂,含油废水中的COD去除率能够高达60%。

2.2.2 化学氧化法

在含油污水COD处理中,化学氧化法的应用,主要是选择氧化性较强的氧化物,并将其投入污水中,使氧化物与含油污水中的COD等进行反应,生成无毒或者微毒的物质,去除污水中的毒性,使处理后的含油污水可被二次利用。化学氧化法的应用,能够将污水中的有机物、无机物等有效去除,且对COD的去除效率较高,去除时间较短,因此,该种方式成为了含油污水处理中的常用方式。当前,因氧化剂使用的不同,化学氧化法向多元化发展,其中包含有臭氧化法,TiO2电极氧化法,催化氧化法等。

以臭氧化法为例,在自然界中,臭氧的氧化性较强,可直接通过空气、电等制取,制取方法简单。在含油污水中,COD作为难以降解的物质,性质较为稳定,分子链难以被打断,COD难以被快速降解。而臭氧作为一种不稳定氧化物,极易被分解,并且,将其注入含油污水中,能够快速打破分子链,使分子链成为短链段、小分子的有机物,有效降低COD含量。据试验,臭氧化法对含油污水中COD的综合祛除了达到70%以上。

2.3 生物处理法

2.3.1 A/O法

A/O法,既厌氧-好氧法,在对含油污水处理中,首先,利用厌氧与好氧微生物的代谢,将含油污水中的有机物进行讲解,提高污水处理的效率。在含油污水处理过程中,相关人员应先向污水中放入厌氧处理器,厌氧微生物的代谢下,污水中的长链有机物被分解,形成短链醇、脂肪酸等有机物,提高了废水的处理效率。之后,放入好氧处理器,好氧微生物将含油污水中的短链分解为醇、脂肪等烃类,你还能最终氧化为二氧化碳等简单无机物,有效降低COD的含量,凈化含油污水中的各种污染物,达到二次利用标准。在含油污水处理中,相关人员应在厌氧池、好氧池中添加弹性填料,增大生物膜与悬浮污泥的量,强化含油污水的处理效果。据悉,某油库采用该种方式去除含油污水中的COD,待处理废水中的COD含量为50mg/L,结果显示,该种方式去除COD的效率高达90%以上。

2.3.2 接触氧化法

接触氧化法是一种新型的生物处理方法,去除含油污水中COD的效率较高。在对含油污水进行处理时,接触氧化法主要是利用填料,培养细菌、真菌等,并将其放入有氧反应容器内,有机物通过新陈代谢,将含油污水中的有机物分解为二氧化碳、水等。在该过程中,细菌与真菌等生物膜的培养质量,直接影响着含油污水最终处理结果。在污水处理过程中,接触氧化法对负荷变化的适应性较强,在该种方式下,单位体积下承受的符合高于普通处理方法的3-5倍,当然,COD去除率也达到了普通处理法的2-3倍。与普通污水处理法相比,接触氧化法具有诸多优势,如:比表面积较大,污水处理效果良好,运行维修成本低,不会带来二次污染等,在上世纪七十年代至今,接触氧化法在我国获得广泛应用,并成为我国含油污水主要处理方式之一。据悉,在去除污水中的COD时,若其的含量在200mg/L左右,则该种方式下,COD去除效率能够达到80%甚至更高。

3 超滤分离技术的应用

在含油污水COD处理中,超滤分离技术作为一种绿色、高效的处理方法,自上世纪九十年代以来,新型分离技术出现后,得到充分研究与发展,并出现了不同的超滤膜,拓宽了其应用范围,在污水处理领域,超滤分离技术具有广阔前景。

在超滤分离技术中,膜过滤具有较多类型,但是,在污水处理过程中,主要操作方式有以下两种:全程过滤、错流过滤。全程过滤时,在全程过滤时,膜两端会形成压力差,对待处理料液有一驱动作用,使其在容器内流动,拦截溶解的大分子溶质、不溶解的细小颗粒,使其无法通过滤膜流动,实现分离效果。错流过滤时,主业料在过滤膜表面流过,小分子溶质穿过滤膜,大分子溶质随着液料流动,以此达到分离效果。

在超滤分离过程中,膜材料、含油分子存在相互作用力,因此,采用不同膜材料,分离效果也相应不同。当前,所用的超滤膜材质有:无机材料、有机材料等,其中,有机滤膜承压能力较强,耐高温,制作工艺简单。

在超滤分离技术应用中,常出现膜污染现象,诸多学者各持一词,说法并不同意,但是,对于该种现象,通常认为浓差极化、膜内吸附、空隙堵塞等是其的主要原因。对此种现象,相关人员应注意超滤膜的清洗,详细了解导致滤膜污染的原因,并针对性防治,避免超滤膜污染导致水二次污染,充分发挥超滤分离技术的效率。

4 总结

由上可知,在含油污水COD处理中,因多年的探索,出现了多种污水处理方式,具体可以将其分为以下几种:物理吸附法、化学处理法、生物处理法以及近几年广泛应用的超滤膜分离法,集中方法对COD都有良好的去除效果。笔者根据自身经验,对几种方法简单探讨,以期相关人员掌握含油污水的处理方法,实现石油产业水资源的二次利用,降低水资源的浪费,并由根本上解决含油污水制约企业发展的难题,有效缓解我国水资源不足现象。

参考文献:

[1]张冲,张柏鸿,李红,等.混凝-Fenton法去除含油废水COD_(Cr)的试验研究[J].工业用水与废水,2018(1):12-12.

[2]郝晓鹏,竺柏康,李翠翠.含油污水COD的处理方法探讨[J].中国水运月刊,2016,16(9):163-165.

[3]郝晓鹏.沿海油库含油污水处理关键技术研究[D].舟山:浙江海洋大学,2017(16):120-120.

[4]王瑛.改性粉煤灰处理含油废水COD的试验研究[J].浙江化工,2016,47(12):41-43.

作者简介:

谭彩玲(1982- ),女,本科,经济师。

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