油水廢液分離的方法

1油水廢液的來源和危害

????油水廢液不僅會帶來嚴(yán)重的經(jīng)濟問題，而且對生態(tài)環(huán)境也會造成破壞，因此，油水廢液必須經(jīng)過處理分離達標(biāo)后才能排放到環(huán)境中，或者再利用。

????(1)在餐飲、化工、工業(yè)生產(chǎn)等很多行業(yè)都會產(chǎn)生大量的含油廢水。此外，油船泄露事故也會對海洋造成很大污染。含油廢水不僅對生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重破壞，而且也會對人類健康造成損害。

????①石油化工行業(yè)。從石油開采到加工生產(chǎn)消費，幾乎每個過程都會產(chǎn)生含油廢水。比如，現(xiàn)階段，我國大部分的陸上油田已經(jīng)進入到開發(fā)后期，含水達到80%-90%，油田含水率的上升，不僅給油田的開采帶來很嚴(yán)重的經(jīng)濟問題，而且更增加了油水分離的難度。

????②化工制藥行業(yè)。在制藥過程中，從原料預(yù)處理、合成反應(yīng)到產(chǎn)物提純等過程中都會使用大量水和有機溶劑，甚至于強酸、強堿，所以就會產(chǎn)生大量的或含有強酸、強堿的含油廢水。

????含油廢水對生態(tài)環(huán)境以及人類健康都會造成嚴(yán)重的損害。如果我們的日常飲用水受到含油廢水的污染，則對人體的健康危害非常大，甚至可能致癌;如果含油廢水排到江河湖泊，則會對水體的生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重的破壞，使水體質(zhì)量嚴(yán)重下降;若含油廢水進入到土壤，則油漬將沉積在土壤和作物表面，使之不能與外界空氣有效交換，而影響作物生長，甚至導(dǎo)致其死亡。

????(2)此外，在液壓和潤滑系統(tǒng)中，若油中有少量水分，則水會與油液中的金屬硫化物和氯化物作用產(chǎn)生酸性物質(zhì)，對元件產(chǎn)生腐蝕作用，而且會使油液乳化降低油液的潤滑性能。在低溫工作環(huán)境下，油粒中的微小水粒會結(jié)成冰粒、從而堵塞控制元件的小孔和間隙，引起系統(tǒng)故障。

?2常見油水分離方法

????油水二者是不相溶的，油和水的混合液分為兩種，一種是“水包油”型(，油以極小的液滴分散于水中，水為連續(xù)相，油為分散相;另一種是“油包水”型，油為連續(xù)相，而水為分散相。油水分離方法隨著油和水之間的存在狀態(tài)的不同而有所差異。常見油水分離方法有重力和離心分離法、氣浮分離法、化學(xué)法等。

????對于“O/W，型油水混合物，油相在水相中有四種不同的存在狀態(tài):(1)游離態(tài)油(浮油)，油珠粒徑≥100μm，靜止后很快上浮分層;(2)分散態(tài)油，油珠粒徑在10-100μm之間，在水中的穩(wěn)定性不高，靜止一段時間后相互結(jié)合成浮油;(3)乳化態(tài)油，油珠粒徑≤10μm，很穩(wěn)定的存在于水中;(4)溶解態(tài)油，油珠粒徑比乳化態(tài)油還小，是真正溶解于水中的油。

????對于“油包水”型油水混合物，水相在油相中有三種不同的狀態(tài)，即游離態(tài)、乳化態(tài)和溶解態(tài)。

????(1)重力分離法

????重力分離是在重力作用下，根據(jù)油水兩者密度不同，油相較輕上浮、水相較重下沉而進行分離的。在重力沉降的過程中，分散相顆粒的沉降效果不僅與顆粒的沉降速度有關(guān)還和沉降池面積有關(guān)，是二者的函數(shù)，這就是著名的“淺池理論”，在這一理論的基礎(chǔ)上，1950年，某公司設(shè)計出平行板捕集器，可除去水相中粒徑為60μm的油滴。然而，重力分離僅可除去含油廢水中的浮油以及大部分分散態(tài)油，且需要很長時間靜置。

????(2)離心分離法

????高速旋轉(zhuǎn)的油水混合液，由于水和油密度的不同，導(dǎo)致油和水產(chǎn)生不同的離心力而進行分離的。離心法在很短的時間內(nèi)可以有效地分離自由狀態(tài)和乳化狀態(tài)的油或水，分離效果好。缺點是離心設(shè)備中有運動部件，所以對于日常的維護較為困難。常用的離心設(shè)備有蝶式離心油水凈機和水力旋流分離器。有資料顯示，國外現(xiàn)己有可提供相對離心力在3000以上的蝶式離心凈油機，轉(zhuǎn)速可達4000~12000r/min。水力旋流器具有分離效率高、停留時間短、體積小、質(zhì)量輕等特點。

????(3)電脫分離法

????其原理是將油水乳狀液(W/O型)置于高壓的直流或交流電場中，水滴在電場力的作用下，油水乳狀液的界面膜強度受到破壞，使水滴更易“逃離”，增加了水滴的碰撞幾率、合并聚結(jié)沉降分離。但不能處理含水量較高的原油乳狀液，且耗能較高，適用于含水量低的W/O型乳化液。

????(4)氣浮分離法

????其原理是向含油廢水中加入一定量空氣，使其形成大量的微小氣泡，氣泡會與密度更為接近的油相結(jié)合，增大油與水的密度差，氣泡和油上浮，達到油水分離的效果。根據(jù)氣泡產(chǎn)生方式的不同，一般將氣浮法分為溶氣、布氣和電氣浮等三種方法。當(dāng)一個或多個氣泡和油滴結(jié)合會增加油滴的上升速度，加速分離，從而可脫除粒徑比50μm小得多的油滴。

????(5)聚結(jié)分離法

????聚結(jié)分離法，也稱粗粒化分離法。通過不同方法將不互溶的流體體系中含量較少的、分散于連續(xù)相里的顆粒由小變大的過程。潤濕聚結(jié)和碰撞聚結(jié)是聚結(jié)過程的兩種表現(xiàn)形式。

????潤濕聚結(jié)是利用油和水對固體材料潤濕性的差異。較易潤濕材料的液體先在材料表面潤濕吸附，后續(xù)液滴與先吸附的液滴聚結(jié)長大，當(dāng)液滴達到一定程度后，在重力或浮力和在流體剪切力的共同作用下，從聚結(jié)表面分離。

????碰撞聚結(jié)是液滴在一定接觸時間、外力撞擊或擠壓等條件作用下，破壞油水界面，從而發(fā)生聚結(jié)。

????然而，在聚結(jié)分離應(yīng)用的過程中，潤濕聚結(jié)和碰撞聚結(jié)一般共同作用。現(xiàn)在應(yīng)用于油水分離的主要聚結(jié)技術(shù)有重力場聚結(jié)和電場聚結(jié)兩種。

????(6)化學(xué)法

????向含油廢水中加入絮凝劑，絮凝劑水解形成帶正電荷的膠團，然后與帶負電荷的乳化態(tài)油電中和作用，從而使油粒聚集上浮，達到油水分離的目的。這種方法主要針對含油廢水中粒徑極小油滴的分離。該分離方法引入其他物質(zhì)，帶來二次污染，不易后續(xù)處理等缺點。

????(7)真空凈油

????真空凈油原理是利用油水二者的飽和蒸汽壓的不同從而使油液中的水分離出來，是目前油液脫水的有效辦法。通過抽真空的方式，降低壓力到水的飽和蒸汽壓以下，油液中的分散態(tài)水將發(fā)生汽化，從而以水蒸氣的形式從油液中分離。也可向油液底部通入空氣并形成大量氣泡，通過氣泡將水分子帶到液面的方法提高脫水效果。

????(8)膜分離法

????將膜分離應(yīng)用于油水分離是一種比較新的方法。膜分離技術(shù)是利用膜的選擇透過性，選擇透過和需要截留的物質(zhì)進行分離。一般的膜分離過程為微濾、超濾和反滲透等。根據(jù)水中油滴粒徑來確定分離方法。膜分離過程具有沒有相變化，分離過程能耗少，分離效果好等優(yōu)點。

????然而，在油水廢液的處理方法中，單個的分離方法往往達不到所要求排放的標(biāo)準(zhǔn)，需要多個分離方法進行組合使用。比如，波紋板聚結(jié)油水分離技術(shù)是將重力分離和聚結(jié)分離結(jié)合的一項油水分離方法。該方法以stokes原理、“淺池原理”和聚結(jié)原理為理論基礎(chǔ)。某公司設(shè)計出了一種新型的聚結(jié)板分離器。其中的聚結(jié)原件采用由玻璃纖維制作的V型板，采用多層板組，板組流道距離不等，聚結(jié)的油滴從波峰處的散液孔溢出。從而實現(xiàn)油水分離。該設(shè)備處理后含油量穩(wěn)定在50mg/L 。

????王某針對不同粒徑的油滴采用不同的油水分離技術(shù)，對幾種油水分離方法進行組合油水分離，油水旋流器→固液分離→破乳聚結(jié)→粗粒化→更精細的破乳聚結(jié)→吸附工藝，經(jīng)過該工藝處理后的含油廢水從總含油量5000ppm下降到1-2ppm。

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