Definició de les aigües residuals olioses
Les aigües residuals olioses es refereixen a les aigües residuals que contenen lípids (àcids grassos, sabons, greixos, ceres, etc.) i diversos olis (olis minerals, animals i olis vegetals). Les característiques de les aigües residuals olioses són altes COD i BOD, certes olors i color, inflamables, fàcils d’oxidar i descompondre’s, generalment més lleugeres que l’aigua i difícils de dissoldre en l’aigua. Les aigües residuals olioses són una aigües residuals industrials a gran escala i àmpliament utilitzades amb danys greus. La seva contaminació es manifesta principalment en els aspectes següents:
1. Deteriorament de la qualitat de l’aigua i els danys als recursos aquàtics;
2. Danys per a la salut humana;
3. Contaminació de l’atmosfera;
4. Afectant la producció de cultius;
5. afectar el paisatge natural;
6.
A la vista de la naturalesa contaminant de les aigües residuals olioses, el meu país estipula que la concentració màxima de descàrrega admissible de les aigües residuals olioses és d’1mg/L.
La forma d’existència de petroli a l’aigua
1. Oli en suspensió: la mida de les partícules superior o igual a 100 μm, pot surar ràpidament després de posar -se i flotar a la superfície de l’aigua com a pel·lícula d’oli de fase contínua;
2. Oli dispers: la mida de les partícules és 10-100 μm, suspesa i dispersa al dipòsit d’aigua, i pot condensar -se en gotes d’oli més grans i flotar a la superfície de l’aigua després de mantenir -se durant un temps suficient o sota l’acció de la força externa, o pot esdevenir encara més petit i transformar -se en oli emulsionat;
3. Oli emulsionat: la mida de la partícula és 0. 1-10 μm (gotetes d’oli extremadament fines), a causa de la influència dels tensioactius en la interfície de l’aigua petroliera, es dispersa de manera estable a l’aigua en forma d’aigua en oli, i és difícil aconseguir la separació d’aigua petroli només posant-se en peu.
En general, les aigües residuals olioses, els tres tipus de petroli anteriors no existeixen tots, però en indústries representatives, com ara les aigües residuals electroplegables, tots existeixen, i la concentració de petroli és generalment 300-500 mg/L, de les quals comptes de petroli emulsionats per a la proporció més gran.
Per al tractament de les aigües residuals olioses, hi ha 10 mètodes comuns:
1. Mètode de separació de sedimentació
El mètode de separació de sedimentació utilitza la diferència de densitat entre les fases del petroli i l’aigua i la immiscibilitat del petroli i l’aigua per a la separació, que pertany al tractament primari. La separació de sedimentació es realitza al separador d’oli, i els tipus comuns inclouen el flux horitzontal, la placa paral·lela, la placa corrugada, etc. El disseny del separador d’oli de flux horitzontal es basa principalment en la fórmula de Stokes, a partir del qual es pot obtenir el diàmetre mínim de la gota d’oli que es pot eliminar pel separador d’oli amb una determinada superfície. L’estat de flux d’aigua del separador d’oli també té una gran influència en la capacitat i l’efecte d’eliminació d’oli. El millor estat de flux d’aigua és l’estat de flux laminar, que és propici per a l’augment de les gotes d’oli i la sedimentació de la fase sòlida.
2. Mètode de granulació gruixuda
La separació es realitza mitjançant la diferent afinitat de petroli i aigua al material de coagulació.
Quan les aigües residuals olioses passen pel material de granulació gruixuda, les gotes fines d’oli que hi ha a l’aglomerat en partícules d’oli més grans, augmentant així la velocitat flotant, que pertany al tractament secundari.
El mètode de granulació gruixuda és omplir el material al dispositiu de granulació gruixuda i l’oli dispersat a les aigües residuals es pot eliminar quan passa. La clau d’aquesta tecnologia és el material de granulació gruixuda i la forma del material és principalment fibrosa i granular. Els materials hidròfils d’ús comú són grups àcids (grups d’àcid sulfonic, grups d’àcid fosfòric, etc.) i sals introduïdes en fibres com la poliamida, l’alcohol polivinil i el viniló. Els materials lipofílics inclouen principalment boles de cera, poliolefines o esferes de poliestirè o escumes, escumes de poliuretà, etc. Alguns estudiosos creuen que l’angle de contacte és millor que 7 graus.
L’efecte d’eliminació d’oli i la viabilitat del procés es determinen pel canvi en la distribució de la mida de les partícules de les gotes d’oli abans i després de la granulació gruixuda de les aigües residuals. Els principals indicadors d’avaluació són la taxa d’eliminació d’oli i el contingut d’oli en efluent.
El mètode de granulació gruixuda no requereix reactius químics externs, ni contaminació secundària, petits equips i costos de infraestructura baixos.
Tot i això, aquest mètode requereix una baixa concentració d’entrada per tractar les aigües residuals olioses. Per tant, les aigües residuals olioses s’han de pretractar abans d’entrar a l’equip, en cas contrari, la concentració d’oli dels efluents és alta (generalment superior a 10 mg/L), i sovint es requereix un tractament profund.
3. Mètode de filtració
Utilitzant la intercepció i la col·lisió inercial, el cribratge, l’adhesió superficial, l’agregació i altres mecanismes del llit de filtre medi granular, s’elimina l’oli de l’aigua, que s’utilitza generalment per a tractament secundari o tractament profund. Els materials de filtre de medi granular comuns inclouen sorra de quars, antracita, fibra de vidre, polímer molecular alt, etc.
Les aigües residuals olioses d’una fàbrica de locomotores es separen primer per oli, coagulats i precipitats, i després es filtren. Els indicadors de l'efluent compleixen els estàndards d'emissions i la taxa d'eliminació de petroli pot arribar al 95%, que es pot utilitzar completament en tallers de producció rellevants.
El mètode de filtració té equips senzills, funcionament convenient i un baix cost d’inversió. No obstant això, amb l’augment del temps de funcionament, la caiguda de pressió augmenta gradualment i es requereix freqüentment el rentat posterior per assegurar el funcionament normal.
4. Mètode de separació de membranes
El mètode de separació de membranes és una tecnologia de separació pionera per S.Sourirajan i s'ha desenvolupat ràpidament en els darrers vint anys.
El mètode de separació de membrana tracta les aigües residuals olioses mitjançant l’ús de les membranes poroses com a medis de separació per interceptar oli i tensioactius en aigües residuals olioses i permeten que les molècules d’aigua passin, per aconseguir el propòsit de la separació de petroli-aigua. La clau de la tecnologia de separació de membranes és la selecció de membranes i components.
Els materials de membrana es poden dividir en membranes de polímer i membranes inorgàniques. Les membranes de polímer comunes inclouen membranes d’acetat de cel·lulosa, membranes de polisulfona, membranes de polipropilè, membranes de fluor de polivinilidè, etc .; Els materials de membrana inorgànica habituals inclouen alumina, òxid de zirconi, òxid de titani, etc. Segons la mida del porus, es pot dividir en microfiltració, ultrafiltració, osmosi inversa, etc. És més adequat per a les aigües residuals olioses amb requisits elevats de descàrrega i un volum de tractament reduït.
5. Mètode de flotació
El mètode de flotació utilitza les gotetes d’oli per adherir -se a les microbubles de l’aigua per augmentar la flotabilitat i flotar cap a la separació. S’utilitza principalment per tractar l’oli dispers, l’oli emulsionat i els sòlids en suspensió fina en aigües residuals olioses que són difícils d’eliminar per separació de gravetat i flotants naturals (cal afegir flocculants inorgànics o orgànics).
Com que els microbubols d’aire es componen de molècules no polars, es poden combinar amb l’oli a base d’aigua i pujar amb gotetes d’oli. La velocitat flotant es pot augmentar gairebé mil vegades, de manera que l'eficiència de separació de l'aigua petroli és molt alta. Segons les diferents maneres de generar bombolles, es pot dividir en flotació d’aire dissolt a pressió, flotació de impulsors i flotació d’aeració.
Per tal de millorar l’efecte de flotació, es poden afegir floculants de polímer inorgànics o orgànics a les aigües residuals, que és el mètode de flotació de floculació i es millorarà encara més l’efecte de la separació d’aigua petroli. Actualment, aquest mètode s’ha utilitzat àmpliament en el tractament de les aigües residuals de camp de petroli, aigües residuals petroquímiques, aigües residuals de producció d’oli d’aliments, etc., i el procés és relativament madur.
6. Mètode d’adsorció
El mètode d’adsorció utilitza adsorbents sòlids porosos per adsorbir oli dissolt i altres matèries orgàniques solubles en aigües residuals olioses a la superfície. Els adsorbents utilitzats habitualment inclouen carboni activat, que no només té bones propietats d’adsorció per a l’oli, sinó que també poden adsorbir altres matèries orgàniques a les aigües residuals alhora, sinó que la capacitat d’adsorció és limitada (generalment 30-80 mg/g per a l’oli), i el cost és elevat i la regeneració és difícil, cosa que limita la seva aplicació.
Després del tractament per mètode d’adsorció, el contingut d’oli de l’efluent pot estar per sota de 5 mg/L, de manera que el mètode d’adsorció generalment només s’utilitza per al tractament profund de les aigües residuals olioses. Xu Genliang i altres van tractar les aigües residuals olioses del pati del vaixell, i el contingut de petroli de l'efluent estava per sota de 5 mg/L, i la majoria estaven per sota d'1 mg/L. Els adsorbents utilitzats són matèries primeres fàcilment disponibles com la bentonita modificada, el carbó sulfonat, el carboni activat per residus, el coque triturat, la fibra orgànica, etc.
7. Mètode de coagulació
El mètode de coagulació és afegir una determinada proporció de floculants a les aigües residuals per generar flocs lipofílics a les aigües residuals, de manera que les gotetes de micro-aigua i petroli s’absorbeixen a ells, i després s’elimina l’oli per sedimentació o flotació.
Entre els flocculants inorgànics que s’utilitzen habitualment s’inclouen sulfat d’alumini, sulfat ferrós, clorur fèrric, clorur de polialuminum, clorur de polialumini i floculants orgànics com la poliacrilamida i l’acrilamida. El valor de pH de diferents floculants té diferents intervals d’ús.
Per millorar l'efecte de floculació, sovint s'utilitzen dos floculants en combinació. Aquest mètode té una dosi gran i una gran quantitat de descàrrega d’escòria. És adequat per tractar grans quantitats d’aigües residuals i d’oli d’emulsió o una altra matèria suspesa fina amb un baix contingut d’oli.
8. Mètode de salat-out
El mètode de salat és afegir electròlits de sal inorgànics a les aigües residuals. L’electròlit condueix tots els cations de la capa de difusió de les gotetes d’oli a la capa d’adsorció, fent que es destrueixi la doble capa elèctrica. Les gotes d’oli es tornen neutres i es restableix l’atracció entre les gotes d’oli i s’agreguen entre elles, aconseguint així el propòsit de la demulsificació.
Els electròlits utilitzats habitualment són sals de calci, magnesi i alumini, que poden neutralitzar la càrrega i convertir les propietats del tensioactiu, millorant així l'efecte del tractament. El mètode de salat generalment utilitza una quantitat de salat de 1%-5%. Després del mètode de salat, el contingut de petroli a l'efluent és generalment superior a 10 mg/L. Tot i això, el mètode té una velocitat d’agregació lenta, un llarg temps de sedimentació i separació, una gran petjada d’equips i un mal efecte de tractament sobre les emulsions que contenen petroli estabilitzades per tensioactius.
9. Electròlisi
L’electròlisi inclou l’adsorció de coagulació electrolítica i la flotació electrolítica. L’adsorció de coagulació electrolítica és l’ús d’elèctrodes solubles per electrolitzar les aigües residuals d’oli emulsionades. Els ions metàl·lics es dissolen de l’ànode soluble (Fe o Al), i els ions metàl·lics experimenten una hidròlisi per generar adsorció d’hidròxid, coagulació d’oli emulsionat i oli dissolt i, a continuació, sedimentació per eliminar l’oli.
Aquest mètode és principalment adequat per al tractament secundari del líquid lubricant de refrigeració després de la floculació química a la indústria del mecanitzat. El mètode d’adsorció de coagulació electrolítica té els avantatges d’una petita petjada, funcionament senzill, un bon efecte de tractament i una quantitat relativament petita d’escorça, però té els desavantatges del consum de metalls de gran anode, gran quantitat de sals com a agents auxiliars, consum elevats d’energia i costos operatius elevats. A més, tot i que hi ha molts estudis sobre el problema de passivació de l’ànode existent, no s’ha resolt fonamentalment.
10. Mètode bioquímic
El mètode bioquímic és molt eficaç per eliminar l’oli dissolt a l’aigua, però no pot eliminar l’oli dispers i l’oli en suspensió. Un cop els dos últims olis entrin al sistema, tindrà un gran impacte en tot el sistema bioquímic. Per tant, quan s’utilitza el mètode bioquímic per tractar les aigües residuals olioses, cal fer un bon treball de pretractament i eliminar l’oli en suspensió i l’oli dispers a l’aigua.
