10 quy trình xử lý nước thải dầu

Nước thải dầu đề cập đến nước thải có chứa lipid (axit béo, xà phòng, chất béo, sáp, v.v.) và các loại dầu khác nhau (dầu khoáng, dầu động vật và thực vật). Các đặc điểm của nước thải nhờn là COD và BOD cao, một số mùi và màu sắc, dễ cháy, dễ bị oxy hóa và phân hủy, thường nhẹ hơn nước và khó hòa tan trong nước. Nước thải dầu là nước thải công nghiệp quy mô lớn và được sử dụng rộng rãi với tác hại nghiêm trọng. Ô nhiễm của nó chủ yếu được biểu hiện trong các khía cạnh sau:

1. Sự suy giảm chất lượng nước và tác hại đối với tài nguyên dưới nước;

2. Tác hại cho sức khỏe con người;

3. Ô nhiễm khí quyển;

4. Ảnh hưởng đến sản xuất cây trồng;

5. Ảnh hưởng đến cảnh quan thiên nhiên;

6. Ảnh hưởng đến nguồn nước tự nhiên sạch.

Theo quan điểm về tính chất gây ô nhiễm của nước thải dầu, đất nước tôi quy định rằng nồng độ xả tối đa cho phép của nước thải dầu là 1mg/L.

1. Dầu treo: Kích thước hạt lớn hơn hoặc bằng 100μm, có thể nổi lên nhanh chóng sau khi đứng và nổi trên mặt nước dưới dạng màng dầu pha liên tục;

2. Dầu phân tán: Kích thước hạt là 10-100 μM, lơ lửng và phân tán trong bể nước, và có thể ngưng tụ vào các giọt dầu lớn hơn và nổi lên mặt nước sau khi đứng đủ thời gian hoặc dưới tác dụng của lực bên ngoài, hoặc nó có thể trở nên nhỏ hơn và biến thành dầu nhũ hóa;

3. Dầu nhũ hóa: Kích thước hạt là 0.

Nói chung, nước thải dầu, ba loại dầu trên có thể không tồn tại, nhưng trong các ngành công nghiệp đại diện, chẳng hạn như nước thải, tất cả chúng đều tồn tại và nồng độ dầu nói chung là 300-500 mg/L, trong đó nhũ hóa dầu chiếm tỷ lệ lớn nhất.

Để xử lý nước thải dầu, có 10 phương pháp phổ biến:

1. Phương pháp phân tách trầm tích

Phương pháp phân tách trầm tích sử dụng chênh lệch mật độ giữa các pha dầu và nước và khả năng bất khả xâm phạm của dầu và nước để tách, thuộc về điều trị chính. Sự phân tách trầm tích được thực hiện trong thiết bị phân tách dầu và các loại phổ biến bao gồm dòng chảy ngang, tấm song song, tấm sóng, v.v ... Thiết kế của bộ tách dầu dòng chảy ngang chủ yếu dựa trên công thức Stokes, từ đó có thể loại bỏ đường kính giọt dầu tối thiểu. Trạng thái dòng nước của bộ phân tách dầu cũng có ảnh hưởng lớn đến khả năng loại bỏ dầu và hiệu quả. Trạng thái dòng nước tốt nhất là trạng thái dòng chảy của lớp, có lợi cho sự gia tăng của các giọt dầu và sự lắng đọng của pha rắn.

2. Phương pháp tạo hạt thô

Sự tách biệt được thực hiện bằng cách sử dụng ái lực khác nhau của dầu và nước với vật liệu đông máu.

Khi nước thải nhờn đi qua vật liệu tạo hạt thô, các giọt dầu mịn trong đó kết tụ thành các hạt dầu lớn hơn, do đó làm tăng tốc độ nổi, thuộc về xử lý thứ cấp.

Phương pháp tạo hạt thô là lấp đầy vật liệu vào thiết bị tạo hạt thô và dầu phân tán trong nước thải có thể được loại bỏ khi nó đi qua. Chìa khóa của công nghệ này là vật liệu tạo hạt thô, và hình dạng của vật liệu chủ yếu là sợi và hạt. Vật liệu ưa nước thường được sử dụng là các nhóm axit (nhóm axit sulfonic, nhóm axit photphoric, v.v.) và muối được đưa vào các sợi như polyamide, rượu polyvinyl và vinylon. Các vật liệu lipophilic chủ yếu bao gồm các quả bóng sáp, các quả cầu polyolefin hoặc polystyrene hoặc bọt, bọt polyurethane, v.v ... Một số học giả tin rằng góc tiếp xúc tốt hơn 7 độ.

Hiệu ứng loại bỏ dầu và tính khả thi của quá trình được xác định bằng sự thay đổi phân bố kích thước hạt của các giọt dầu trước và sau khi tạo hạt thô của nước thải. Các chỉ số đánh giá chính là tỷ lệ loại bỏ dầu và hàm lượng dầu trong nước thải.

Phương pháp tạo hạt thô không yêu cầu thuốc thử hóa học bên ngoài, không có ô nhiễm thứ cấp, dấu chân thiết bị nhỏ và chi phí cơ sở hạ tầng thấp.

Tuy nhiên, phương pháp này đòi hỏi nồng độ đầu vào thấp để xử lý nước thải dầu. Do đó, nước thải dầu phải được xử lý trước trước khi vào thiết bị, nếu không nồng độ dầu nước thải cao (thường cao hơn 10 mg/L) và thường được xử lý sâu.

3. Phương pháp lọc

Sử dụng việc đánh chặn và va chạm quán tính, sàng lọc, bám dính bề mặt, tập hợp và các cơ chế khác của giường lọc môi trường hạt, dầu trong nước được loại bỏ, thường được sử dụng để điều trị thứ cấp hoặc xử lý sâu. Các vật liệu lọc trung bình dạng hạt phổ biến bao gồm cát thạch anh, anthracite, sợi thủy tinh, polymer phân tử cao, v.v.

Nước thải dầu của một nhà máy đầu máy được phân tách bằng dầu, đông lại và kết tủa, và sau đó được lọc. Các chỉ số của nước thải đáp ứng các tiêu chuẩn khí thải và tỷ lệ loại bỏ dầu có thể đạt 95%, có thể được sử dụng đầy đủ trong các hội thảo sản xuất có liên quan.

Phương pháp lọc có thiết bị đơn giản, hoạt động thuận tiện và chi phí đầu tư thấp. Tuy nhiên, với sự gia tăng thời gian hoạt động, giảm áp suất tăng dần và việc rửa ngược được yêu cầu thường xuyên để đảm bảo hoạt động bình thường.

4. Phương pháp tách màng

Phương pháp tách màng là một công nghệ tách biệt được S.Sourirajan tiên phong và đã phát triển nhanh chóng trong 20 năm qua.

Phương pháp tách màng xử lý nước thải dầu bằng cách sử dụng màng xốp làm môi trường tách để chặn dầu và chất hoạt động bề mặt trong nước thải dầu và cho phép các phân tử nước đi qua, để đạt được mục đích tách dầu. Chìa khóa cho công nghệ tách màng là lựa chọn màng và thành phần.

Vật liệu màng có thể được chia thành màng polymer và màng vô cơ. Các màng polymer phổ biến bao gồm màng cellulose acetate, màng polysulfone, màng polypropylen, màng polyvinylidene fluoride, v.v .; Các vật liệu màng vô cơ phổ biến bao gồm alumina, zirconium oxit, oxit titan, v.v. Theo kích thước lỗ rỗng, nó có thể được chia thành vi lọc, siêu lọc, thẩm thấu ngược, v.v.

5. Phương pháp tuyển nổi

Phương pháp tuyển nổi sử dụng các giọt dầu để tuân thủ các vi khuẩn trong nước để tăng độ nổi và nổi lên để tách. Nó chủ yếu được sử dụng để xử lý dầu phân tán, dầu nhũ hóa và chất rắn lơ lửng mịn trong nước thải nhờn rất khó để loại bỏ bằng cách tách trọng lực và nổi tự nhiên (phải thêm vào chất phôi vô cơ hoặc hữu cơ).

Bởi vì các vi khuẩn không khí bao gồm các phân tử không phân cực, chúng có thể kết hợp với dầu gốc nước và tăng với các giọt dầu. Tốc độ nổi có thể được tăng lên gần một nghìn lần, vì vậy hiệu suất tách dầu nước rất cao. Theo các cách khác nhau để tạo ra bong bóng, nó có thể được chia thành tuyển viên không khí hòa tan áp lực, tuyển nổi của bánh công tác và nổi sục khí.

Để cải thiện hiệu ứng tuyển nổi, các chất keo tụ polymer vô cơ hoặc hữu cơ có thể được thêm vào nước thải, đó là phương pháp tuyển nổi, và tác dụng của việc tách nước dầu sẽ được cải thiện hơn nữa. Hiện tại, phương pháp này đã được sử dụng rộng rãi trong xử lý nước thải mỏ dầu, nước thải hóa dầu, nước thải sản xuất dầu thực phẩm, v.v., và quá trình này tương đối trưởng thành.

6. Phương pháp hấp phụ

Phương pháp hấp phụ sử dụng các chất hấp phụ rắn xốp để hấp phụ dầu hòa tan và các chất hữu cơ hòa tan khác trong nước thải dầu trên bề mặt. Các chất hấp phụ thường được sử dụng bao gồm carbon được kích hoạt, không chỉ có đặc tính hấp phụ tốt cho dầu, mà còn có thể hấp phụ một cách hiệu quả các chất hữu cơ khác trong nước thải cùng một lúc, nhưng khả năng hấp phụ bị hạn chế (thường là 30-80 mg/g đối với dầu) và chi phí cao và tăng cường ứng dụng.

Sau khi điều trị bằng phương pháp hấp phụ, hàm lượng dầu của nước thải có thể dưới 5 mg/L, do đó, phương pháp hấp phụ thường chỉ được sử dụng để xử lý sâu nước thải. Xu Genliang và những người khác đã xử lý nước thải dầu từ sân khai thác và hàm lượng dầu của nước thải dưới 5 mg/L, và hầu hết chúng dưới 1 mg/L. Các chất hấp phụ được sử dụng có sẵn các nguyên liệu thô có sẵn như bentonite biến đổi, than sulfonated, carbon hoạt hóa chất thải, than cốc nghiền, sợi hữu cơ, v.v.

7. Phương pháp đông máu

Phương pháp đông máu là thêm một tỷ lệ nhất định của chất keo vào nước thải để tạo ra các loại lipophilic trong nước thải, do đó nước vi mô và giọt dầu được hấp phụ trên chúng, và sau đó dầu được loại bỏ bằng cách lắng hoặc nổi.

Thường được sử dụng các chất keo tụ vô cơ bao gồm nhôm sulfate, sắt sunfat, clorua sắt, polyaluminum clorua, polyaluminum clorua và chất keo tụ hữu cơ như polyacrylamide và acrylamide. Giá trị pH của các chất kết hợp khác nhau có phạm vi sử dụng khác nhau.

Để tăng cường hiệu ứng keo tụ, hai chất kết hợp thường được sử dụng kết hợp. Phương pháp này có một liều lượng lớn và một lượng lớn xả xỉ. Nó phù hợp để xử lý một lượng lớn nước thải và dầu nhũ tương hoặc các chất lơ lửng khác với hàm lượng dầu thấp.

8. Phương pháp muối

Phương pháp muối là để thêm các chất điện phân muối vô cơ vào nước thải. Các chất điện phân điều khiển tất cả các cation trong lớp khuếch tán của các giọt dầu vào lớp hấp phụ, khiến lớp điện kép bị phá hủy. Các giọt dầu trở nên trung tính, và sự hấp dẫn giữa các giọt dầu được phục hồi và chúng tổng hợp với nhau, do đó đạt được mục đích của việc giảm thiểu.

Các chất điện giải thường được sử dụng là muối canxi, magiê và nhôm, có thể trung hòa điện tích và chuyển đổi các tính chất của chất hoạt động bề mặt, do đó cải thiện hiệu quả xử lý. Phương pháp muối ra thường sử dụng lượng muối 1%-5%. Sau phương pháp muối, hàm lượng dầu trong nước thải thường lớn hơn 10 mg/L. Tuy nhiên, phương pháp này có tốc độ tổng hợp chậm, thời gian lắng và phân tách dài, dấu chân thiết bị lớn và tác dụng xử lý kém đối với các nhũ tương có chứa dầu được ổn định bởi các chất hoạt động bề mặt.

9. Điện phân

Điện phân bao gồm hấp phụ đông máu điện phân và tuyển nổi điện phân. Hấp phụ đông máu điện phân là việc sử dụng các điện cực hòa tan để điện giải nước thải dầu nhũ hóa. Các ion kim loại được hòa tan từ cực dương hòa tan (FE hoặc AL) và các ion kim loại trải qua quá trình thủy phân để tạo ra sự hấp phụ hydroxit, đông máu dầu nhũ hóa và dầu hòa tan, sau đó lắng đọng để loại bỏ dầu.

Phương pháp này chủ yếu phù hợp cho việc xử lý thứ cấp của chất lỏng bôi trơn làm mát sau khi keo tụ hóa học trong ngành công nghiệp gia công. Phương pháp hấp phụ đông máu điện phân có những ưu điểm của dấu chân nhỏ, hoạt động đơn giản, hiệu quả xử lý tốt và lượng cặn tương đối nhỏ, nhưng nó có nhược điểm của tiêu thụ kim loại cực dương lớn, lượng muối lớn như các tác nhân phụ trợ, tiêu thụ năng lượng cao và chi phí vận hành cao. Ngoài ra, mặc dù có nhiều nghiên cứu về vấn đề thụ động cực dương hiện có, nhưng về cơ bản, nó vẫn chưa được giải quyết cơ bản.

10. Phương pháp sinh hóa

Phương pháp sinh hóa rất hiệu quả trong việc loại bỏ dầu hòa tan trong nước, nhưng nó không thể loại bỏ dầu phân tán và dầu lơ lửng. Một khi hai loại dầu sau vào hệ thống, nó sẽ có tác động lớn đến toàn bộ hệ thống sinh hóa. Do đó, khi sử dụng phương pháp sinh hóa để xử lý nước thải dầu, cần phải làm tốt công việc tiền xử lý và loại bỏ dầu lơ lửng và dầu phân tán trong nước.