含油废水石油开采和加工行业废水量大、污染物多变,通常采用自然沉降、隔油、旋流分离、浮选、精细过滤、生化等处理过程。浮选法亦称气浮法,大致可分为压力溶气气浮和诱导气浮两种类型。压力溶气气浮分为全溶气气浮和部分回流溶气气浮。其原理是用水泵将废水提升到溶气罐,加压至0.3～0.55MPa(表压),同时注入压缩空气,使之过饱和,然后瞬间减压,骤然释放出大量密集的微细气泡,从而使气泡和被去除物质的结合体迅速分离,上浮至水面。诱导气浮分为喷射式气浮和叶轮式气浮两种方式,其原理是利用高速喷射的水流或高速旋转的叶轮,将吸入水中的空气剪切成微细气泡。
浮选工段一般加入浮选药剂来强化除油过程,通过化学絮凝方法来破除乳化状态或分散状态的油滴颗粒的稳定性。对于炼油污水处理来说,以溶解状态存在的有机物则要靠后续的生物氧化来完成,如果浮选段运行不好,大量的生物难降解的有机物进入生物氧化单元,生物菌周围就会形成一层油膜,导致生物菌死亡,从而使污水得不到预期的净化程度;对于采油废水处理来说,浮选工段的后续处理主要有精细过滤、离子交换,然后进入蒸汽发生器或进行回注,如果浮选工段不能有效地去除污油,则会对滤料、离子交换树脂、蒸汽锅炉直至油井产生不良影响。
含油废水进入浮选工段之前一般经过自然沉降、斜板隔油、粗粒化、旋流分离等处理过程,此时的废水中油滴和固体悬浮物的粒径比较小,油滴粒径一般小于60μm。溶气气浮产生的气泡直径为30～100μm,诱导气浮法产生的气泡直径通常大于100μm。气浮法除油过程中,气泡直径与油滴直径接近时除油效率最高,此时气泡与油滴碰撞结合后,油滴在气泡四周形成油膜从而迅速上浮。一般来说,油滴越小越难处理,加入浮选药剂的目的是为了破坏细小油滴和固体悬浮物的稳定状态,在一定水力条件下,通过细小油滴以及其他微粒间的相互碰撞和聚集,形成直径较大的油滴和絮状物质,油滴和絮体与气泡粘附在一起并上浮至水面,形成浮渣。具体联系污水宝或参见http://www.dowater.com更多相关技术文档术文档。
几乎所有的用于污水处理的混凝剂(有时也称絮凝剂、凝聚剂、破乳剂、聚电解质等)都可以作为浮选药剂。浮选药剂可改变油滴和固体悬浮物的表面化学特征,促进浮选效率的提高,一般通过以下几种机理起作用:(1)电中和作用。由于油滴和固体颗粒与水的介电特性的差异而导致这些微粒带有负电荷,微粒间互相排斥作用使得微粒能够在水相中稳定存在,加入铝盐、铁盐以及无机或有机阳离子聚合物可以有效地中和负电荷,因此微粒间可通过范得华力作用而聚集在一起;(2)通过药剂的作用使微粒间发生桥连而形成较大的絮体;(3)破除油滴的乳化状态。由于石油中的沥青质和胶质中含有一定量的环烷酸、油溶性钙镁盐、取代酚和甾族酸,是一些天然表面活性剂,使油滴在水中呈高度乳化状态,此外,废水中的粘土微粒与油滴中N、S、O原子形成离子键而吸附在油滴表面,阻止油滴间的聚并。加入化学药剂后,可将粘土微粒从油滴表面剥离掉,破乳剂分子渗入并粘附在乳化液滴的界面上,置换出乳化剂,使包覆在油滴外层的水膜破裂,破乳后的油滴表面具有疏水性,容易聚并成大油滴并容易与气泡结合。