含油污水深度除油方法工艺

含油污水中的油分通常以浮油（粒径 > 100μm）、乳化油（0.1~100μm）、溶解油（<0.1μm） 三种形态存在。常规处理（如隔油、气浮）可去除浮油和部分乳化油，但深度除油需针对难处理的乳化油、溶解油或低浓度残留油分（通常要求处理后油含量≤5mg/L，甚至≤0.5mg/L），核心工艺可分为以下几类，各有适用场景和优劣：

物理化学深度除油工艺（核心针对乳化油和胶体态油）

1. 强化破乳 - 分离工艺

原理：通过破乳破坏油 - 水界面稳定性，使乳化油聚集成大颗粒，再通过分离手段去除。

混凝破乳法：

投加高效混凝剂（如聚合氯化铝、聚合铁）或破乳剂（如阳离子聚丙烯酰胺、有机硅破乳剂），利用电荷中和、架桥作用打破乳化膜，使油滴聚结。

优点：处理效率高（对乳化油去除率可达 90% 以上），成本较低，适合中高浓度乳化油（50~500mg/L）。

缺点：产生化学污泥，需后续处理；对水质 pH 敏感（通常需调至 6~9）。

电化学破乳法：

通过电解产生的羟基自由基（・OH）、金属离子（如 Fe²⁺、Al³⁺）及微气泡，协同氧化破乳和絮凝。

优点：破乳效率高（尤其对顽固乳化油），兼具杀菌、脱色功能；污泥量少于化学混凝。

缺点：能耗较高（电流密度 0.5~2A/dm²），电极易损耗，适合小水量深度处理。

2. 吸附法

原理：利用吸附材料的多孔结构或表面活性，物理或化学吸附油分（尤其适合溶解油和低浓度残留油）。

常用吸附剂：

活性炭（颗粒 / 粉末）：吸附容量大（50~150mg/g），但对乳化油吸附效率低，易饱和，再生成本高。

改性矿物材料（如硅藻土、膨润土）：通过疏水改性（如硅烷化）增强对油的选择性，成本低，可用于预处理后低浓度油（<50mg/L）。

高分子吸附树脂（如聚苯乙烯树脂）：对溶解油选择性强，可再生（有机溶剂洗脱），适合油浓度 1~20mg/L 的深度净化。

优点：操作简单，无二次污染（吸附剂可再生），出水油含量可降至 0.5mg/L 以下。

缺点：吸附剂容量有限，需定期更换 / 再生，不适合高浓度油污水。

3. 膜分离技术

原理：利用膜的孔径筛分或电荷排斥作用，截留油滴和胶体（适合乳化油和部分溶解油）。

超滤（UF）：膜孔径 0.01~0.1μm，可截留乳化油和大分子油分，出水油含量≤5mg/L，需配合预处理（如混凝）减少膜污染。

纳滤（NF）/ 反渗透（RO）：可截留溶解油（如脂肪酸、芳香烃），出水油含量≤0.1mg/L，但膜成本高、易堵塞，适合高水质要求场景（如回用）。

优点：出水水质好，可实现油水彻底分离，无污泥产生。

缺点：膜污染严重（需频繁清洗），能耗高，预处理要求严格，适合低浓度油污水（<10mg/L）深度处理。

化学氧化法（针对难降解溶解油）

原理：通过强氧化剂（如・OH、O₃）氧化分解油分（尤其是多环芳烃、长链烷烃等难降解成分）。

Fenton 氧化：Fe²⁺+H₂O₂生成・OH，氧化溶解油，适合油浓度 10~100mg/L，需调 pH 至 3~4。

臭氧氧化：O₃直接氧化或与催化剂（如 MnO₂）协同，破坏油分子结构，同时兼具杀菌作用，适合低浓度油（<50mg/L）。

优点：可彻底降解油分（而非转移），对毒性油分（如苯并芘）去除效果好。

缺点：药剂成本高，氧化过程可能产生副产物，需控制反应条件（如 pH、反应时间）。

生物处理工艺（针对可降解溶解油）

原理：利用微生物（如假单胞菌、不动杆菌）的代谢作用，将溶解油（如短链烷烃、脂肪酸）分解为 CO₂和 H₂O。

生物滤池：填充多孔介质（如火山岩、陶粒），微生物附着生长，适合油浓度 5~50mg/L，水力负荷低（0.5~2m³/(m²・h)）。

膜生物反应器（MBR）：活性污泥 + 超滤膜组合，微生物降解油分，膜截留菌体和残留油，出水油≤1mg/L。

优点：成本低（无需药剂），无二次污染，适合长期运行。

缺点：对有毒油分（如酚类、卤代烃）敏感，处理周期长（停留时间 8~24h），低温下效率下降。

组合工艺（实际应用主流）

单一工艺难以应对复杂含油污水（如高盐、高 COD、多形态油共存），深度除油通常采用 “预处理 + 核心工艺 + 保障工艺” 的组合模式：

例 1：乳化油废水 → 混凝破乳（破乳）→ 气浮（分离大油滴）→ 活性炭吸附（除残留油）→ 出水（油≤1mg/L）。

例 2：含溶解油的炼化废水 → 电化学氧化（破乳 + 初步氧化）→ MBR（生物降解）→ 超滤（截留残留）→ 出水（油≤0.5mg/L）。

例 3：高盐含油废水 → 陶瓷膜过滤（截留乳化油）→ 纳滤（除溶解油 + 脱盐）→ 回用（油≤0.1mg/L）。

总结

深度除油工艺的选择需结合油分形态、浓度、水质背景（如盐度、pH、共存污染物）及排放标准：

高浓度乳化油：优先 “混凝破乳 + 电化学”；

低浓度溶解油：优先 “吸附 + 生物处理”；

高水质要求（如回用）：优先 “膜分离 + 氧化” 组合；

低成本需求：优先 “生物处理 + 改性吸附”。

核心目标是实现油分稳定达标（通常≤5mg/L），同时平衡运行成本与污泥 / 副产物处理压力。