山东化工职业学院毕业论文（2011年12月）
活性污泥法处理含油污水工艺设计
摘要：含油废水属于较难处理的废水，水质复杂且产生量大，国内外众多学者都
对此做了深入的研究，探索了一些处理方法。活性污泥法是生物处理中效率最高的处理方法，由于能确保良好的处理效果，是世界上广泛普及的处理方法。希望通过本次设计，能够得到处理含油废水行之有效的活性污泥工艺，为解决含油废水开拓新的研究课题。
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1 绪论
1.1含油废水的定义
含油废水是指：含有脂(脂肪酸、皂类、脂肪、蜡等)及各种油类(矿物油、动植物油) 的废水。含油废水的特点是COD、BOD高，有一定的气味和色度、易燃、易氧化分解，一般比水轻、难溶于水，含油废水是一种量大面广且危害严重的工业废水。
1.2 含油废水来源、危害及分类
含油废水的来源很广，如石油炼油厂废水、铁路机务段洗油罐废水、拆船厂的油货轮及油轮压舱废水、机械切削加工的乳化油废水以及餐饮业、食品加工业、洗车业排放的含油废水等。含油废水中的油类物质漂浮在水面，能阻止空气中氧在水中的溶解，致使水体中浮游生物因缺氧而死亡，也妨碍水生植物的光合作用，从而影响水体的自净作用，破坏水资源的利用价值。此外，水体表面的聚结油还有可能燃烧而产生安全问题。根据含油废水来源和油类在水中的存在形式
不同，可分为浮油、分散油、乳化油和溶解油四类：
(1) 浮油，以连续相漂浮于水面，形成油膜或油层，其油滴粒径较大，一般大于100nm；
(2) 分散油，以微小油滴悬浮于水中，经静置一定时间后往往变成浮油，其油滴粒径为10～100um；
(3) 乳化油，水中含有表面活性剂使油成为稳定的乳化液，油滴粒径一般小于101xm，大部分为0.1～21um；
(4) 溶解油，是一种以化学方式溶解的微粒分散油，油粒直径比乳化油还要细，有时可小到几纳米。
1.3 处理方法
1.3.1 离心分离法
离心分离法是使装有含油废水的容器高速旋转而形成离心场，因油水两相比重差的不同，油集中在中心部位，废水则集中在靠外侧的器壁上，最终达到油水分离的目的。水旋流分离技术的开发和应用始于20世纪80年代，首先在国外海
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上油田得到了推广和应用，目前在世界各油田，如中东、非洲、西欧、美洲等地区的海上和陆地油田都有应用，是油水分离技术发展的标志。范永平等设计开发了BKD－1000新型三相离心机用于油田干化池含油废水中油的回收，工业试验结果取得了良好的效果。该法有体积小、质量轻、分离性能好、处理效率高、无易笋件、运行安全可靠等优点。缺点是高流速产生的紊流容易分散油剪碎，会对含油废水造成二次乳化；运行时，进出口必须保持较大的压差；对排液的控制要求和运行费用都较高。 1.3.2 粗粒化法
利用油水两相对聚结材料亲和力的不同来进行分离。含油废水通过粗粒化材料时，其中细小的油滴聚结成较大的油粒，从而加大上浮速度，属二级处理。粗粒化式是将材料填充于粗粒化装置中，当废水通过时可以去除其中的分散油，该技术关键是粗粒化材料，材料的形状主要有纤维状和颗粒。常用的亲水性材料是在聚酰胺、聚乙烯醇、维尼纶等纤维引入酸基(磺酸基、磷酸基等)和盐类，亲油性材料主要有蜡状球，聚烯系或聚苯乙烯系球体或发泡体，聚氨酯发泡体等，有学者认为其接触角小于7为好。通过污水在粗粒化前后油珠粒径分布的变化来判定除油效果及工艺可行性，主要评价指标为油的去除率及出水含油量。粗粒化法的原理是利用油水两相对聚结材料亲和力的不同来进行分离，将材料填充于粗粒化装置中，当废水通过时可以去除其中的分散油，此法的技术关键是粗粒化材料，一般认为亲油耐油、水性能好的材料分离效果好。粗粒化法可以把5～10粒径以上的油珠完全分离，分离最佳效果可达1～2。在分离过程中，水中细微的油粒附着在粗粒化材料表面，形成油膜，油膜增到一定厚度，在动力及水力的冲击下，并拌之以风的搅动，比较大的油珠从粗粒化材料表面脱落下来，利用油水相对密度差，以重力分离法将油珠从水中分离出来，或用吸油机将油提取出来。黄盛蓉采用聚丙烯吸油毡作粗粒化层，用 PWT－4型油水分离装置处理油库含油污水，处理后出水油含量<10mg/L。粗粒化法除油的效果，与表面活性剂的存在和多少有关。微量活性剂的存在表明能抑制粗粒化床的效果，因而粗粒化法不适用于乳状含油废水的去除。粗粒化法无需外加化学试剂，无二次污染，设备占地面积小，基建费用较低。但用此法处理含油废水要求进口浓度较低，因此进入设备前的含油废水必须经预处理，否则出水油浓度较高(一般高于10mg/L)，常需再进行深度处理。
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1.3.3 过滤法
利用颗粒介质滤床的截留及惯性碰撞、筛分、表面黏附、聚并等机理，去除水中油份，一般用于二级处理或深度处理。常见的颗粒介质滤料有石英砂、无烟煤、玻璃纤维、高分子聚合物等。经过滤处理后，能使油含量小于质量份数。对某机车厂含油废水先经隔油、混凝沉淀、再经过滤，出水各项指标均达排放标准，油去除率可达95％，完全可用于有关生产车间。过滤法设备简单、操作方便，投资费用低。但随运行时间的增加，压力降逐渐增大，需经常进行反冲洗，以保证正常运行。 1.3.4 膜分离法
膜法是近20年来发展起来的一种新的分离技术，被称为是“21世纪的水处理技术”，主要包括微滤、超滤、纳滤和反渗透，均是利用液一液分散体系中的两相与固体膜表面亲和力的不同，达到分离目的。膜法主要用于截留废水中的乳化油和溶解油。乳化油基于油滴尺寸被膜阻止，而溶解油的被阻止则是基于膜的溶质和分子问的相互作用，膜的亲水性越强，阻止游离透过的能力越强，水通量越高。含油废水中油的存在状态是选择膜的首要依据膜技术的关键是膜和膜组件及与之相应的操作方式。常用的膜材料有乙酸纤维素系、乙烯系聚合物和共聚物、缩合中性膜材料(如聚砜等)、脂肪族和芳香族聚酰胺、聚亚酰胺等。近年来，无机陶瓷膜因其耐高温、耐酸碱、耐腐蚀、机械强度高、使用寿命长等优点，正得到越来越多的应用。膜组件可分为平板式和管式，按操作方式的不同又可分为死端操作和错流操作。该法的发展趋势是各种膜处理方法(如超滤与微滤的结合)或与其他方法(如电化学法)的相互结合；另外复合膜的研究也取得了一定的进展。王农村等采用改性的PVC合金超滤膜法对油田采出水进行深度处理，其处理出水水质达到榆树林油田特低渗透油层要求的回注水水质指标 。周健儿等以硫酸钛、尿素为主要原料，采用均相沉淀法对α－Al2O3 微滤复合膜进行了纳米TiO2 涂覆改性，着重考察了其影响因素，通过实验证明了改性后的复合膜水通量提高了19 %以上。 1.3.5 浮选法
优浮选法又称气浮法，是国内外正在深入研究与不断推广的一种水处理技术。该法是将空气或其他气体以微小气泡的形式注入水中，使气泡与水中细小悬浮油珠及固体颗粒粘附，随气泡一起上浮至水面形成浮渣(含油泡沫层)，然后将油撇
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