各国污水处理研究现状论文

进入“九五”以来，我国大规模水污染防治在“三河三湖”"淮河、太湖、巢湖、滇池、海河、辽河等重点流域全面展开。经过几年的努力，已经取得了阶段性成果，部分河段水质有所改善。但是，由于历史的原因，我国水环境问题比较复杂，在现有经济技术条件下，解决水环境问题需要经过一个缓慢的过程。因此，在今后相当长的时期内，重点流域的水污染问题仍将十分严重。 1. 我国水环境问题及其影响因素 我国水环境面临着水体污染、水资源短缺和洪涝灾害等多方面压力。水体污染加剧了水资源短缺，水生态环境破坏促使洪涝灾害频发。据1999年《中国环境状况公报》显示，目前我国七大水系、主要湖泊、近岸海域及部分地区的地下水受到不同程度的污染。河流以有机污染为主，主要污染物是氨氮、生化需氧量、高锰酸盐指数和挥发酚等；湖泊以富营养化为特征，主要污染指标为总磷、总氮、化学需氧量和高猛酸盐指数等；近岸海域主要污染指标为无机氮、活性磷酸盐和重金属。这些因素构成了水环境问题影响范围广，危害严重，治理难度大等特征。我国水环境问题产生的原因是多方面的，但主要是人类主观因素的影响。长期以来，我国经济增长方式粗放，企业单纯追求经济效益，忽视环境效益和生态效益。工业发展中，水消耗量大、利用率低。不仅单位产值污水排放量大，而且万元产值用水量各省区间差距悬殊。1998年全国平均万元GDP用水683m3以上。其中，北京161m3，天津201m3，上海300m3。但是，黑龙江、内蒙古、江西、广西、贵州、青海、甘肃等省区大多在1000m3以上。宁夏、新疆为4000m3左右。北京1m3灌溉用水可以生产2kg粮食，而宁夏才生产不到1kg。同时，在传统的计划经济体制下，粗放型的经济增长方式，使企业生产经营缺乏节能降耗的动力。企业技术改造往往以扩大再生产为目的，生产工艺落后，更新换代速度慢。随着经济体制改革的不断深入，经济增长方式的日趋转变，以及科技水平的快速提高，水资源的合理开发和利用将逐步走上科学化管理轨道。但是，这种转变需要一个较长的历史过程。水环境问题严重的另一个重要原因，是国家政策导向的偏差。长期以来，国民经济和社会发展注重经济增长速度、主要产品产量、城镇居民收入增长等指标，没有把资源消耗和环境代价纳入经济核算体系。迄今为止，城市环境基础设施建设仍作为“非生产性福利事业”。城市污水处理、垃圾处理由政府包揽，使政府不堪重负，以至于拿不出钱搞环境基础设施建设，甚至建成污染处理设施也因经费来源问题没解决而难以正常运转。在计划经济体制下，一些经济发展政策有悖于环境保护。我国一度“遍地开花”的“十五”小企业，布局分散，规模不经济，生产工艺落后，造成了严重的环境污染和生态破坏。 区域经济发展和区域环境容量不相适应，也是造成水环境污染的重要原因。以往在确定地区产业发展方向、地区生产力布局时，往往忽视区域环境容量。我国主要江河出现的严重流域性水污染，在很大程度上与流域产业结构和布局不合理有直接关系。淮河流域四省自80.年代初开始，利用当地资源，大力发展高耗水的化工、造纸、制革、火电、食品等小型工业，污染物排放量超过了淮河的承载能力，使淮河流域水质急剧恶化；由于缺乏科学认证和科学管理，一些缺水地区盲目发展高耗水型工业，造成地下水位下降；一些资源丰富的地区发展单一的资源型产业，不发展与之相配套的加工业，产业结构雷同，形成严重的结构型污染。 自然因素的影响在一定程度上加重了水环境问题的恶化，增加了水污染防治的难度。近年来，由于气候变化引起全球温度、湿度、降水量的分布变化，使一些国家和地区的灾害频发。我国北方地区气候也明显变暖，华北地区冬季平均气温90年代比50年代上升2.1℃。气温上升，地表径流减少，蒸发量增大，发生旱灾的机会增多。1997年我国北方地区受厄尔尼诺现象的影响，降水量异常偏少，温度偏高，海河水资源量只有多年平均量的40%；黄河水资源量为多年平均量的61%。由于河道径流减少，水体自净能力下降，加剧了水环境恶化。1998年受厄尔尼诺现象影响，长江中下游、嫩江、松花江流域降水量偏多，导致特大洪水灾害的发生。 我国水资源地区分布不均，南多北少，相差悬殊，水资源分布与人口、经济和社会发展布局极不协调。北方黄河、淮河、海河、松辽河，以及内陆河5个流域，总人口占全国的47%左右，耕地面积占65%以上，GDP占全国的45%以上，而水资源却只占全国水资源总量的19%，人均占有量仅为南方地区的1/3。这些因素也是导致水环境问题突出的重要方面。 2. 重点流域水污染防治面临的主要问题 “九五”以来，我国重点流域水污染防治以淮河治理为先导，太湖、巢湖、滇池，以及海河、辽河相继开始。通过采取工业污染源的末端治理，以及在产业结构调整和压缩过剩生产力中，取缔、关闭、和淘汰生产工艺落后、设备陈旧、污染严重的企业等一系列措施，治理工作取得一定成效。部分水域已经接近实现第一阶段的污染防治目标。“九五”水污染防治作为我国历史上第一次大规模的流域水污染防治，积累了大量宝贵经验，对于开拓我国的环境与发展道路具有长远的战略意义。但是，从总体上看，重点流域的水污染防治工作进展还比较缓慢，取得的成果十分脆弱。在实践中暴露出来的一些问题充分说明，我国当前和今后一个时期流域水污染防治仍面临严重挑战。 2.1 黄河、长江流域水环境问题亟待解决 “九五”期间“三河三湖”的治理仅仅是拉开了我国水污染防治的序幕。在大规模治理“三河三湖”的同时，必须看到，黄河、长江的污染问题也到了非治理不可的程度了。黄河这个中华民族的摇篮，他养育了人类，也无数次地给人类带来灾难。如今，由于人类活动的作用力，使黄河的环境问题日趋严重。1999年，在黄河流域的114个重点监测断面上，V类和劣V类水体分别为70%和56.2%，黄河主要支流的污染更为严重，而且黄河的污染主要来自支流。目前，黄河水量少，自净能力弱，水环境处于危机之中。在西部大开发中，黄河流域的经济发展将进入较快增长时期。黄河的水污染必然使沿岸的水资源短缺“雪上加霜”。 长江上游沿岸地区经济社会的快速发展和城市化进程的加快，使这一地区的污染物排放量迅速增加，污染问题随之加重，特别是三峡库区及其上游的水质不断恶化。如果不采取有效措施，预计到2010年，长江上游重点地区废水排放量将以年均4.1%的速度增长；沿江城镇生活垃圾入江量，将由1995年的约200万t增加到2010年的467万t；三峡库区的水体自净能力将大幅度下降。2009年三峡库区建成蓄水后，库区将由一个流速快、流量大的河流变成一个流速缓、滞留时间长，回水面积大的人工湖。水体稀释自净能力下降，水污染必然加重。根据预测，三峡工程建成后，湖区上游岸边污染带主要污染物浓度将比建坝前增加2-10倍，将成为重污染区。 2.2 城市生活污水逐年增加，污水处理设施建设严重滞后 城市基础设施是工业建设的载体，制约着工业建设规模和发展速度。长期以来，我国城市建设不恰当地把基础设施建设的载体地位降低为工业的一般附属物地位，基础设施的发展与人口、资源、环境和工业建设不协调，导致基础设施长期超负荷承载。特别是城市环境保护基础设施，仅仅在近几年才开始兴建。全国绝大多数城市的污水处理能力远远满足不了实际需要。 随着人口迅速增加和人民生活水平的日益提高，生活污水产生量大幅度增长。近年来，城市生活污水和工业废水排放量的比例已接近持平。但是，城市污水处理厂的建设远远不能适应经济社会发展的需要。一般情况下，城市污水处理厂的建设周期为3年。从目前的建设进度看，实现“九五”期间国家提出的全国50万人口的城市都要建设集中式污水处理装置的要求，还需要相当长的时间。以淮河为例，按规划，到2000年，淮河流域四省需要建设城市污水处理厂52座，总投资60.8亿元，形成污水处理能力352万l/d。到1999年6月建成的污水处理厂只有3座，污水处理能力仅为44万l/d。集中式污水处理设施建设缓慢的原因，除了资金短缺外，现行管理和运行机制的掣肘也使城市污水处理厂的建设和运营陷于困境。由于没有真正落实“污染者负担”的政策，地方财政因无力支付污水处理费用，常常使建成后的污水处理厂不能正常运行，环境保护投资不能有效发挥环境效益。 2.3 大量的面源污染问题尚未找到解决途径 目前，全国的工业污染已经开始得到有效控制。到2000年底，全国所有工业污染源都将实现达标排放。城市污水处理正在逐步加快步伐。但是，农村经济发展带来的农药、化肥、畜禽养殖污染量大面广，有一定治理难度。从50年代到90年代，我国农药施用量增加近100倍，成为世界上农药用量最大的国家。我国每年因农药中毒的人数占世界同类事故中毒人数的50%。而且由于农药的大量流失，造成严重的水体污染。全国化肥使用量也在成倍增加。1995年是1978年的4倍。目前，偏施化学氮肥，使氮、磷、钾比例失调现象比较严重。而且化肥的利用率只有30%左右，大量化肥流失，进入河流、海洋、湖泊，成为水体面源污染的主要来源。同时，由于大量化肥的使用，农村畜禽粪便的农业利用减少，畜禽业的集约化程度提高，加重了养殖业与种植业的脱节。畜禽粪便的还田率只有30%多，大部分未被利用。1998年全国畜禽粪便产生量是当年全国工业固体废物产生量的3.4倍。这些畜禽粪便大部分未经处理直接排入江河湖海。同时，作为农村经济的重要组成部分，乡镇企业的发展也一直是困扰农村环境的一大难题。据1991年和1997年两次全国乡镇工业污染源调查，乡镇工业二氧化硫、烟尘、化学耗氧量和固体废物排放量分别增长了22.6%、56.5%、246.6%和552%；在全国主要工业污染物排放总量有所控制的情况下，乡镇企业排污量却在增长，这将对水环境构成严重威胁。 2.4 经济政策不配套，污染治理资金严重短缺 在计划经济体制下，我国污染防治资金以国家预算内资金为主。随着市场经济体制的建立，完全依靠行政手段管理环境已经不能奏效。但是，由于市场经济条件下的环境经济政策体系尚未建立，多元化的环境保护投资体制难以形成。作为促进污染防治的重要经济手段排污收费制度，目前还很不完善。主要问题是，排污收费标准过低，不能发挥刺激污染防治的作用。超标排放污水收费作为排污收费的主体，其收费额不足污染处理设施运行成本的一半；污水排放收费最高不超过0.5元/l；排污收费项目不全，主要对象是大中型企业和部分事业单位，城市污水处理费仅在少数城市开征，而且收费标准较低，“污染者付费”的原则没有充分体现；排污费的转移支付机制尚未建立，流域内上下游之间缺乏利益补偿政策，水资源的开发利用与保护不协调，造成水资源的浪费。 “九五”期间我国环境保护投资有了大幅度提高，特别是国家采取积极的财政政策，在扩大内需中把环境保护作为重点投资领域，一些水污染防治重点项目得到国债资金的支持。但是，由于环境保护资金渠道狭窄，投资量小，污染治理资金短缺的问题仍然非常突出。按计划，“三河三湖”水污染防治约需资金1260亿元，但是目前已经落实的资金与需求相差甚远。1998年国家增发财政债券和银行贷款资金用于基础设施建设，分配给淮河流域10亿元财政债券资金用于城市污水处理厂建设。但是，这些资金仅为淮河城市污水处理厂总投资的16.5%，而且投资项目达34个之多。由于地方配套资金不足，开工的项目不少，却因缺乏资金施工建设进度缓慢，很多工程至今投资尚无着落。 3. 关于水污染防治的政策建议 我国是在经济技术相对落后的情况下实现经济快速发展的。人口基数大，人均资源少，环境污染和生态破坏的防治将是一项长期的战略任务。特别是水环境污染问题的解决不可能一蹴而就，需要经过一个艰苦的治理过程。因此，我们必须在认真总结“九五”期间水污染防治经验教训的基础上，借鉴世界一切成功的经验，结合我国的具体情况，不断加强政策创新、制度创新和技术创新，逐步走出一条具有中国特色的水污染防治道路。 3.1 在决策中控制新的水环境问题产生 国家和地方各级政府，在确定经济发展速度、制定国民经济和社会发展计划、资源开发计划、区域开发计划，以及制定经济技术政策，进行重大经济决策时，应当对实施这些决策可能产生的环境影响做出科学评价，评价的结论作为各级决策的依据。在决策中综合考虑环境、经济和社会因素，统筹兼顾，使发展对环境的影响降低到最小。建立科学的评价指标体系，设置专门的评价审议机构，并使这一制度法制化，逐步建立起依法决策的运行机制。 区域经济的发展要充分考虑水资源保护。限制缺水地区发展耗水型产业，调整缺水地区的产业结构，严格控制高耗水、高耗能和重污染的建设项目。近期应重点调整北方缺水地区的产业结构，防止水资源短缺问题进一步加剧。生态环境脆弱地区的经济发展应考虑为生态用水留有余地，防止因过度开发导致下游地区河湖萎缩、土地沙化、生态退化。在水源地区，引导和组织水源地生态经济体系建设，避免水源地区经济发展导致下游城市水源污染。 3.2 资源的开发和利用要坚持开源节流并举的方针 大力开展节水活动，采取有效措施，减少水消耗。有组织地推行节水、高效的农灌技术；完善科学的农业用水管理措施，尽快改变农业生产大量耗水的局面。制定单位产品用水定额和水重复利用率考核指标，建立工业用水考核制度；明确规定冷却水及工艺用水等工业废水必须循环利用和再生利用；大力发展水的闭路循环使用，最大限度地减少废水排放量。 在开展节约用水，解决我国水资源短缺的同时，全面加强水污染防治，特别是重点流域的水污染防治。流域治理的重点在城市，城市工业废水和生活污水的治理，要走集中与分散治理相结合和废水资源化路子。因地制宜地建设污水处理设施，处理后的污水要用于工业冷却水、城市景观和园林绿地用水等。 3.3 建立和完善资源有偿使用制度和价格体系 国家有关部门应抓紧组织开展资源定价研究，有计划地对关系国计民生的重要资源和国家稀缺资源制定分类指导的价格政策，尽快改变“资源无价”，资源产品低价的不合理状况，使水资源价格体现资源价值、资源利用和污染防治费用。同时，积极推进水资源资产化管理进程，加强资源核算体系的研究，为逐步将水资源核算纳入国民经济核算体系创造条件。 3.4 完善环境经济政策 抓紧制定有利于环境保护的环境经济政策，进一步强化市场经济体制下的环境经济手段。尽快提高排污费标准，使之高于污染治理成本；制定水污染防治相关政策，建立资源更新的补偿机制；全面实现“污染者付费”的原则，在用水收费中，普遍增加污水处理费，作为城市污水处理厂运行费用；环境保护作为“市场失效”的领域，特别是环境科技研究与开发、环境保护基础设施建设等，国家应加强产业政策支持。同时，鼓励和推动环境保护基础设施建设和管理的企业化。 积极建立环境税收制度。扩大资源税的征收范围，对地下水等稀缺资源征收资源税；对新建污染项目征收固定资产投资方向调节税，控制结构型污染；对现行排污费与费改税进行利弊分析，探索征收污染附加税；对从事城市污水处理的企业实行零税率；对生产再生资源和利用再生资源生产的产品，应给予税收减免的优惠。 3.5 大力推行清洁生产 工业部门要加快产业结构调整，合理调整工业布局，推动资源消耗小、效益高的高新技术产业发展。结合技术改造推行以清洁原料、清洁生产过程和清洁产品为主要内容的清洁生产。要把清洁生产当作在可持续发展战略指导下的一次工业企业的全面改造，在全国所有工业企业推行清洁生产。通过加强环境管理审计，建立科学的管理体制，促进我国工业向新的技术基础转移，以集约方式提高质量，降低消耗，增加经济效益。并在此基础上逐步建立我国资源节约型生态工业生产体系。 3.6 加强农村面源污染的防治 农村要推行以改善农业生态环境，加快农村经济发展为主要内容的生态农业生产体系。全面推广种植业、养殖业、加工业合理配置的“大农业”生产模式，注重农、林、牧、副、渔各业全面发展，农、工、商综合经营。把现代化科学技术和传统农业精华有机结合起来，逐步增加有机肥料的使用，减少化肥、农药的使用。开发生物农药技术，推广以菌治虫、以虫治虫的生物技术替代农药。目前，我国已有2000多个生态农业试点，应当在总结经验的基础上，把推行生态农业作为农村经济发展中的一场革命，在全国广大农村普遍展开。逐步把农村富余劳动力从污染型乡镇工业转移到生态农业建设上来。县、乡两级政府要制定生态农业建设规划，国家有关部门要加强技术推广，有计划地在全国乡、村培养一批技术骨干，指导农民发展生态农业。 3.7 加快城镇污水处理厂建设，大力发展环保产业 改革现行城市污水处理体制，实现污水处理厂建设和运营的社会化、市场化、企业化。污水处理厂的建设要引入竞争机制，按照“谁投资谁所有，谁管理谁受益”的原则，建立多元化投资建设、企业化运营管理、社会共同负担费用、政府给予必要的政策扶持的模式。积极探索城镇给排水建设和运营一体化的管理体制。逐步使政府从直接管理污水处理设施的建设和运行中解脱出来，让污水处理真正走向市场。 环保产业的发展应当成为国民经济新的增长点。国家应制定扶持环保产业发展的经济政策，在投资、信贷、税收等方面给予优惠；鼓励一部分产品过剩的企业转向环保产品生产和服务；组建环保产业集团，尽快形成产业规模；抓紧培育环保市场，把原来政府管理的环保服务事业推向市场。同时，要加强环境科学研究，组织开展高浓度有机废水处理等急需的重点水处理技术攻关；加速污染防治和生态工程成套设备的国产化，改变我国环保产业落后的现状，以适应我国污染防治的需要。 参考文献： [1] 钱 勇.现代废水处理新技术.北京:中国科学出版社,1993. [2] 井文涌.采取有力措施,推进中国水环境保护:水工业与可持续发展.北京:清华大学出版社,1998. [3] 解振华.完成跨世纪的环保任务.科技日报,1999 09 28(1). [4] 周春晖主编.过程控制工程手册[M].北京:化工出版社,1992.[2] 李永和主编.工业酸度计[M].北京:化工出版社,1988.

共有记录91条1 改性聚四氟乙烯膜在油田含油污水处理中的动电现象 蔺爱国 石油学报(石油加工) 2007/06 2 高浓度含氟含油污水处理 徐波 内蒙古科技与经济 2007/21 3 玻璃钢罐应用于含油污水处理站 戴颂周 油气田地面工程 2007/11 4 含油污水处理自动化技术 王向阳 油气田地面工程 2007/11 5 叶轮气浮机在含油污水处理中的应用 于振民 工业水处理 2007/09 6 含油污水处理中回收水池的设计 满秀红 油气田地面工程 2007/07 7 国内油田含油污水处理现状与展望 陈斌 科技信息(科学教研) 2007/17 8 含油污水处理技术 李波 辽宁化工 2007/01 9 克拉玛依油田高含硫含油污水处理技术试验研究 李凡修 石油天然气学报(江汉石油学院学报) 2006/06 10 化学助剂对含油污水处理效果的影响研究 郭春昱 石油规划设计 2006/05 11 塔中联合站含油污水处理 王钦平 油气田地面工程 2006/07 12 用于含油污水处理的气浮旋流耦合技术研究 白志山 环境污染治理技术与设备 2006/08 13 连铸机含油污水处理新工艺及其应用 葛平 工业水处理 2006/06 14 浅析含油污水处理工程改造 白生禄 铁道劳动安全卫生与环保 2006/03 15 油轮压舱含油污水处理技术分析 王兰菊 石油化工环境保护 2006/01 16 油田含油污水处理中膜技术的研究与应用 陈兰 精细石油化工进展 2006/02 17 连铸含油污水处理新工艺的研究 潘冠英 工业水处理 2006/03 18 膜分离技术在油田含油污水处理中的应用研究进展 蔺爱国 工业水处理 2006/01 19 电气浮含油污水处理工艺工业性试验研究 张登庆 环境污染治理技术与设备 2005/11 20 铁路某机务段含油污水处理站改造工程的技术措施 朱立鹏 地下工程与隧道 2005/04 含油污水处理技术摘 要: 介绍常用的含油废水处理技术的原理、特点及其除油设备,综述含油污水的处理方法。关 键 词: 含油废水; 技术; 污水处理方法含油污水的产量大,涉及的范围广,例如石油开采、石油炼制、石油化工、油品贮运、油轮事故、轮船航运、车辆清洗、机械制造、食品加工等过程中均会产生含油污水。油污染作为一种常见的污染,对环境保护和生态平衡危害极大。当今油水分离技术较多,常用的方法有重力分离法、空气浮选法、粗粒化法、过滤法、吸附法、超声波法等技术,并且新的除油技术还在不断的研发中。本文从除油器的原理及方法方面加以介绍。1 重力分离法重力分离法是典型的初级处理方法,是利用油和水的密度差及油和水的不相溶性,在静止或流动状态下实现油珠、悬浮物与水分离。分散在水中的油珠在浮力作用下缓慢上浮、分层,油珠上浮速度取决于油珠颗粒的大小,油与水的密度差,流动状态及流体的粘度。它们之间的关系可用stokes 和Newton 等定律来描述。1. 1 横向流除油器[1 ]横向流含油污水除油设备是在斜板除油器的基础上发展起来的,它由含油污水的聚结区和分离区两部分组成。含油污水首先经过交叉板型的聚结器,使小分散油珠聚并成大油珠,小颗粒固体物质絮凝成大颗粒,然后聚结长大的油珠和固体物质通过具有独特通道的横向流分离板区,而从水中分离出来。在进行油水、固体物质分离的同时,还可以进行气体(天然气) 的分离。1. 2 波纹板聚结油水分离器[2 ]波纹板除油原理主要是利用油、水的密度差,使油珠浮集在板的波峰处而分离去除,其关键是在于借助哈真浅池沉淀原理,制成波纹板变间距变水流流线,过水断面是变化的,水流呈扩散、收缩状态交替流动,产生了脉动(正弦) 水流,使油珠之间增加了碰撞机率,促使小油珠变大,加快油珠的上浮速度,达到油水分离的目的。1. 3 聚集型油水分离器[3 ]奥地利费雷公司在世界上率先开发了CPS一体化波纹板式重力加速聚集型油水分离器。该波形板是费雷公司的专利产品,以聚丙烯为基础材料,内含多种添加剂,使其具有亲油而不粘油、抗老化是特点。波纹板一块一块地叠加起来的,间距一般为6 mm(当水中悬浮物含量较高时,可采用间距12 mm 的设计) 。1. 4 高效仰角式游离水分离器[4 ]将卧式和立式游离水分离器相结合,采用仰角设计,克服了立式容器内油水界面覆盖面积小和卧式容器油水界面与水出口距离短,分离时间不充分的缺点。来液进口位于管式容器的上行端,水中油珠能聚结并爬高上行至顶端油出口,而水下沉至底端水出口排出。该设备仰角小于12°,长18. 3 m ,直径为1 372 mm和914 mm两种规格。2 过滤法过滤法是将废水通过设有孔眼的装置或通过由某种颗粒介质组成的滤层,利用其截留、筛分、惯性碰撞等作用使废水中的悬浮物和油分等有害物质得以去除。常用的过滤方法有3 种:分层过滤、隔膜过滤和纤维介质过滤。膜过滤法又称为膜分离法[5 ] ,是利用微孔膜将油珠和表面活性剂截留,主要用于除去乳化油和某些溶解油。滤膜包括超滤膜、反渗透膜和混合滤膜等。膜材料包括有机膜和无机膜两种,常见的有机膜有醋酸纤维膜、聚砜膜、聚丙烯膜等,常用的无机膜有陶瓷膜、氧化铝、氧化钴、氧化钛等。乳化油处于稳定状态,用物理方法或者化学方法很难将其分离。随着膜科学的飞速发展,膜过程处理乳化油污水已逐步被人们接受并在工业中应用。3 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,形成离心力场,因固体颗粒、油珠与废水的密度不同,受到的离心力也不同,达到从废水中去除固体颗粒、油珠的方法。常用的设备是水力旋流分离器。旋流分离器在液固分离方面的应用始于19 世纪40 年代,现在较为成熟,但在油/ 水分离领域的研究要晚得多。虽然液固分离与液液分离的基本原理相同,但二者设备的几何结构却差别较大。脱油型旋流分离器起源于英国。从20 世纪60 年代末开始,由英国南安普顿大学MartinThe w 教授领导的多相流与机械分离研究室开始水中除油旋流分离器的研究,发明了双锥双入口型液- 液旋流分离器。在试验过程中取得满意效果。随后,Young GAB 等人设计出的与双锥型旋流器具有相同分离性能但处理量要高出1 倍的单锥型旋流分离器。经过几何优化设计,Conoco 公司提出了K型旋流分离器,对于直径小于10μm的油滴分离性能提高更加明显。由于旋流分离器具有许多独特的优点,旋流脱油技术在发达国家含油废水处理特别是在海上石油开采平台上已成为不可替代的标准设备。4 浮选法浮选法,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。该法是在水中通入空气或其他气体产生微细气泡,使水中的一些细小悬浮油珠及固体颗粒附着在气泡上,随气泡一起上浮到水面形成浮渣(含油泡沫层) ,然后使用适当的撇油器将油撇去。该法主要用于处理隔油池处理后残留于水中粒经为10～60μm 的分散油、乳化油及细小的悬浮固体物,出水的含油质量浓度可降至20～30 mg/ L 。根据产生气泡的方式不同,气浮法又分为加压气浮、鼓气气浮、电解气浮等,其中应用最多的是加压溶气气浮法。5 生物氧化法生物氧化法是利用微生物的生物化学作用使废水得到净化的一种方法。油类是一种烃类有机物,可以利用微生物的新陈代谢等生命活动将其分解为二氧化碳和水。含油废水中的有机物多以溶解态和乳化态,BOD5 较高,利于生物的氧化作用。对于含油质量浓度在30～50 mg/ L 以下、同时还含有其他可生物降解的有害物质的废水,常用生化法处理,主要用于去除废水中的溶解油。含油废水常见的生化处理法有活性污泥法、生物过滤法、生物转盘法等。活性污泥法处理效果好,主要用于处理要求高而水质稳定的废水。生物膜法与活性污泥法相比,生物膜附着于填料载体表面,使繁殖速度慢的微生物也能存在,从而构成了稳定的生态系统。但是,由于附着在载体表面的微生物量较难控制,因而在运转操作上灵活性差,而且容积负荷有限。6 化学法化学法又称药剂法,是投加药剂由化学作用将废水中的污染物成分转化为无害物质,使废水得到净化的一种方法。常用的化学方法有中和、沉淀、混凝、氧化还原等。对含油废水主要用混凝法。混凝法是向含油废水中加入一定比例的絮凝剂,在水中水解后形成带正电荷的胶团与带负电荷的乳化油产生电中和,油粒聚集,粒径变大,同时生成絮状物吸附细小油滴,然后通过沉降或气浮的方法实现油水分离。常见的絮凝剂有聚合氯化铝(PAC) 、三氯化铁、硫酸铝、硫酸亚铁等无机絮凝剂和丙烯酰胺、聚丙烯酰胺( PAM) 等有机高分子絮凝剂,不同的絮凝剂的投加量和pH 值适用范围不同。此法适合于靠重力沉降不能分离的乳化状态的油滴和其他细小悬浮物。7 吸附法吸附法是利用亲油性材料,吸附废水中的溶解油及其他溶解性有机物。最常用的吸油材料是活性炭,可吸附废水中的分散油、乳化油和溶解油。由于活性炭的吸附容量有限(对油一般为30～80 mg/ g) ,成本高,再生困,一般只用作含油废水多级处理的最后一级处理,出水含油质量浓度可降至0. 1～0. 2 mg/ L 。1976 年湖南长岭炼油厂在废水处理中就采用了活性碳吸附进行深度处理。国内外对于新型吸附剂的研制也取得了一些有益的成果。研究发现,片状石墨能吸附由海上油轮漏油事件释放的重油并易于与水分离。吸附树脂是近年来发展起来的一种新型有机吸附材料,吸附性能好,再生容易,有逐步取代活性炭的趋势,有越来越多的业内人士研究高效吸油树脂的合成与应用[6 ] 。有研究表明,采用丙纶吸油材料从油工业废水中吸附分离和回收油类物质,可根据废水的初始状况、最终要求、水流流量等因素,选用合适的净化方法。此外,煤灰、改性膨润土、磺化煤、碎焦碳、有机纤维、吸油毡、陶粒、石英砂、木屑、稻草等也可用作吸油材料。吸油材料吸油饱和后,根据具体情况,再生重复使用或直接用作燃料。8 粗粒化法粗粒化法是利用油、水两相对聚结材料亲和力相差悬殊的特性,油粒被材料捕获而滞留于材料表面和孔隙内形成油膜,油膜增大到一定厚度时时,在水力和浮力等作用下油膜脱落合并聚结成较大的油粒。由斯托克斯公式可知,油粒在水中的浮升速度与油粒直径的平方成正比。聚结后粒经较大的油珠则易于从水中被分离。经过粗粒化的废水,其含油量及污油性质并无变化,只是更容易用重力分离法将油除去。8. 1 新型高效除油器[7 ]旋流除油、粗粒化除油及斜板除油技术,是当今普遍认为高效的除油技术。高效除油器是将上述多种高效除油技术于一体的高效合一除油器,其总体结构设计成卧式,由旋流(涡流段) 粗粒化段及斜板除油段组成。它不仅可提高除油效率,且方便操作、减少占地。根据江汉油田采出水特性,采用两段粗粒化及两段斜板除油,在进口ρ(油) ≤1 000 mg/ L 时, 出口达到后续处理设备(过滤器) 的进口要求ρ(油) ≤30 mg/ L 。8. 2 EPS 油水分离技术[8 ]EPS 油水分离器是一种高效、先进的油水分离装置。它融合了当今先进的板式除油和粗粒化聚结技术,集污水的预处理、油水分离以及二次沉淀和油的回收于一体;具有安装运行费用省、油水分离效果好,操作维护容易等特点,是立式除油罐、斜板除油装置(如美国石油协会的除油装置(API) 、波纹板斜板除油装置(CPI) 、平行斜板除油装置( PPI) 等的更新替代产品。EPS 油水分离器目前已在韩国、美国、波兰、印度、泰国、中国等国家有了实际的应用,污水处理效果普遍良好。9 声波、微波和超声波脱水技术声波可加速水珠聚结,提高原油脱水效率;超声波可降低能耗和减少破乳剂用量;而微波在降低乳状液稳定性的同时,还可加热乳状液,进一步促进水滴的聚结,在解决我国东部老油田因三采等引起的原油性质复杂的深度脱水问题方面具有很好的应用前景。微波是指频率为300 MHz～300 GHz 的电磁波[9 ] 。微波水处理技术是把微波场对单相流和多相流物化反应的强烈催化作用、穿透作用、选择性供能及其杀灭微生物的功能用于水处理的一项新型技术。超声波是一种高频机械波,其频率一般2 ×104～5 ×108 Hz 之间,具有能量集中、穿透力强等特点。超声波在水中可以发生凝聚效应、空穴或空化效应[10 ] 。当超声波通过含有污水的溶液时,造成微小油滴与水一起振动。但由于大小不同的粒子具有不同的相对振动速度、油滴将会相互碰撞、粘合,使油滴的体积增大。随后,由于粒子已变大、不能随声波振动了,只作无规则运动。最后水中小油滴凝聚并上浮,油水分离效果良好。超声处理乳化油污水时,必须以先通过实验,以确定最佳的声波频率,否则可能出现超声粉碎效应,影响处理效果。目前,国内外学者利用超声波技术降解水中的污染物已多达几十种,但所研究的对象多为单组分模拟体系,而实际污水中常含有多种污染物,因此超声波技术在实际污水处理中的适用性如何还有待进一步的研究。此外,目前有关利用超声波技术降解水中污染物的研究大多属于实验室阶段,且由于声化学反应过程的降解机理、反应动力学及反应器的设计放大等方面的研究开展得很不充分,目前还难以实现工程化。10 超声/ 电化学联用技术[9 ]利用超声的空化效应,可在电化学反应中使电极不形成覆盖层,避免电极活性下降;超声空化效应还有利于协同电催化过程产生·OH ,而使污水中的污染物的分解加速;超声还可使有机物在水溶液中充分分散,从而大幅度提高反应器的处理能力。Mizera 等在电解氧化处理含酚废水时发现,无超声存在时,只有50 %的分解率,若使用25 kHz、104 W/ m2 的超声波处理时,酚的分解率会提高到80 %。刘静等利用超声/ 电化学联用技术对印染废水的处理表明,在超声波和电场的协同作用下,废水的脱色率大大高于单独使用超声波时的脱色率。

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