Technologie čištění olejových odpadních vod

Olejové odpadní vody pocházejí hlavně z průmyslových odvětví, jako je těžba a zpracování ropy, petrochemie, ocel, koksování, strojní zpracování, praní textilu, činění kůží, železniční doprava, porážka a zpracování potravin a stravování.

Ropa představuje vážná nebezpečí pro životní prostředí: Při vypouštění do vodních útvarů tvoří zaolejovaná odpadní voda olejový film, který ovlivňuje migraci vzduchu, vody a hnojiv. Pokud zatéká do půdy, brání propustnosti vzduchu a poškozuje strukturu půdního agregátu. Vypouštění do městských kanalizačních potrubí může ovlivnit normální provoz čistíren odpadních vod. Koncentrace oleje v odpadních vodách proudících do struktur biologického čištění by obecně neměla překročit 30-50 mg/l; jinak to ovlivní normální metabolismus aktivovaného kalu a biofilmu.

Ropa v olejové odpadní vodě existuje ve čtyřech formách: plovoucí olej, dispergovaný olej, emulgovaný olej a rozpuštěný olej.

Plovoucí olej má obecně velikost částic větší než 100 μm a lze jej odstranit přirozenou flotací.

Dispergovaný olej má velikost částic 10-100 μm a zůstává suspendován ve vodě. Po určité době odstátí však může tvořit plovoucí olej, takže jej lze odstranit přirozenou flotací, i když doba zdržení je poměrně dlouhá.

Emulgovaný olej má velikost částic menší než 10 μm, obecně 1,1-2 μm. Ve vodě existuje jako stabilní koloidní forma (emulze), nelze jej tedy odstranit přirozenou flotací a musí být odstraněn deemulgací a následnou vzduchovou flotací (nebo sedimentací).

Rozpuštěný olej existuje v rozpuštěném stavu ve vodě a jeho velikost částic je ještě menší než u emulgovaného oleje, některé jen několik nanometrů, což ztěžuje separaci.

Čištění zaolejovaných odpadních vod se zaměřuje na plovoucí olej a emulgovaný olej, zatímco rozpuštěný olej se upravuje pouze adsorpcí a dalšími metodami pro pokročilé čištění, když jsou požadavky na odpadní vody vysoké.

Zaolejované odpadní vody lze rozdělit do tří hlavních kategorií podle principu čištění: fyzikální metody, chemické metody a biologické metody.

1. Fyzikální metody

Využití rozdílu hustoty mezi olejem a vodou, aby plovoucí olej mohl přirozeně plavat, je nejzákladnější metodou odstraňování oleje.

Odlučovač oleje

Horizontal Flow Oil Separator: Wastewater flows in from one end and out from the other, with a horizontal flow velocity of 2-5 mm/s and a residence time of 90-120 min. It can remove oil droplets with a diameter >150 μm. Na dně nádrže je instalována škrabka na kal a povrchové sběrné potrubí oleje shromažďuje plovoucí olej. Má jednoduchou strukturu a stabilní provoz, ale vyžaduje velkou plochu.

Malý odlučovač oleje: Používá se v malých{0}}objemových aplikacích, jako jsou jídelny a garáže. Rychlost proudění je 0,002-0,01 m/s a doba zdržení je 0,5-10 min. Lze jej kombinovat s koksovým filtrem pro další odstraňování oleje.

Vzduchová flotace

Využití mikrobublin k přilnutí k olejovým kapičkám, stonásobné zvýšení jejich plovoucí rychlosti, je klíčovou metodou pro odstranění emulgovaného oleje. Poté, co zaolejovaná odpadní voda projde čištěním oddělováním oleje, je obvykle následována vzduchová flotace jako další opatření k odstranění emulgovaného oleje. Přidání anorganických koagulantů (jako je síran hlinitý, chlorid železitý, hydroxid vápenatý atd.) může výrazně zlepšit účinnost odstraňování oleje a zvýšit rychlost odstraňování z 28 % na více než 99 %.

Metoda hrubého zrnění

Oil-containing wastewater flows through oleophilic and hydrophobic filter media (such as anthracite, quartz sand, polypropylene plastic, etc.). Tiny oil droplets are adsorbed and aggregate to form larger oil droplets, which then float and separate. This method can remove oil droplets with a particle size ≥60μm, achieving an oil removal rate >95 %. Zařízení má malou velikost a jednoduchou strukturu, ale filtrační médium je náchylné k ucpávání a účinek výrazně klesá, pokud jsou přítomny povrchově aktivní látky.

2. Chemická metoda

Koagulační metoda

Emulgovaný olej existuje stabilně díky své záporně nabité dvojité vrstvě a ochraně emulgátorů. Přidání koagulantů tuto stabilitu naruší, což způsobí koagulaci a oddělení kapiček oleje.

Mezi běžné koagulanty patří anorganické koagulanty: síran hlinitý, chlorid železitý, síran železnatý, polyaluminiumchlorid (PAC), hydroxid vápenatý atd.; a organické flokulanty: polyakrylamid (PAM), kationtové a aniontové typy atd. Ve skutečné výrobě se často používají v kombinaci dvě činidla: organický flokulant + anorganický koagulant pro získání největších vloček částic.

Metoda kyselé-bázové deemulgace

Úprava pH na kyselé (<1) with sulfuric acid and boiling for 20-30 minutes can separate 97% of the oil; then adjusting the pH to 8 with alkali and adding alum can recover 99% of the oil. Sodium dihydrogen phosphate can also be used instead of sulfuric acid; heating to 95℃ and centrifuging can reduce the oil content to 75 mg/L, and neutralization with calcium hydroxide can further reduce it to below 30 mg/L.

Metoda elektrolýzy/elektrokoagulace

Elektrolýza rozbíjí dvojitou vrstvu na povrchu emulgovaných kapiček oleje. Současně se anolytový kov rozpouští za vzniku vloček hydroxidu. V kombinaci s mikrobublinami generovanými elektrolýzou je dosaženo komplexního účinku elektrokoagulace, elektroflotace a neutralizace náboje. Při použití hliníku jako anody a železa jako katody se hliník rozpouští za vzniku hydroxidu hlinitého, který působí jako koagulant pro koagulaci a odstranění oleje.

3. Biologická léčba

Pro nízkokoncentrované zaolejované odpadní vody po předčištění rozpuštěným olejem lze použít biologické čištění:

Proces aktivovaného kalu: Koncentraci přitékajícího oleje je třeba kontrolovat tak, aby nepřesahovala 30-50 mg/l.

Biologický filtr: Vysoce adaptabilní, lze jej použít pro předúpravu nebo sekundární úpravu.

Proces CASS (Circulating Activated Sludge Process).

Aerační jezírko/oxidační jezírko: Lze použít, když je k dispozici dostatečná plocha půdy.

Na základě formy oleje v odpadních vodách a požadavků na vypouštění se obvykle používají vícestupňové kombinované procesy.

Rafinace oleje/petrochemické odpadní vody: Olejová odpadní voda → Tyčové síto → Horizontální průtokový odlučovač oleje → Šikmý deskový odlučovač oleje → Vyrovnávací nádrž → Vzduchová flotace (dvě stupně) → Okyselení hydrolýzou → CASS → Filtr z ořechových skořápek → Vypouštění splňující normy.

Olejové odpadní vody z železářského a ocelářského průmyslu: Zaolejované odpadní vody → Vyrovnávací nádrž → Statická separace → Koagulační sedimentace → Vzduchová flotace → Čistící nádrž → Opětovné použití nebo vypuštění.

Proces deemulgace olejové odpadní vody s vysokou -kyselinou-zásady: olejová odpadní voda → přidání kyseliny sírové pro úpravu pH < 1 → zahřátí a vaření → olej-separace vody → neutralizace alkálií → koagulace → sedimentace → filtrace → vypouštění.