เทคโนโลยีบำบัดน้ำเสียจากน้ำมัน

น้ำเสียที่มีน้ำมันส่วนใหญ่มาจากอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น การสกัดและการแปรรูปปิโตรเลียม ปิโตรเคมี เหล็ก โค้ก การแปรรูปเครื่องจักร การกำจัดสิ่งสกปรกบนสิ่งทอ การฟอกหนัง การขนส่งทางรถไฟ การฆ่าและการแปรรูปอาหาร และการจัดเลี้ยง

น้ำมันก่อให้เกิดอันตรายต่อสิ่งแวดล้อมอย่างร้ายแรง: เมื่อปล่อยลงสู่แหล่งน้ำ น้ำเสียที่เป็นน้ำมันจะก่อตัวเป็นชั้นฟิล์มน้ำมัน ซึ่งส่งผลต่อการอพยพของอากาศ น้ำ และปุ๋ย หากไหลลงดินจะขัดขวางการซึมผ่านของอากาศและสร้างความเสียหายให้กับโครงสร้างมวลรวมของดิน การปล่อยลงท่อระบายน้ำในเมืองอาจส่งผลต่อการทำงานปกติของโรงบำบัดน้ำเสีย ความเข้มข้นของน้ำมันในน้ำเสียที่ไหลลงสู่โครงสร้างการบำบัดทางชีวภาพโดยทั่วไปไม่ควรเกิน 30-50 มก./ลิตร มิฉะนั้นจะส่งผลต่อการเผาผลาญปกติของตะกอนเร่งและแผ่นชีวะ

น้ำมันในน้ำเสียที่มีน้ำมันมีอยู่สี่รูปแบบ: น้ำมันลอย, น้ำมันกระจาย, น้ำมันอิมัลชัน และน้ำมันละลาย

โดยทั่วไปน้ำมันที่ลอยอยู่จะมีขนาดอนุภาคมากกว่า 100 μm และสามารถกำจัดออกได้โดยการลอยตามธรรมชาติ

น้ำมันที่กระจายตัวมีขนาดอนุภาค 10-100 ไมโครเมตร และยังคงลอยอยู่ในน้ำ อย่างไรก็ตาม มันสามารถก่อตัวเป็นน้ำมันลอยได้หลังจากยืนไว้ในช่วงระยะเวลาหนึ่ง ดังนั้นจึงสามารถกำจัดออกได้โดยการลอยตามธรรมชาติ แม้ว่าระยะเวลาการคงตัวจะค่อนข้างนานก็ตาม

น้ำมันอิมัลชันมีขนาดอนุภาคน้อยกว่า 10 μm โดยทั่วไปคือ 1.1-2 μm มันมีอยู่ในน้ำในรูปแบบคอลลอยด์ที่เสถียร (อิมัลชัน) ดังนั้นจึงไม่สามารถกำจัดออกได้โดยการลอยตัวตามธรรมชาติ และต้องกำจัดออกโดยการแยกตัวออกจากน้ำตามด้วยการลอยตัวของอากาศ (หรือการตกตะกอน)

น้ำมันที่ละลายอยู่ในสถานะละลายในน้ำ และขนาดอนุภาคของมันก็เล็กกว่าน้ำมันที่ละลายแล้วด้วยซ้ำ ซึ่งบางอนุภาคมีเพียงไม่กี่นาโนเมตรเท่านั้น ทำให้แยกออกจากกันได้ยาก

จุดเน้นของการบำบัดน้ำเสียแบบน้ำมันอยู่ที่น้ำมันลอยน้ำและน้ำมันอิมัลชัน ในขณะที่น้ำมันที่ละลายจะได้รับการบำบัดโดยใช้การดูดซับและวิธีการอื่นๆ สำหรับการบำบัดขั้นสูงเมื่อมีความต้องการน้ำทิ้งสูง

น้ำเสียที่มีน้ำมันสามารถแบ่งได้เป็น 3 ประเภทหลักตามหลักการบำบัด ได้แก่ วิธีทางกายภาพ วิธีทางเคมี และวิธีการทางชีวภาพ

1. วิธีการทางกายภาพ

การใช้ความหนาแน่นที่แตกต่างกันระหว่างน้ำมันกับน้ำเพื่อให้น้ำมันที่ลอยอยู่ลอยตัวตามธรรมชาติเป็นวิธีการกำจัดน้ำมันขั้นพื้นฐานที่สุด

เครื่องแยกน้ำมัน

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 ไมโครเมตร มีการติดตั้งเครื่องขูดตะกอนที่ด้านล่างของถัง และท่อรวบรวมน้ำมันบนพื้นผิวจะรวบรวมน้ำมันที่ลอยอยู่ มีโครงสร้างที่เรียบง่ายและการทำงานที่มั่นคง แต่ต้องใช้พื้นที่ขนาดใหญ่

เครื่องแยกน้ำมันขนาดเล็ก: ใช้ในการใช้งานปริมาณน้อย- เช่น โรงอาหารและโรงรถ ความเร็วการไหลคือ 0.002-0.01 m/s และเวลาคงตัวคือ 0.5-10 นาที สามารถใช้ร่วมกับตัวกรองโค้กเพื่อการกำจัดน้ำมันเพิ่มเติมได้

การลอยตัวของอากาศ

การใช้ไมโครบับเบิลเพื่อยึดติดกับหยดน้ำมัน ช่วยเพิ่มความเร็วลอยตัวของหยดน้ำมันได้หลายร้อยเท่า นี่เป็นวิธีสำคัญในการขจัดน้ำมันที่อิมัลชันออก หลังจากที่น้ำเสียที่มีน้ำมันผ่านการบำบัดแยกน้ำมัน โดยปกติแล้วการลอยตัวของอากาศจะถูกวางไว้หลังจากนั้นเพื่อเป็นมาตรการเพิ่มเติมในการกำจัดน้ำมันที่อิมัลชันออก การเติมสารตกตะกอนอนินทรีย์ (เช่น อลูมิเนียมซัลเฟต เฟอร์ริกคลอไรด์ แคลเซียมไฮดรอกไซด์ ฯลฯ) สามารถปรับปรุงประสิทธิภาพการกำจัดน้ำมันได้อย่างมาก โดยเพิ่มอัตราการกำจัดจาก 28% เป็นมากกว่า 99%

วิธีการหยาบ

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%. อุปกรณ์มีขนาดเล็กและมีโครงสร้างเรียบง่าย แต่สารกรองมีแนวโน้มที่จะอุดตัน และผลกระทบจะลดลงอย่างมากเมื่อมีสารลดแรงตึงผิว

2. วิธีทางเคมี

วิธีการแข็งตัว

น้ำมันอิมัลซิฟายด์มีอยู่อย่างเสถียรเนื่องจากมีชั้นประจุลบ 2 ชั้นและมีการปกป้องจากอิมัลซิไฟเออร์ การเติมสารตกตะกอนจะรบกวนความเสถียรนี้ ส่งผลให้หยดน้ำมันจับตัวเป็นก้อนและแยกตัวออกจากกัน

สารตกตะกอนทั่วไป ได้แก่ สารตกตะกอนอนินทรีย์: อลูมิเนียมซัลเฟต, เฟอร์ริกคลอไรด์, เหล็กซัลเฟต, โพลีอลูมิเนียมคลอไรด์ (PAC), แคลเซียมไฮดรอกไซด์ ฯลฯ ; และสารตกตะกอนอินทรีย์: โพลีอะคริลาไมด์ (PAM) ชนิดประจุบวกและประจุลบ ฯลฯ ในการผลิตจริง มักใช้สารสองชนิดร่วมกัน: สารตกตะกอนอินทรีย์ + สารตกตะกอนอนินทรีย์เพื่อให้ได้ฟล็อคอนุภาคที่ใหญ่ที่สุด

กรด-วิธีการแยกสารละลายเบส

การปรับ pH ให้เป็นกรด (<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.

วิธีการอิเล็กโทรลิซิส/การแข็งตัวของเลือดด้วยไฟฟ้า

อิเล็กโทรไลซิสจะสลายสองชั้นบนพื้นผิวของหยดน้ำมันที่ผสมอิมัลชัน ในเวลาเดียวกัน โลหะอะโนไลต์จะละลายเพื่อสร้างฟองไฮดรอกไซด์ เมื่อรวมกับไมโครบับเบิลที่เกิดจากอิเล็กโทรลิซิส จะทำให้เกิดผลที่ครอบคลุมของการเกิดปฏิกิริยาแข็งตัวของเลือดด้วยไฟฟ้า การเกิดฟองด้วยไฟฟ้า และการทำให้ประจุเป็นกลาง เมื่อใช้อลูมิเนียมเป็นขั้วบวกและเหล็กเป็นแคโทด อลูมิเนียมจะละลายเป็นอะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ ซึ่งทำหน้าที่เป็นสารตกตะกอนเพื่อจับตัวเป็นก้อนและกำจัดน้ำมัน

3. การบำบัดทางชีวภาพ

สำหรับน้ำเสียที่มีความเข้มข้นต่ำ-หลังจากการบำบัดล่วงหน้าด้วยน้ำมันที่ละลายแล้ว สามารถใช้การบำบัดทางชีวภาพได้:

กระบวนการตะกอนเร่ง: ต้องควบคุมความเข้มข้นของน้ำมันที่ไหลเข้าให้ไม่เกิน 30-50 มก./ลิตร

ตัวกรองทางชีวภาพ: ปรับตัวได้สูง สามารถใช้สำหรับการบำบัดเบื้องต้นหรือการบำบัดทุติยภูมิ

กระบวนการ CASS (กระบวนการหมุนเวียนตะกอนเร่ง)

บ่อเติมอากาศ/บ่อออกซิเดชั่น: สามารถใช้ได้เมื่อมีพื้นที่เพียงพอ

ขึ้นอยู่กับรูปแบบของน้ำมันในข้อกำหนดด้านน้ำเสียและการปล่อยทิ้ง โดยปกติแล้วกระบวนการรวมหลายขั้นตอนหลาย-จะถูกนำมาใช้

น้ำเสียจากการกลั่นน้ำมัน/ปิโตรเคมี: น้ำเสียจากน้ำมัน → ตะแกรงแท่ง → ตัวแยกน้ำมันไหลในแนวนอน → ตัวแยกน้ำมันแบบแผ่นเอียง → ถังปรับสมดุล → การลอยตัวของอากาศ (สองขั้นตอน) → การทำให้เป็นกรดไฮโดรไลซิส → CASS → ตัวกรองเปลือกวอลนัท → มาตรฐานการปล่อยประจุ

น้ำเสียที่มีน้ำมันจากอุตสาหกรรมเหล็กและเหล็กกล้า: น้ำเสียที่มีน้ำมัน → ถังปรับสมดุล → การแยกแบบคงที่ → การตกตะกอนจากการตกตะกอน → การลอยอยู่ในอากาศ → ถังทำให้บริสุทธิ์ → นำกลับมาใช้ใหม่หรือระบายออก

กระบวนการแยกน้ำเสียที่มีความเข้มข้นสูง-กรด-เป็นเบส: น้ำเสียที่เป็นน้ำมัน → เติมกรดซัลฟิวริกเพื่อปรับ pH < 1 → ความร้อนและเดือด → น้ำมัน-การแยกน้ำ → การทำให้เป็นกลางของด่าง → การแข็งตัว → การตกตะกอน → การกรอง → การปล่อยออก