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摘要：含油废水是广泛产生于工业过程的一大类废水，具有难降解、危害大和环境风险高等特性，是工业污染防控的重点和难点。同时，油水分离也是世界性的挑战，随着工业含油废水排放量的增加和溢油事件的频繁发生，高效的处理技术是环境和经济需求的必要条件。本文对含油废水处理工艺研究进展及展望进行探讨。
关键词：含油废水；处理工艺；研究进展
1含油废水性质
含油废水不仅来源广泛，而且成分十分复杂。石油化工、机械制造与食品加工企业中，所有和油类物质接触过的水，都将含有一定量的油。比如，在冶金工艺中，部分设备与材料生产时要在冷却与润滑等过程中使用水，并且在运行过程中经常和材料及设备发生接触，使水中含有大量油脂、颗粒及粉尘，产生含油废水。伴随生产行业快速发展，不同企业产生的含油废水无论是在特点还是性质上，都有很大的差别。通常，含油废水当中的油含量从几十毫克每升到数万毫克每升。按照油的存在形式，可将含油废水当中的油分成以下几种：
1）浮油，粒径在100μm以上，漂浮在水面上，可产生油层或者是油膜；
2）分散油，以小滴形式悬浮在水面上，状态不稳定，一段时间以后可能会变成浮油，粒径通常保持在10-100μm；
3）乳化油，如果废水当中存在活性剂，或者是混合物在经过高速旋转以后，油滴可以变成乳化液，稳定的分散在水中，其粒径通常较小，不超过10μm，处于0.1-2.0μm，仅采用静置的方法很难实现分离；
4）溶解油，即以某种化学方法溶解而成的油，状态分散，且粒径很小，通常在0.1μm以内。因油在水中溶解度极小，只有5-51mg/L，所以这一部分的占比通常不超过0.5%。
2含油废水处理工艺技术
2.1浮选法
该方法还可称之为气浮法，是当前国内外十分重视的一项处理技术。向水中不断通入气体，以产生大量微小气泡，促使含油废水当中细小油珠能够附着到气泡的表面，与气泡同时发生上浮，在到达水面后产生浮渣，再用撇油器等装置除油。这一方法一般用在悬浮物处理、分散油处理和乳化油处理中，出水中油的实际浓度能降低到20-30mg/L。按照不同的气泡生成方式，可将该方法分成以下几种：电解法气浮、加压法气浮、鼓气法气浮，以加压法气浮最为常用。此外值得一提还有基于混凝沉淀的方法，即在气浮时加入混凝剂，保证气浮效果。然而，这一方法会产生很多浮渣，而且含有很多气泡。也可采用吸附的方法实现气浮，也就是在气浮池当中添加活性剂，对废水当中的污染物及油进行吸附，并使其他悬浮物和气泡同时上浮，在达到表面后人工去除。
2.2生化法
生化法，即生物氧化法，利用微生物产生的生化作用对废水进行净化处理。对油类物质而言，它属于烃类有机物，微生物自身新陈代谢过程中会分解一部分有机物，产生水与二氧化碳。在含油废水当中，有机物通常以乳化态或者是溶解态等形式存在，含有很高的BOD5，这对生物氧化是十分有利的。如果废水中的油含量低于30mg/L，则采用这一方法可以有效去除。可在含油废水处理中使用的生化技术包括：转盘法、活性污泥法与过滤法。其中，活性污泥法具有良好的处理效果，在对处理效果有较高要求时常用，但要求水质必须保持稳定。相较于活性污泥法，生物膜法所用的生物膜与填料的表面接触，能为微生物的正常发育繁殖提供场所，形成生态系统。
然而，因附着于载体上的微生物数量很难控制，所以缺乏灵活性，并且容积负荷也十分有限。以石化炼油为例，其对含油废水的处理，一般采用以下工艺流程：先隔油、再气浮、最后生化。这套工艺所需基础设施建设费用较低，且出水水质良好，但需要投入大量的人员及资金进行运行管理，尤其是在BOD5实际浓度相对较低时，所用的活性污泥难以达到理想作用，导致系统始终处在高泥龄状态。对此，可通过和BOD5实际浓度相对较高的污水的混合来解决。
2.3化学法
该方法还可称之为药剂法，通过所用药剂具有的化学作用来转化废水当中的污染物，使其成为对环境和人体无害的物质。目前以氧化还原、沉淀和中和等最为常用。但对于含油废水，现在以混凝法为主。该方法是指向废水中添加絮凝剂，完成水解后产生胶团和乳化油中和，使油粒大量聚集，增大粒径，生成絮状物对细小的油滴进行吸附，最后通过气浮或者是沉降进行油水分离。该方法主要用在依靠重力难以分离的含油废水，具有成本低、操作简单、效果好等优势。
2.4膜分离法
膜分离法是目前主流的含油废水处理技术，单独使用即可截留90%以上的乳化油脂废水，在石油生产，化工等工业活动中运用广泛。与传统过滤工艺相比，膜可以在分子范围内进行分离，膜的孔径一般为微米级和纳米级，对分子量在500～300000的标准有机物进行有效截留。与离心分离、混凝气浮、旋流器等常规分离技术相比，膜分离技术因分离效率高、操作简单等优点，被认为是油水分离的一项重要技术。纳米技术的快速发展为膜研究工作提供了新的思路，市场上已有大量纳米结构的高效分离功能膜材料。目前，使用率较高的商用工业高分子膜有PVDF、PES、PS、PVC等超滤膜，这些膜材料通常会因为膜污染问题而影响使用周期。因此，抗污染是该领域研究的主要方向。将碳纳米管网络状薄膜与聚乙烯醇进行复合形成的碳纳米管聚乙烯醇（CNT-PVA）膜是目前的热门研究，利用浸入滚动的方法制备碳纳米管/聚乙烯醇复合薄膜，将这种复合膜与两种商用工业高分子膜（PVDF膜和PES膜）进行了比较，在渗透通量和使用周期上均效果显著。因此，与这两种膜相比，CNT-PVA膜具有更强的抗油污能力，在处理乳化含油废水方面显示出优越的潜力。同时，在此基础上开发出利用电辅助碳纳米管-聚乙烯醇复合膜处理乳化含油废水，以高水通量、高电导率的碳纳米管-（CNT-PVA）复合膜为阴极，对正十六烷-水乳和切割液乳液进行过滤，提高了膜的除油效率，减轻了膜污染问题。另外，高分子膜改性也是关注的热点。改性技术如化学接枝、物理掺杂、表面改性等，可以克服高分子材料疏水性造成的缺陷，引起人们的广泛关注。例如：聚砜（PSF）树脂材料被广泛应用于超滤膜的制备。然而，聚砜的疏水性也同样会导致膜污染。利用新的二维材料Mxene材料的亲水性，采用原位嵌入法将Mxene材料嵌入PSF，使改性后的复合膜材料具有更好的亲水性和高耐污性，以弥补PSF材料的不足。一种新型的改性膜（双层FO膜）包括：夹在高密度聚酰胺（PA）层之间的全多孔亚层，用于抑制盐的高密度聚酰胺（PA）层和用于去除乳化油颗粒的松散致密的底层两性离子层。采用界面聚合法合成了聚乙烯醇（PA）层，底层为两性离子聚电解质刷（聚（3-（N-2-甲基）氧乙基-N，N-二甲基）氨丙砜），简称PMAPS层。所制备的双层膜的乳化油水的分离性能显著优于单层膜，且污染率更低。两性离子材料是一种新兴材料，能够利用静电和氢键的相互作用结合大量水分子，形成较强的水化层，因其可有效防止油在膜表面的粘附而被认为是新一代的防污材料。近年来，两性离子材料的改性逐渐成为学术界和工业界研究热点，离子单体的表面接枝已成为改性两性聚合膜的一种有效方法。
结束语
含油废水若未经处理直接排放，将对水环境造成严重污染和破坏。因此，应根据含油废水的性质、特点，采取有效的技术进行处理，并兼顾成本、操作便利性及处理效果，以此在保证效果的同时，做到经济合理、科学可行。
参考文献：
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[2]杨瑞，张翻.含油废水处理技术进展[J].当代化工，2018，v.47；No.271（08）：161-163+167.