海水中油类污染物的防治方法有哪些

水体中含油污水的处理技术
石油污染物进入水体后,在环境条件等因素的作用下,其组成性质和存在形式都会有所变化。一般来讲,石油类污染物主要以漂浮油、分散油、乳化油、溶解油、油- 固体物等5 种状态存在于水中。水体石油污染的处理既要去除废水中的大量石油类物质,同时也要考虑降低废水的化学需氧量(COD)和生物需氧量(BOD)等,其有效性和经济性应以石油等污染物的去除率或转化率、残留量为比较基准。不同类型的含油污水要采用不同的处理方法,目前国内外含油污水的处理技术按处理原理可分为4 种:物理法、化学法、物理化学法和生物化学法。
1　物理法
物理处理法的重点是去除含油污水中的矿物质和大部分固体悬浮物、油等。包括重力分离、离心分离、粗粒化、过滤、膜分离等方法。重力分离法是初级处理方法,它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、悬浮物与水的分离。离心分离法是使装有采油污水的容器高速旋转,形成离心力场,因油粒和污水的性质不同,受到的离心力也不同,相对密度大的水受到较大的离心作用被甩到外侧,相对密度小的油珠则被留在内侧,并聚结成大的油珠而上浮达到分离目的。粗粒化法是利用油- 水两相相对于聚结材料亲和力的不同来进行分离,当含油污水流经过一些疏水亲油物质时,油珠在其润湿、聚结、碰撞聚结、截流、附着等联合作用下聚集成较大的油滴。过滤法是将含油污水通过设有孔眼的装置或通过由某种介质组成的滤层,使污水中的悬浮物得以去除,主要是利用颗粒介质的截流、惯性碰撞、筛分、表面黏附、聚并等作用,将水中油分除去。膜分离法是利用膜的选择透过性对采油污水进行分离和提纯的方法,其机理是用1张(或1对)多孔滤膜,利用液- 液分散体系中两相与固体膜表面亲和力不同而达到分离的目的[6] 。
2　化学法
化学处理法主要用于处理含油污水中不能单独用物理方法或生物方法去除的一部分胶体和溶解性物质,常用的方法有化学破乳法、化学氧化法等。化学破乳法包括盐析法、酸化法、凝聚法。由于乳化油呈稳定状态,要达到油水分离首先要破乳,即向水中投入化学药剂,药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发生电中和作用,以降低其表面电位,再经过处理使油粒聚集,粒径变大,使浮力随之增大,从而达到油水分离的目的。化学氧化法能将污水中呈溶解态的无机物和有机物转化为微毒、无毒物质或转化成容易与水分离的形态。氧化法又可分为氧化剂氧化法、电解氧化法和光化学催化氧化法。氧化剂氧化法是指利用强氧化剂氧化分解污水中的油和COD 等污染物质以达到净化含油污水的一种方法。电解氧化法是指在污水中插入电极并通过直流电,使污水中的油和COD等污染物质在阳极发生电氧化作用或与电解所产生的氧化性物质发生作用以达到净化含油污水的一种方法。光化学催化氧化法是采用半导体材料利用太阳光能或人造光能以达到净化含油污水的一种方法[7]。
3　物理化学法
物理化学法主要包括气浮法、吸附法、电化学法、超声波分离法等,这些方法一般都具有适应性较强、选择性广的优点。气浮法是依靠气泡表面吸附油粒或悬浮物以达到分离的目的,在含油污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,形成水- 气- 油粒三相混合体系,随气泡一起上浮到水面形成浮渣,然后使用适当的撇油器将油撇去。吸附法是利用吸附剂的多孔性和大的比表面积,将含油污水中的溶解油和其他溶解性有机物吸附在表面从而实现分离。超声波分离法是当超声波通过含油污水时,会使微小油滴与水一起振动,而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、黏合,使其体积增大,随后变大的粒子不能随声波振动,只作无规则运动,最后水中的油滴凝聚并上浮,再用其他设备分离。电化学法包括电凝聚、电气浮和电火花法。电凝聚是利用溶解性电极电解含油污水,从溶解性阳极溶解出金属离子,金属离子水解生成氢氧化物,它能吸附和凝聚乳化油与溶解油,沉淀后除去油。电气浮是利用不溶性电极电解采油污水,在电解分解作用和初生态的微小气泡上浮作用下,使乳化油破坏,并使油珠附着在气泡上。电火花法是利用交流电来去除采油污水中的乳化油和溶解油,在电场作用下筒内的导电颗粒间会产生电火花,在电火花和水中均匀分布的氧的作用下,油分被氧化和燃烧分解[8]。
4　生物化学法
生物化学(生化)处理法是利用微生物的生化作用,将复杂的有机物分解为简单物质,从而将有毒物质转化为无毒物质,使含油污水得到净化。微生物可将有机物作为营养物质,使其一部分被吸收转化成为微生物体内的有机成分或增殖成新的微生物,其余部分可被微生物氧化分解成简单的有机或无机物质。根据氧气的供应与否,生化法可分为好氧生物处理和厌氧生物处理;从过程形式上可分为污泥法、生物过滤法和氧化塘法。张海针对大庆地区石油类化合物污染湖泊水质的特点和气候条件,分别采用包含砾石床、砾石芦苇床、炉渣芦苇床、炉渣床去除石油, 平均去除率分别为24.7%、28.4%、45.9%、42.9%[9]。
综上所述,含油污水的处理方法较多,各有优缺点。一般情况下单一方法的处理效果均不佳,在实际应用中通常是2或3 种方法联合使用,才能使水质达到标准。处理手段一般是先用物理方法分离、然后用化学法去除、再用生物法降解。