5．含油污水
含油污水主要来自点火油区油缸脱水、卸油栈台的冲洗水和燃油泵房的排水，自燃油储槽和油罐区冲洗水，来自汽轮机油冷却器、给水泵油冷却器、变压器等这些不定期排放的含油废水。主要污染指标为油量和含酚。
第三节 火电厂废水处理技术及设备
一、物理处理技术及设备 1. 混凝
各种废水都是以水为分散介质的分散体系。根据分散相粒度的不同，废水分为三类：分散相粒度为0.1～1nm间的称为真溶液；分散相粒度为1～100nm之间的称为胶体溶液；分散相粒度大于100nm称为悬浮液。通常悬浮液可采用沉淀或过滤处理，而部分微小的悬浮物和胶体溶液可采用混凝处理。
混凝就是在废水中预先投加化学药剂来破坏胶体的稳定性，使废水中的胶体和细小悬浮物聚集成具有可分离性的絮凝体，再加以分离除去的过程。
胶体能够保持分散的悬浮状态的现象称为胶体的稳定性。它是由胶体特性决定的。胶体的特性包括光学性质、力学性质、表面性能、动电现象四个方面。胶体的光学性质是指胶体在水溶液中能引发光的反射的性质。其力学性能主要是指胶体的布朗运动，即胶体颗粒所做的一刻不停的运动，这是胶体颗粒不能自然沉淀的原因。胶体的表面性能指因为胶体颗粒微小，故而比表面积大，具有极大的表面自由能，从而使胶体颗粒具有强烈的吸附能力和水化作用。胶体的动电现象包括电泳与电渗，二者都是由于外加电位差的作用而引起的胶体溶液系统内固相与液相间产生的相对移动。电泳现象说明胶体微粒是带电的。由于胶体微粒的带电性，当它们互相靠近时，就产生排斥力，因此不能聚合。
凝聚、絮凝和混凝这三个词常引起混淆。严格地说，凝聚(Coagulation)是指胶体被压缩双电层而脱稳的的过程，絮凝(Floculation)则指胶体由于高分子聚合物的吸附架桥作用聚集成大颗粒絮体的过程。混凝则包括凝聚与絮凝两种过程。凝聚是瞬时的，只需将化学药剂扩散到全部水中的时间即可。絮凝则与凝聚作用不同它需要一定的时间让絮体长大，但在一般情况下两者难以截然分开。习惯上，将低分子电解质称为凝聚剂，而将高分子药剂称为絮凝剂。本书把能起凝聚与絮凝作用的药剂统称为混凝剂。当单用混凝剂不能取得良好效果时，可投加某类辅助药剂以提高混凝效果，这种辅助剂称为助凝剂。
（1）混凝剂
用于水处理的混凝剂要求：混凝效果好，对人类健康无 害，价廉易得，使用方便。目前常用的混凝剂按化学组成分为无机盐类和有机高分子类。无机盐类混凝剂应用最广泛的是铝系和铁系金属盐，可分为普通铝、铁盐和碱化聚合盐，另外还有活化硅酸等.下面对几种主要的混凝剂作一介绍。
①硫酸铝。硫酸铝是世界上水和废水处理中使用最多的混凝剂。三价金属铝在水中的存在状态是带六个结晶水的Al（H2O)3+6。当pH值小于4时，这种水合铝离子是水中存在
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的主要形态，如pH值升高，水合离子就产生结合水的水解，生成各种羟基铝离子；如pH值继续升高，其水解继续进行，最后生成氢氧化铝的沉淀物。Al3+的水解产物兼有凝聚和絮凝两种作用的特性。
常用的硫酸铝含18个结晶水，其产品有精制和粗制两种。精制硫酸铝是白色结晶体。粗制硫酸铝的Al2O3含量不少于14.5～16.5，不溶杂质含量不大于24%～30%，价格价格较低，但质量不稳定，因含不溶杂质较多，增加了药液配制和排除废渣等方面的困难。硫酸铝易溶于水，水溶液呈酸性，室温时溶解度大致是50%，pH值在2.5以下。在沸水中溶解度提高至90%以上。
硫酸铝使用便利，混凝效果较好，不会给处理后的水质带来不良影响。当水温低时硫酸铝水解困难，形成的絮体较松散。
硫酸铝可分干式或湿式投加。湿式投加时一般采用10%～20%的浓度(按商品固体重量计算)。硫酸铝使用时水的有效pH值范围较窄，跟原水硬度有关，对于软水，pH值在5.7～6.6；中等硬度的水为6.6～7.2；硬度较高的水则为7.2～7.8。因此在投加硫酸铝时应考虑上述特性，以免加入过量硫酸铝，会使水的pH值降至其适宜的pH值以下，既浪费药剂，又使处理后的水发浑。
明矾是硫酸铝和硫酸钾的复盐Al2（SO4）3·K2SO4·24H20，其中A12O3含量约10.6%，是天然物，其作用机理与硫酸铝相同。
②聚合氯化铝。聚合氯化铝作为一种高分子混凝剂于60年代在日本首先进入使用阶段。其化学式可写为[Al2 (OH)nCl6-n]m，式中n可取1到5中间的任何整数，m为≤10的整数。这个化学式实际指m个Al2 (OH)nCl6-n（称羟基氯化铝）单体的聚合物。
聚合氯化铝中[OH]与[Al]的比值对混凝效果有很大关系，一般可用碱化度B（%）表示：B=[OH]/3[Al]，一般要求B为40～60%。
聚合氯化铝与其他混凝剂相比，具有下列优点：应用范围广，对各种废水都可以达到好的混凝效果；易快速形成大的矾花，沉淀性能好，投药量一般比硫酸铝低，过量投加时也不会像硫酸铝那样造成水浑浊；适宜的pH值范围较宽(在5～9间)，且处理后水的pH值和碱度下降较小；水温低时，仍可保持稳定的混凝效果；其碱化度比其他铝盐、铁盐都高，因此药液对设备的侵蚀作用小。
继聚合氯化铝之后，日本还研制了聚合硫酸铝及聚合氯化铝与聚合硫酸铝的混合物，正在推广使用中。
③三氯化铁。铁盐在水溶液中的性质基本上与铝盐相同。与铝盐相比，铁盐适用的pH值范围更大，形成的氢氧化物絮体大，且密度大，因而所形成的絮体沉降速度快。
三氯化铁有无水物、结晶水物和液体三种，其中常用的是三氯化铁(FeCl3·6H2O)，它是黑褐色的结晶体，有强烈吸水性，极易溶于水，其溶解度随
温度上升而增加，形成的矾花，沉淀性好，处理低温水或低浊水效果比铝盐的好(适宜的pH值范围较宽，但处理后的水的色度比铝盐的高)。三氯化铁液体、晶体物或受潮的
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无水物腐蚀性极大，调制和加药设备必须考虑用耐腐蚀材料。参考用量：用于澄清时，为5～150mg/L，用于生活污水处理，100～150mg/L。
④硫酸亚铁。硫酸亚铁FeSO4·7H20是半透明绿色晶体，易溶于水，在水温20℃时溶解度为21%，硫酸亚铁离解出的Fe2+只能生成最简单的单核络合物，因此，不如三价铁盐那样有良好的混凝效果。残留在水中的Fe2+会使处理后的水带色，Fe2+与水中的某些有色物质作用后，会生成颜色更深的溶解物。因此，使用硫酸亚铁时应将二价铁先氧化为三价铁，然后再起混凝作用。参考用量：用于澄清时，为5～150mg/L，用于生活污水处理，100～150mg/L。
⑤聚合硫酸铁。聚合硫酸铁的化学式为[Fe2(OH)n(SO4)3-n/2]m。它与聚合铝盐都是具有一定碱化度的元机高分子聚合物，而且作用机理也颇为相似。适宜水温为10～50℃，pH5.0～8.5，但在pH4.0～11范围内仍可使用。与普通铁铝盐相比，它具有投加剂量少，絮体生成快，对水质的适应范围广以及水解时消耗水中碱度少等一系列优点，因而在废水处理中的应用越来越广泛。
⑥活化硅酸。活化硅酸是在30年代后期作为混凝剂开始在水处理中得到应用的。由于呈真溶液状态的活化硅酸在通常PH条件下组分带有负电荷，对胶体的混凝是通过吸附架桥使粒子粘连而完成的，因而常被称为絮凝剂或助凝剂。活化硅酸一般无商品出售，需在水处理现场制备，其原因是活化硅酸在储存时易析出硅胶而失去絮凝功能。活化硅酸实质上是硅酸纳在加酸条件下水解聚合反应进行到一定程度的中间产物，其组分特征(如电荷、大小、结构)取决于水解反应起始的硅浓度、反应时间(从酸化到稀释)和反应时的pH值。 ⑦有机高分子类混凝剂。高分子混凝剂分为天然和人工两种，其中天然高分子混凝剂的应用远不如人工的广泛，主要原因是其电荷密度小，分子量较低，且容易发生降解而失去活性。高分子混凝剂一般为链状结构，各单体间以共价键结合。单体的总数称为聚合度，高分子混凝剂的聚合度约从1000～5000，甚至更高。高分子混凝剂溶于水中，将生成大量的线型高分子。
根据高分子聚合物所带基团能否离解及离解后所带离子的电性，有机高分子混凝剂可分为阴离子型、阳离子型和非离子型。阴离子型主要是含－COOM(M为H＋或金属离子)或—SO3H的聚合物，如部分水解聚丙烯酰胺（HPAM）和聚苯乙烯磺酸钠（PSS）等。阳离
＋＋＋
子型主要是含－NH3、－NH2和－NR4的聚合物，如聚二甲基氨甲基丙烯酰胺(APAM)等。非离子型是所含基团不发生离解的聚合物，如聚丙烯酰胺(PAM)和聚氧化乙烯(PEO)等。高分子混凝剂中，以聚丙烯酰胺应用最为普遍，其产量占高分子混凝剂总产量的80%。按性状，聚丙烯酰胺产品有胶状（含量5%～10%）、片状（含量20%～30%）和粉状（含量90%～95%），其聚合度可高达2×104～9×104效果，相应的分子量高达1.5×106～6×106。聚丙烯酰胺常作为助凝剂与其他混凝剂一起使用，可产生较好的混凝效果。聚丙烯酰胺的投加次序与废水水质有关。当废水浊度低时，宜先投加其他混凝剂，再投加聚丙烯酰胺，使胶体颗粒先脱稳到一定程度为聚丙烯酰胺的絮凝作用创造有利条件；当废水浊度高时，应先投加聚丙烯酰胺，再投加其他混凝剂，以让聚丙烯酰胺先在高浊度水中充分发挥作用，
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吸附部分胶粒，使浊度下降，其余胶粒由其他混凝剂脱稳，再由聚丙烯酰胺吸附，可降低其他混凝剂的用量。
⑧微生物絮凝剂。微生物絮凝剂(Microbial Flocculants，简称MBF)是利用生物技术，通过微生物发酵、抽取、精制而得到的一种新型水处理剂，具有高效、无毒、可生物降解和无二次污染等特性。可产生MBF的微生物种类有细菌、放线菌、酵母菌和霉菌等，不同种类的微生物所产生的MBF的成分一般各不相同，其主要成分为高分子有机物，包括糖蛋白、多糖、蛋白质、纤维素和DNA等，分子量多在105以上，其微观结构有纤维状和球状两种。
MBF具有广谱絮凝活性，适用范围较广，可用于给水处理、污水的除浊和脱色、消除污泥膨胀和污泥脱水等。但由于絮凝剂产生菌对培养条件要求较高，且影响絮凝剂产出的条件比较多(如培养基成分、温度、pH值和通气量等)，培养时间较长，导致MBF的生产较复杂，成本较高、产品生产的稳定性较低。所以目前很少有工业化的MBF产品，但为其工业化奠定基础的研究正在进行。 （2）助凝剂
助凝剂是指与混凝剂一起使用，以促进水的混凝过程的辅助药剂。助凝剂本身可以起混凝作用，也可不起混凝作用。按其功能，助凝剂可分为三种。
①pH调整剂。在废水pH值不符合工艺要求，或在投加混凝剂后pH值有较大变化时，需投加pH调整剂。常用的pH调整剂包括石灰、硫酸、氢氧化钠等。
②絮体结构改良剂。当生成絮体小、松散且易碎时，可投加絮体结构改良剂以改善絮体的结构，增加其粒径、密度和强度。如活性硅酸、黏土等。
③氧化剂。当废水中有机物含量高时，易起泡沫，使絮凝体不易沉降。此时可投加氯气、次氯酸钠、臭氧等氧化剂来破坏有机物，以提高混凝效果。 （3）影响混凝效果的因素
①废水水质的影晌。废水中浊度、pH值、水温及共存杂质等都会影响混凝效果。浊度过高或过低都不利于混凝，浊度不同，所需的混凝剂用量也不同。
在混凝过程中都有个相对最佳pH值存在，使混凝反应速度最快，此pH值可通过试验确定。且由于水解过程中不断产生H+，因此，常常需要添加碱来使中和反应充分进行。 水温会影响无机盐类的水解，水温低，水解反应慢。另外水温低，水的黏度增大，布朗运动减弱，混凝效果下降。这也是冬天混凝剂用量比夏天多的缘故。但温度也不是越高越好，当温度超过90℃时，易使高分子絮凝剂老化或分解生成不溶性物质，反而降低混凝效果。
有些杂质的存在能促进混凝过程。比如除硫、磷化合物以外的其他各种无机金属盐，能压缩胶体粒子的扩散层厚度，促进胶体凝聚。且浓度越高，促进能力越强，并可使混凝范围扩大。而有些物质则会不利于混凝的进行。如磷酸离子、亚硫酸离子、高级有机酸离子阻碍高分子絮凝作用。另外，氯、螯合物、水溶性高分子物质和表面活性物质都不利于混凝。
②混凝剂的影晌。混凝剂的种类、投加量和投加顺序都对混凝效果产生影响。
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混凝剂的选择主要取决于胶体和细微悬浮物的性质、浓度。如水中污染物主要呈胶体状态，则应先投加无机混凝剂使其脱稳凝聚，如絮体细小，还需投加高分子混凝剂或配合使用活性硅酸等助凝剂。很多情况下，将无机混凝剂与高分子混凝剂并用，可明显提高混凝效果，扩大应用范围。对于高分子混凝剂而言，链状分子上所带电荷量越大，电荷密度越高，链状分子越能充分延伸，吸附架桥的空间范围也就越大，絮凝作用就越好。
混凝剂投加量除与水中微粒种类、性质、浓度有关外，还与混凝剂品种、投加方式及介质条件有关。对任何废水的混凝处理，都存在最佳混凝剂和最佳投药量的问题，应通过试验确定。一般的投加量范围是：普通铁盐、铝盐为10～30mg/L，聚合盐为普通盐的1/3～1/2，有机高分子混凝剂通常只需1～5mg/L，且投加量过量，很容易造成胶体的再稳。
当使用多种混凝剂时，其最佳投加顺序可通过试验来确定。一般而言，当无机混凝剂与有机混凝剂并用时，先投加无机混凝剂，再投加有机混凝剂。但当处理的胶粒在50μm以上时，常先投加有机混凝剂吸附架桥，再加无机混凝剂压缩扩散层而使胶体脱稳。
③水力条件的影晌。水力条件对混凝效果有重要影响。两个主要的控制指标是搅拌强度和搅拌时间。搅拌强度常用速度梯度G来表示。在混合阶段，要求混凝剂与废水迅速均匀的混合，为此要求G在500～1000s-1，搅拌时间t应在10～30s。而到了反应阶段，既要创造足够的碰撞机会和良好的吸附条件让絮体有足够的成长机会，又要防止生成的小絮体被打碎，因此搅拌强度逐渐减小，而反应时间要长，相应G和t值分别应在20～70s-1和15～30min。
为确定最佳的工艺条件，一般情况下，可以用烧杯搅拌法进行混凝的模拟试验。试验方法分为单因素试验和多因素试验。一般应在单因素试验的基础上采用正交设计等数理统计法进行多因素重复试验。 （4）构筑物
澄清池是能够同时实现混凝剂与原水的混合、反应和絮体沉降三种功能的构筑物。它利用的是接触凝聚原理，即为了强化混凝过程，在池中让已经生成的絮凝体悬浮在水中成为悬浮泥渣层，当投加混凝剂的水通过它时，废水中新生成的微絮粒被迅速吸附在悬浮泥渣上，从而能够达到良好的去除效果。
保持混渣处于悬浮、浓度均匀稳定的工作条件是所有澄清池共同特点。
澄清池能在一个池内完成混合、反应4沉淀分离等过程，因此它占地面积少，同时它还具有处理效果好、生产效率高、药剂用量节约等优点。它的缺点是设备结构复杂，管理比较复杂，出水水质不够稳定，尤其是当进水水质水量或水温波动时，对处理效果有影响。 2. 沉淀
沉淀是利用水中悬浮颗粒与水的密度差进行分离的基本方法。沉淀法可以去除水中的沙粒、化学沉淀物、混凝处理形成的絮体和生物处理的污泥，也可用于沉淀污泥的浓缩。基于同一原理的构筑物分为沉淀池和沉砂池。 （1）沉砂池
沉砂池的作用是除砂，砂的组成包括沙粒，砾石，炉渣或其他重的固体物质，它们的沉降速度或相对密度显著地大于废水中易腐烂的有机固体。沉砂池可以防止活动的机械设
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