유성 폐수 처리 기술

유성 폐수는 주로 석유 추출 및 가공, 석유화학, 철강, 코크스화, 기계 가공, 직물 정련, 가죽 태닝, 철도 운송, 도축 및 식품 가공, 요식업과 같은 산업에서 발생합니다.

기름은 심각한 환경적 위험을 초래합니다. 수역으로 배출될 때 기름진 폐수는 유막을 형성하여 공기, 물 및 비료의 이동에 영향을 미칩니다. 토양에 유입되면 공기투과성을 저해하고 토양 입단구조를 손상시킨다. 도시 배수관으로의 배출은 하수 처리장의 정상적인 작동에 영향을 미칠 수 있습니다. 생물학적 처리 구조물로 유입되는 폐수의 오일 농도는 일반적으로 30-50 mg/L를 초과해서는 안 됩니다. 그렇지 않으면 활성 슬러지와 생물막의 정상적인 대사에 영향을 미칩니다.

유성폐수에 함유된 기름은 부유유, 분산유, 유화유, 용해유의 4가지 형태로 존재합니다.

부유 오일은 일반적으로 입자 크기가 100μm보다 크며 자연 부유에 의해 제거될 수 있습니다.

분산된 오일은 입자 크기가 10~100μm이며 물에 부유되어 있습니다. 그러나 일정 시간 방치하면 부유유분을 형성할 수 있으므로 체류시간은 비교적 길지만 자연부상으로 제거할 수 있다.

유화 오일의 입자 크기는 10μm 미만, 일반적으로 1.1-2μm입니다. 물 속에 안정한 콜로이드 형태(에멀젼)로 존재하므로 자연부상으로는 제거할 수 없으며 반드시 해유화 후 공기부상(또는 침전)으로 제거해야 합니다.

용해된 오일은 물에 용해된 상태로 존재하며, 그 입자 크기는 유화된 오일보다 훨씬 작아서 몇 나노미터에 불과해 분리가 어렵습니다.

유성 폐수 처리의 초점은 부유유와 유화유에 있으며, 용존유는 배출수 요건이 높을 때 흡착 및 기타 고도 처리 방법을 사용하여 처리합니다.

유성 폐수는 처리 원리에 따라 물리적 방법, 화학적 방법, 생물학적 방법의 세 가지 주요 범주로 분류할 수 있습니다.

1. 물리적 방법

기름과 물의 밀도차를 이용하여 부유하는 기름이 자연스럽게 떠오르도록 하는 것이 가장 기본적인 기름 제거 방법입니다.

오일 분리기

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 >150μm. 탱크 하부에는 슬러지 스크레이퍼가 설치되어 있으며, 표면의 오일 수집관은 부유하는 오일을 수집합니다. 구조가 간단하고 동작이 안정적이지만 넓은 면적이 필요하다.

소형 오일 분리기: 구내식당이나 차고와 같은-소용량 응용 분야에 사용됩니다. 유속은 0.002~0.01m/s이고 체류 시간은 0.5~10분입니다. 추가적인 오일 제거를 위해 코크스 필터와 결합할 수 있습니다.

공기 부양

마이크로버블을 이용하여 기름방울에 달라붙어 기름의 부유속도를 수백배 증가시키는 유화기름 제거의 핵심방법입니다. 유성 폐수는 유분 분리 처리를 거친 후 일반적으로 유화된 유분을 제거하기 위한 추가 조치로 공기 부유 장치를 사용합니다. 무기 응집제(예: 황산알루미늄, 염화제2철, 수산화칼슘 등)를 추가하면 오일 제거 효율이 크게 향상되어 제거율이 28%에서 99% 이상으로 높아집니다.

거친 결정 방법

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%. 장비의 크기가 작고 구조가 단순하지만 여과재가 막히기 쉽고 계면활성제가 존재할 경우 효과가 크게 감소합니다.

2. 화학적 방법

응고방법

유화유는 음전하를 띤 이중층과 유화제의 보호로 인해 안정적으로 존재합니다. 응고제를 첨가하면 이러한 안정성이 손상되어 기름 방울이 응고되어 분리됩니다.

일반적인 응고제에는 무기 응고제(황산알루미늄, 염화제2철, 황산제1철, 폴리염화알루미늄(PAC), 수산화칼슘 등)이 포함됩니다. 및 유기 응집제: 폴리아크릴아미드(PAM), 양이온 및 음이온 유형 등. 실제 생산에서는 가장 큰 입자 플록을 얻기 위해 유기 응집제 + 무기 응집제라는 두 가지 제제를 조합하여 사용하는 경우가 많습니다.

산-염기 해유화 방법

pH를 산성으로 조정(<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.

전기분해/전기응고법

전기분해는 유화된 기름 방울 표면의 이중층을 분해합니다. 동시에 양극액 금속이 용해되어 수산화물 플록을 생성합니다. 전기분해에 의해 생성된 미세기포와 결합하여 전기응집, 전기부양 및 전하 중화의 종합적인 효과가 달성됩니다. 알루미늄을 양극으로, 철을 음극으로 사용하면 알루미늄이 용해되어 수산화알루미늄이 형성되는데, 이것이 응고제 역할을 하여 기름을 응고시켜 제거하는 역할을 합니다.

3. 생물학적 처리

용해된 오일로 전처리한 후 농도가 낮은-유성 폐수의 경우 생물학적 처리를 사용할 수 있습니다.

활성 슬러지 공정: 유입유 농도는 30-50 mg/L 이하로 제어되어야 합니다.

생물학적 필터: 적응성이 뛰어나 전처리 또는 2차 처리에 사용할 수 있습니다.

CASS 공정(순환 활성 슬러지 공정).

폭기지/산화지 : 토지 면적이 충분한 경우 사용 가능합니다.

폐수 내 오일의 형태와 배출 요건에 따라 일반적으로 다단계 복합 공정이 채택됩니다.-

정유/석유화학 폐수: 유성 폐수 → 바 스크린 → 수평 흐름 유분리기 → 경사판 유분리기 → 균압 탱크 → 공기 부양(2단계) → 가수분해 산성화 → CASS → 호두껍질 필터 → 기준 충족 배출.

철강 산업의 유성 폐수: 유성 폐수 → 균압조 → 정적 분리 → 응고 침전 → 공기 부유선광 → 정화조 → 재사용 또는 배출.

고-농도 유성 폐수 산-염기 해유화 공정: 유성 폐수 → 황산을 첨가하여 pH < 1로 조정 → 가열 및 끓임 → 유-수 분리 → 알칼리 중화 → 응고 → 침전 → 여과 → 배출.