CN102276072A - 用破乳剂进行碱性含油废水的处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用破乳剂进行碱性含油废水的处理方法，采用二次破乳和两级气浮处理工艺，其主要步骤包括，制备破乳剂，将破乳剂加入一次破乳罐中进行一次充分搅拌，通过一次涡凹气浮处理，处理后的水进入二次破乳罐中进行二次破乳，进入气浮池进行二次溶气气浮处理，高效率处理碱性含油废水，采用本发明的处理方法其除油效果可达到95％以上；而且本发明的多功能药剂价格低，市场上很容易得到，易溶于水，投加简单，运行成本低，效果明显较为稳定，易于实际运用。
Description
技术领域
本发明涉及工业废水处理技术领域，尤其涉及一种利用新型复配破乳剂对碱性含油废水进行分离的方法。
背景技术
目前国内炼钢、炼油等工厂含油污水处理的方法很多，普遍采用加热隔油、气浮、好氧生化、后絮凝进行处理；在含油废水处理中，一般需加入破乳剂使含油污水破乳，以此达到除油的目的，现有技术中投加破乳药剂种类较多，效果也较明显，但对预处理的水质要求苛刻、PH的范围小、药剂的投加量大，在操作上也存在诸多不便，而且处理效果无法达到预期的结果，药剂无协同效应，造成药剂的浪费和处理费用的增高；
比较相关破乳剂的发展，国内在新的化学结构的破乳剂方面研究比较少，各种破乳剂参差不齐，聚醚型和非聚醚型较多；破乳与油的组分、性质、乳状液的类型及稳定因素有关，也与破乳剂的分子结构及性质有关，故选择破乳剂需综合考虑以下因素：脱水率、脱水速度、油一水界面状态、脱出水的含油量、破乳剂的最佳用量、低温脱水性能；在开发新的品种上难度较大。
中国专利CN85107131介绍了以无机铝盐、铁盐为主的用于处理含油污水的破乳剂，使用该种破乳剂处理污水时，产生了大量的浮渣，易带来二次污染；针对我国目前含油废水破乳剂的使用和研究现状以及越来越严格的环保要求，所以需要寻求一种可对碱性含油废水处理更有效、费用更低的方法。
发明内容
本发明的目的是，针对现有技术存在的问题提供了一种利用复配破乳剂对碱性含油废水进行处理的方法，实现了处理方法简化、成本低、效果稳定的目的。
本发明的技术方案如下：用破乳剂进行碱性含油废水的处理方法，采用二次破乳和两级气浮处理，其具体步骤包括：
(1)制备破乳剂，按下列原料的重量百分比配比：氯化钙0.05-0.5％、聚合硫酸铁0.1-1.5％、聚合氯化铝0.5-3.0％、阳离子聚丙烯酰胺0.01-0.1％，其余为水，常温常压下依次将上述原料缓慢加入，均匀搅拌溶解于水中，制备成破乳剂备用；
(2)一次破乳：将所述破乳剂加入碱性含油废水中，加入量为：0.5-3.0ml/L，搅拌均匀；
(3)将一次破乳预处理后的混合液体进入涡凹气浮系统中，通过涡凹气浮对一次破乳后的混合液体进行一级处理；
(4)二次破乳：将所述破乳剂加入步骤3一级处理后的废水中，加入量为：0.7-1.5ml/L，搅拌均匀；
(5)经二次破乳处理后的混合液体进入压力溶气气浮系统，通过溶气气浮对二次破乳后的混合液体进行二级处理，分离出清澈水。
所述碱性含油废水的处理方法，其中：加入一次破乳剂时，搅拌转速控制为40-100rpm，一次破乳剂在废水中的停留时间控制在5-21min内，PH值为7-11，水温为10-65℃。
所述碱性含油废水的处理方法，其中，加入二次破乳剂时，搅拌转速控制为40-80rpm，二次破乳剂在废水中的停留时间控制在5-20min内，PH值为7-9，水温为10-65℃。
在本发明技术方案中，破乳剂原料包括氯化钙、聚合硫酸铁、聚合氯化铝和阳离子聚丙烯酰胺，其中，
氯化钙，化学式CaCl2·2H2O，为白色晶体或块状物，应用于各种领域，在工业废水处理中用于破乳，氯化钙能使以钠皂为乳化剂的水包油乳状液转化以钙皂为乳化剂的油包水乳状液。
聚合硫酸铁(Polyferric Sulfate，简称PFS)是一种新型无机高分子絮凝剂，其化学式为：【Fe2(OH)n(SO4)3-n/2】m，式中[n＜2，m＝f(n)]，它被广泛用于钢铁造纸废水、含油废水、生活污水、矿山废水、化工废水和热电给水处理中，有较快的混凝性，能够去除水中的COD和BOD、悬浮物SS、重金属、色度、臭味和油污等杂质，聚合硫酸铁在水中水解后产生多种高价和多核离子，对水中悬浮颗粒进行电性中和，降低胶团ζ电位，使胶体微粒相互凝聚，同时产生吸附、架桥交联作用。
聚合氯化铝是一种无机高分子混凝剂，由于氢氧根离子的架桥作用和多价阴离子的聚合作用而生产的分子量较大、电荷较高的无机高分子水处理药剂，其分子式如下：[AL2(OH)nCL6-n](n为1-5.m≤10)。
阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)是线型高分子化合物，它具有多种活泼的基团，可与许多物质亲和、吸附形成氢键，具有除浊、脱色、吸附、粘合等功能，适用于工业等行业有机胶体含量较高的废水处理中。
本发明复配破乳剂具有较强的表面活性，良好的润湿性能，足够的絮凝能力，较好的聚结效果，占据了破乳剂相关的优势，可作为广泛推广应用。复配破乳剂分子中具有Ca2+、Al3+、Fe3+、PAM，并且能产生大量聚合物。
含油废水中大多是O/W型乳化液，复配破乳剂发生一系列的反应，而Ca2+可促使乳化液由O/W型变向W/O型，在转型过程中脱稳达到破乳目的；使包覆在油珠外层的水膜破裂，使油珠间相互接触并聚集成大颗粒的油珠上浮；同时在Al3+、Fe3+的作用下，对悬浮胶体表面电荷产生中和能力，从而破坏了胶粒的稳定性，使胶体微粒间相互碰撞而形成絮凝体，使之与水分离而去除；其中的铁盐本身呈酸性，起到中和碱性废水的目的，为后续工序节省了加酸的成本。
本发明的有益效果为：采用上述技术方案后可以高效率的处理碱性含油废水，适合PH7-11的碱性含油废水，去除率可达到95％以上；而且本发明的多功能药剂价格低，市场上很容易得到，易溶于水，投加简单，运行成本低，效果明显较为稳定，易于实际运用。
附图说明
图1为本发明废水处理工艺流程图。
具体实施方式
本发明提供了一种利用破乳剂处理碱性含油废水的方法，为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下举实施例对本发明进一步详细说明。
为了解决现有技术中所存在的药剂的投加量大，操作过程复杂，成本高的问题，本发明通过长期在宝钢不锈钢冷轧碱性含油废水现场实践，积极开发研究合成了复配破乳剂，对碱性含油废水进行综合治理，使调节PH、破乳、絮凝气浮过程一步完成，简化了污水处理工艺，降低了处理费用，其主要构思为：配制复配破乳剂、在整个处理过程中使用二次破乳和两级气浮处理，见图1所示；首先利用油水混凝破乳进入一次破乳罐中，加入复配破乳剂进行一次充分搅拌，完全破乳后的废水进入气浮池进行一次涡凹气浮处理，涡凹气浮(CAF)系统关键设备是涡凹曝气机，其工作原理是利用空气输送管底部散气叶轮的高速转动在水中形成一个真空区，液面上的空气通过曝气机输入水中，填补真空，微气泡随之产生并螺旋形地上升到水面，空气中的氧气也随之溶入水中；处理后的水进入二次破乳罐中进行二次破乳，再次加入复配破乳剂充分搅拌完全后，进入气浮池进行二次溶气气浮处理；加压溶气浮选一般将约为处理量的30％～100％的污水加压到表压为0.3MPa～0.6MPa，通入压缩空气，使空气溶解于水，把这部分溶解有空气的加压溶气水，送入浮选池，加压溶气水中的空气在较低的压强环境下从溶气水中释放，析出大量平均值径为80μm的微气泡，使污水中的乳化油珠粘附在气泡上一起向上升浮到水面上而达到分离的目的，分离后的出水较清澈，含油量较低，达到了二次排放的标准。本发明中使用的一次涡凹气浮处理和二次溶气气浮处理是本领域技术人员熟知技术，此处不做详细描述。
实施例1：
步骤1、制备破乳剂：按下列原料的重量百分比配比：
氯化钙0.05-0.5％、聚合硫酸铁0.1-1.5％、聚合氯化铝0.5-3.0％、阳离子聚丙烯酰胺0.01-0.1％，其余为水，常温常压下依次将上述原料缓慢加入，均匀搅拌溶解于水中，制备成待用液体产品的破乳剂；
步骤2、一次破乳：待处理废水进入一级破乳罐，一次破乳剂投加量以每升处理废水量为：0.5-3.0ml/L，控制水质PH为7-11之间，水温控制在10-65℃，并进行搅拌搅拌转速为40-100rpm，一次破乳剂在废水中的停留时间控制在5-21min内；
步骤3、一级涡凹气浮：经过上述预处理后的混合液体进入涡凹气浮系统中，利用空气输送管底部散气叶轮的高速转动在水中形成真空区，液面上的空气通过曝气机输入水中填补真空，微气泡随之产生并螺旋形地上升到水面，空气中的氧气也随之溶入水中，经一级涡凹气浮处理后的出水经过分析，其污水去除率为80-92％，出水清澈；
步骤4、二次破乳：涡凹气浮系统处理过的出水进入二次破乳罐，根据步骤1破乳剂配方，二次破乳剂投加量以每升处理废水量为：0.7-1.5ml/L，控制水质PH为7-9之间，水温控制在10-65℃，并进行搅拌搅拌转速为40-80rpm，二次破乳剂在废水中的停留时间控制在5-20min内；
步骤5、二级溶气气浮：经二次破乳处理后的混合液体进入压力溶气气浮系统处理，加压溶气浮选一般将约为处理量的30％～100％的污水加压到表压为0.3MPa～0.6MPa，通入压缩空气，使空气溶解于水，把这部分溶解有空气的加压溶气水送入浮选池，加压溶气水中的空气在较低的压强环境下从溶气水中释放，析出大量平均值径为80μm的微气泡，使污水中的乳化油珠粘附在气泡上一起向上升浮到水面上而达到分离的目的，分离后的出水较清澈，含油量较低，经一级涡凹气浮处理后的出水经过分析，其污水去除率50-80％，符合二级排放的标准要求。
实施例2：
步骤1、配制一次破乳剂，取质量分数氯化钙0.20％、聚合硫酸铁1.25％、聚合氯化铝2.0％、阳离子聚丙烯酰胺0.02％，其余为水；在常温常压下依次溶解于水中备用；
步骤2、一次破乳：一次破乳剂投加量以每升处理废水量为2.0ml/L，控制水质PH为8.5，水温控制45℃，并进行搅拌搅拌转速为50rpm，一次破乳剂在废水中的停留时间控制在10min；
步骤3、一级涡凹气浮：同实施例1中的步骤3，出水经过分析污水去除率90％，出水清澈；
步骤4、配制二次破乳剂，取质量分数氯化钙0.10％、聚合硫酸铁0.55％、聚合氯化铝1.00％、阳离子聚丙烯酰胺0.01％，其余为水，在常温常压下依次溶解于水中备用；将二次破乳剂投入二次破乳罐中，投加量按照1.0ml/L，控制水质的PH＝8.0，水温33℃，搅拌速度80rpm，停留时间15min；
步骤5、二级溶气气浮：同实施例1中的步骤5，出水经过分析污水去除率55％。
实施例3：
步骤1、配制一次破乳剂，取质量分数氯化钙0.10％、聚合硫酸铁1.50％、聚合氯化铝1.70％、阳离子聚丙烯酰胺0.01％，其余为水；在常温常压下依次溶解于水中备用；
步骤2、一次破乳：一次破乳剂投加量以每升处理废水量为2.5ml/L，控制水质PH为7.5，水温控制62℃，并进行搅拌搅拌转速为40rpm，一次破乳剂在废水中的停留时间控制在15min；
步骤3、一级涡凹气浮：同实施例1中的步骤3，出水经过分析污水去除率88％；
步骤4、配制二次破乳剂，取质量分数氯化钙0.15％、聚合硫酸铁0.35％、聚合氯化铝1.55％、阳离子聚丙烯酰胺0.02％，其余为水，在常温常压下依次溶解于水中备用；将二次破乳剂投入二次破乳罐中，投加量按照1.2ml/L，控制水质的PH＝7.0，水温50℃，搅拌速度70rpm，停留时间6min；
步骤5、二级溶气气浮：同实施例1中的步骤5，出水经过分析污水去除率75％。
实施例4：
步骤1、配制一次破乳剂，取质量分数氯化钙0.30％、聚合硫酸铁1.00％、聚合氯化铝2.50％、阳离子聚丙烯酰胺0.03％，其余为水；在常温常压下依次溶解于水中备用；
步骤2、一次破乳：一次破乳剂投加量以每升处理废水量为1.5ml/L，控制水质PH为10，水温控制28℃，并进行搅拌搅拌转速为60rpm，一次破乳剂在废水中的停留时间控制在5min；
步骤3、一级涡凹气浮：同实施例1中的步骤3，出水经过分析污水去除率92％；
步骤4、配制二次破乳剂，取质量分数氯化钙0.05％、聚合硫酸铁0.25％、聚合氯化铝1.25％、阳离子聚丙烯酰胺0.04％，其余为水，在常温常压下依次溶解于水中备用；将二次破乳剂投入二次破乳罐中，投加量按照0.8ml/L，控制水质的PH＝7.6，水温17℃，搅拌速度40rpm，停留时间11min；
步骤5、二级溶气气浮：同实施例1中的步骤5，出水经过分析污水去除率54％。
实施例5：
步骤1、配制一次破乳剂，取质量分数氯化钙0.50％、聚合硫酸铁1.40％、聚合氯化铝3.00％、阳离子聚丙烯酰胺0.10％，其余为水；在常温常压下依次溶解于水中备用；
步骤2、一次破乳：一次破乳剂投加量以每升处理废水量为0.5ml/L，控制水质PH为11，水温控制38℃，并进行搅拌搅拌转速为100rpm，一次破乳剂在废水中的停留时间控制在20min；
步骤3、一级涡凹气浮：同实施例1中的步骤3，出水经过分析污水去除率86％；
步骤4、配制二次破乳剂，取质量分数氯化钙0.35％、聚合硫酸铁0.85％、聚合氯化铝1.35％、阳离子聚丙烯酰胺0.03％，其余为水，在常温常压下依次溶解于水中备用；将二次破乳剂投入二次破乳罐中，投加量按照1.4ml/L，控制水质的PH＝9，水温25℃，搅拌速度60rpm，停留时间18min；
步骤5、二级溶气气浮：同实施例1中的步骤5，出水经过分析污水去除率77％。
综合上述描述，合理的投加量、控制参数是本发明的关键，通过宝钢不锈钢冷轧碱性含油废水现场的实践运行，在两级气浮和二次破乳处理过程中，碱性含油废水的除油效果可以达到95％以上，出水可以达到国家二级排放标准。其处理结果见表1：
| 例1 | 例2 | 例3 | 例4 | |
| 一次破乳：投加量ml/L | 2.0 | 2.5 | 1.5 | 0.5 |
| PH值 | 8.5 | 7.5 | 10 | 11 |
| 温度 | 45℃ | 62 | 28 | 38 |
| 搅拌速度rpm | 50 | 40 | 60 | 100 |
| 停留时间min. | 10 | 15 | 5 | 20 |
| 一次破乳污水去除率 | 90％ | 88％ | 92％ | 86％ |
| 备注 | 水质清澈 | 水质清澈 | 水质清澈 | 水质清澈 |
| 二次破乳：投加量ml/L | 1 | 1.2 | 0.8 | 1.4 |
| PH值 | 8.0 | 7 | 7.6 | 9 |
| 温度 | 33℃ | 50 | 17 | 25 |
| 搅拌速度rpm | 80 | 70 | 40 | 60 |
| 停留时间min. | 15 | 6 | 11 | 18 |
| 一次破乳污水去除率 | 55％ | 75％ | 54％ | 77％ |
| 除油效果 | 96％ | 95.8％ | 95.5％ | 95％ |
应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (3)
1.一种用破乳剂进行碱性含油废水的处理方法，其特征在于：采用二次破乳和两级气浮处理，其具体步骤包括：
(1)制备破乳剂，按下列原料的重量百分比配比：氯化钙0.05-0.5％、聚合硫酸铁0.1-1.5％、聚合氯化铝0.5-3.0％、阳离子聚丙烯酰胺0.01-0.1％，其余为水，常温常压下依次将上述原料缓慢加入，均匀搅拌溶解于水中，制备成破乳剂备用；
(2)一次破乳：将所述破乳剂加入碱性含油废水中，加入量为：0.5-3.0ml/L，搅拌均匀；
(3)将一次破乳预处理后的混合液体进入涡凹气浮系统中，通过涡凹气浮对一次破乳后的混合液体进行一级处理；
(4)二次破乳：将所述破乳剂加入步骤3一级处理后的废水中，加入量为：0.7-1.5ml/L，搅拌均匀；
(5)经二次破乳处理后的混合液体进入压力溶气气浮系统，通过溶气气浮对二次破乳后的混合液体进行二级处理，分离出清澈水。
2.根据权利要求1所述碱性含油废水的处理方法，其特征在于：加入一次破乳剂时，搅拌转速控制为40-100rpm，一次破乳剂在废水中的停留时间控制在5-21min内，PH值为7-11，水温为10-65℃。
3.根据权利要求1所述碱性含油废水的处理方法，其特征在于：加入二次破乳剂时，搅拌转速控制为40-80rpm，二次破乳剂在废水中的停留时间控制在5-20min内，PH值为7-9，水温为10-65℃。
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