乳化液廢水處理系統(tǒng)技術(shù)

某鋼廠冷軋乳化液廢水設(shè)計處理能力為20m3/h，進水CODcr為10000 ~ 40000 mg/L，含油量為1000~5000mg/L/L，具有乳化程度高、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、化學(xué)成分復(fù)雜、油等有機污染物濃度高、可生化性差的特點。為了滿足生產(chǎn)需求，需要對廢乳化液進行預(yù)處理，處理后的出水并入稀堿油廢水系統(tǒng)進行生化處理，最后經(jīng)過超濾和反滲透處理后回用。乳化液廢水處理系統(tǒng)原工藝為“調(diào)節(jié)池加熱去除上層浮油+破乳+氣浮+不銹鋼超濾”。在處理過程中，由于水質(zhì)不穩(wěn)定，破乳時間短，效果差，油水相不能有效分離，氣浮效果差，造成超濾膜污染嚴重。超濾運行每24小時必須進行化學(xué)清洗，清洗周期需要24小時以上，導(dǎo)致乳化液系統(tǒng)無法正常運行。

為了提高破乳和氣浮效果，減少超濾膜污染，作者進行了系統(tǒng)工藝優(yōu)化的實驗研究。優(yōu)化后的工藝為“調(diào)節(jié)池加熱加酸破乳去除上層浮油+中和混凝+氣浮”。經(jīng)過試驗，破乳和氣浮效果得到有效改善。氣浮后的出水已達到乳化液系統(tǒng)的水質(zhì)要求，可直接納入稀堿油廢水處理系統(tǒng)進行二次處理。因此，在原工藝的基礎(chǔ)上取消了超濾步驟，降低了超濾的維護、清洗、更換和運行費用。

本實驗探討了工藝優(yōu)化對乳化液廢水系統(tǒng)的影響，新工藝藥劑的選擇和藥劑用量的確定。

1.系統(tǒng)水質(zhì)要求和工藝優(yōu)化

1.1水質(zhì)要求見表1。

1.1.1運行情況

乳化液廢水處理系統(tǒng)設(shè)計提升能力為20m3/h，進水主要污染物指標為:進水CODCr 10000 ~ 40000mg/L，含油量1500~5000mg/L，由于破乳和氣浮效果差，不銹鋼超濾進水CODCr 5000 ~ 30000mg/L，含油量1000~5000mg/L

1.2流程改進

1.2.1原始流程圖

從圖1可以看出，該工藝流程將調(diào)節(jié)池加熱至65℃，通過刮油器回收上層浮油，在破乳池中加入硫酸控制pH值進行破乳，破乳后自動流入氣浮池，通過氣浮去除水中懸浮的油顆粒和其他污染物。氣浮池出水經(jīng)紙帶過濾器過濾去除雜質(zhì)，自動流入超濾循環(huán)箱，經(jīng)不銹鋼超濾膜過濾后排入稀堿油廢水處理系統(tǒng)進行二級處理。

運行中破乳效果不明顯，氣浮池CODCr去除率僅為50%左右，不銹鋼超濾膜污染嚴重。不銹鋼超濾膜每運行24小時需要進行24 ~ 48小時的化學(xué)清洗，清洗成本和清洗頻率高，清洗不徹底，導(dǎo)致系統(tǒng)無法正常運行。

1.2.2優(yōu)化工藝流程圖

從圖2可以看出，在此過程中，調(diào)節(jié)罐加熱至65℃，并加入硫酸控制pH值進行破乳。通過回流操作，硫酸與廢乳化液充分反應(yīng)，增強破乳效果。上層浮油用刮油器回收，破乳罐前端加入液堿調(diào)節(jié)pH值至7~9，破乳罐出口加入PAFC混凝劑，氣浮罐前端加入助凝劑PAM，氣浮去除水中懸浮的油粒和明礬。優(yōu)化后，氣浮效果明顯提高，CODCr去除率達93.7%，出水CODCr小于2000mg/L，含油量小于200mg/L，可直接納入稀堿油廢水系統(tǒng)，取消了原工藝中的超濾步驟，同時保證了乳化系統(tǒng)的正常運行。

2.優(yōu)化實驗研究試劑的選擇。

2.1絮凝劑的選擇

選取經(jīng)硫酸破乳并加熱至65℃的乳化液調(diào)節(jié)池原水，在試驗前用液堿中和。測試水樣:CODCr含量為30346mg/L，pH值為7.8(以下簡稱乳液測試水樣)。加入硫酸鋁、聚合氯化鋁和PAFC作為絮凝劑進行藥物篩選實驗。實驗結(jié)果基于上清液的CODCr去除率，結(jié)果如圖3所示。

從圖3可以看出，在三種絮凝劑中，PAFC的效果最好。當(dāng)PAFC濃度為250mg/L左右時，CODCr去除率可達78.9%，且絮體形成速度較快，沉淀時間較短。沉淀效果明顯是由于其他兩種絮凝劑。

2.2助凝劑的選擇

取乳化試驗水樣，加入陽離子PAM、非離子PAM和陰離子PAM進行藥物篩選實驗。實驗結(jié)果基于上清液的CODCr去除率，結(jié)果如圖4所示。

從圖4可以看出，在三種類型的PAM中，陽離子PAM的效果最好，在投加濃度為1mg/L左右時，CODCr去除率可達66.4%，PAM可以中和電荷，壓縮廢水中乳化油的雙電層，進一步破乳分離乳化油滴。而且有機助凝劑分子鏈長，可以橋接混凝形成的膠體顆粒，形成大而堅固的絮體。

2.3絮凝劑和助凝劑的復(fù)合實驗

取乳化試驗水樣，加入不同濃度的PAFC并攪拌，再加入1mg/L陽離子PAM，然后通過簡易氣浮裝置，模擬實際現(xiàn)場操作，取氣浮后的出水測定CODCr含量。實驗結(jié)果基于流出物的CODCr去除率，結(jié)果如圖5所示。

從圖5可以看出，PAFC投加量為300mg/L時效果較好，CODCr去除率可達99.1%。根據(jù)乳化液出水水質(zhì)要求，實際運行過程中不需要控制很高的CODCr去除率。以本次實驗水樣為例，只有CODCr去除率大于93.4%，才能滿足生產(chǎn)運行要求，因此PAFC的最佳投加量為200mg/L

3.現(xiàn)場測試

3.1根據(jù)小試結(jié)果，確定試劑的種類和用量。

根據(jù)中試結(jié)果，確定工藝流程如圖2所示。破乳罐出水pH值調(diào)整為7~9，PAFC投加量約為200mg/L，陽離子PAM約為1 mg/L

3.2工藝設(shè)備參數(shù)

現(xiàn)場試驗期間，具體操作設(shè)備參數(shù)見表2。

3.3現(xiàn)場測試結(jié)果

根據(jù)中試和現(xiàn)場人工加藥試驗的結(jié)果，確定圖2的工藝流程滿足乳化液廢水處理的要求。為此，對現(xiàn)場加藥管道進行了改進，增加了液堿、PAFC和PAM加藥管道。完善后將進入試運營階段，試運營期為一個月。測試結(jié)果見表3。

從表3可以看出，在為期一個月的試運行階段，由于進水水質(zhì)不同，根據(jù)出水效果調(diào)整了PAFC和PAM的投加量，其中PAFC的投加量低于50mg/L，高于600mg/L，陽離子PAM的投加量低于0.4mg/L，高于2.2mg/L，系統(tǒng)出水的CODCr去除率平均可達93.7%，因此， 此次工藝優(yōu)化徹底解決了超濾嚴重結(jié)垢導(dǎo)致系統(tǒng)無法正常運行的問題，保證了乳化液系統(tǒng)的正常運行。

4.結(jié)論

(1)將原乳化廢水的處理工藝由“調(diào)罐加熱去除上層浮油+破乳+氣浮+不銹鋼超濾”優(yōu)化為“調(diào)罐加熱加酸破乳去除上層浮油+中和混凝+氣浮”是可行的。優(yōu)化后，系統(tǒng)出水CODCr去除率平均可達93.7%。

(2)現(xiàn)場試驗表明，采用PAFC和陽離子PAM處理乳化液廢水可以提高CODCr的去除率，并且需要根據(jù)不同的進水條件現(xiàn)場調(diào)整投加量，其中PAFC的投加量低于50mg/L且高于600mg/L，PAM的投加量低于0.4mg/L且高于2.2mg/L

(3)系統(tǒng)工藝優(yōu)化后，氣浮池出水水質(zhì)穩(wěn)定，可直接排入稀堿油廢水系統(tǒng)進行二級處理，徹底解決了乳化液系統(tǒng)因超濾結(jié)垢嚴重而無法正常運行的問題。(來源:江蘇晶科夏風(fēng)環(huán)?？萍加邢薰?

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