乳化液廢水處理系統工藝

乳化液廢水處理系統工藝

某鋼廠(chǎng)冷軋乳化液廢水設計處理量20m3/h，來(lái)水CODCr10000~40000mg/L，油含量1000~5000mg/L，具有乳化程度高，化學(xué)性質(zhì)穩定，化學(xué)成分復雜，油類(lèi)等有機污染物濃度高，可生化性差等特點(diǎn)。為滿(mǎn)足生產(chǎn)需求，需對廢乳化液進(jìn)行預處理工作，處理后出水并入稀堿油廢水系統進(jìn)行生化處理，最終經(jīng)超濾反滲透處理后回用。該乳化液廢水處理系統原工藝為“調節池加溫去除上層浮油+破乳+氣浮+不銹鋼超濾"，在處理過(guò)程中由于來(lái)水水質(zhì)不穩定，破乳時(shí)間短效果差，油水相不能有效分離，氣浮效果差，導致超濾膜污堵嚴重。超濾每運行24h就必須進(jìn)行化學(xué)清洗，且清洗周期需24h以上，導致乳化液系統無(wú)法正常運行。

　　為了增強破乳及氣浮效果，減輕超濾膜污堵情況，筆者對該系統工藝進(jìn)行優(yōu)化試驗研究。優(yōu)化工藝為“調節池加溫加酸破乳去除上層浮油+中和混凝+氣浮"，經(jīng)過(guò)試驗，破乳及氣浮效果得到有效改善，氣浮后出水已經(jīng)滿(mǎn)足乳化液系統出水水質(zhì)要求，可直接并入稀堿油廢水處理系統進(jìn)行二次處理，因此在原工藝基礎上取消了超濾步驟，從而減少了超濾維護清洗、更換及運行費用。

　　本試驗探討工藝優(yōu)化對乳化液廢水系統的影響，新工藝藥劑選型及藥劑投加量的確定。

　　1、系統水質(zhì)要求及工藝優(yōu)化情況

　　1.1 水質(zhì)要求見(jiàn)表1

　　1.1.1 運行情況

　　乳化液廢水處理系統設計提升量為20m3/h，來(lái)水主要污染物指標：來(lái)水CODCr10000~40000mg/L，油含量1500~5000mg/L，由于破乳及氣浮效果差，不銹鋼超濾進(jìn)水CODCr在5000~30000mg/L，油含量1000~5000mg/L，造成不銹鋼超濾膜污堵嚴重，導致系統無(wú)法正常運行。

　　1.2 工藝改進(jìn)情況

　　1.2.1 原工藝流程圖

　　由圖1可以看出，該工藝流程將調節池加溫至65℃，通過(guò)刮油機回收上層浮油，破乳罐投加硫酸控制pH值進(jìn)行破乳，破乳完成后自流進(jìn)氣浮池內，用氣浮法去除水中懸浮的油粒及其他污染物，氣浮池出水經(jīng)紙帶過(guò)濾機去除雜質(zhì)，自流進(jìn)超濾循環(huán)箱內，最后經(jīng)不銹鋼超濾膜過(guò)濾后排入稀堿油廢水處理系統進(jìn)行二次處理。

　　在運行過(guò)程中，破乳效果不明顯，氣浮池CODCr去除率僅50%左右，不銹鋼超濾膜污堵嚴重，不銹鋼超濾膜每運行24h需化學(xué)清洗24~48h，清洗費用及清洗頻次高，且很難*清洗干凈，導致系統無(wú)法正常運行。

　　1.2.2 優(yōu)化后工藝流程圖

　　由圖2可以看出，該工藝流程將調節池加溫至65℃，并投加硫酸控制pH值進(jìn)行破乳，通過(guò)打回流操作，使硫酸與廢乳化液充分反應，增強破乳效果，上層浮油通過(guò)刮油機進(jìn)行回收，破乳罐前端投加液堿調節pH值至7~9，破乳罐出口處投加PAFC混凝劑，氣浮池前端投加助凝劑PAM，通過(guò)氣浮法去除水中懸浮的油粒及礬花等雜質(zhì)，氣浮池出水可直接排入稀堿油廢水系統進(jìn)行二次處理。經(jīng)優(yōu)化后，氣浮效果得到明顯提升，CODCr去除率達93.7%，出水CODCr小于2000mg/L，油含量小于200mg/L，可直接并入稀堿油廢水系統，因此取消原工藝中超濾步驟，同時(shí)確保了乳化液系統的正常運行。

　　2、優(yōu)化試驗研究藥劑選擇

　　2.1 絮凝劑的選擇

　　試驗選取乳化液調節池內經(jīng)硫酸破乳并加熱至65℃后原水，試驗前使用液堿進(jìn)行中和處理，試驗水樣：CODCr含量30346mg/L，pH值為7.8(以下簡(jiǎn)稱(chēng)乳化液試驗水樣)。分別投加硫酸鋁、PAC、PAFC作為絮凝劑進(jìn)行藥劑篩選實(shí)驗，實(shí)驗結果以上清液CODCr去除率作為判斷依據，其結果如圖3所示。

　　由圖3可知：在三種絮凝劑中，PAFC效果較佳，投加濃度約250mg/L時(shí)，CODCr去除率可達78.9%，且絮團形成速度較快，沉淀時(shí)間短，沉淀效果明顯由于其他兩種絮凝劑。

　　2.2 助凝劑的選擇

　　取乳化液試驗水樣，分別投加陽(yáng)離子、非離子、陰離子型PAM進(jìn)行藥劑篩選實(shí)驗，實(shí)驗結果以上清液CODCr去除率作為判斷依據，其結果如圖4所示。

　　由圖4可知：在三種類(lèi)型PAM中，陽(yáng)離子型PAM效果較佳，投加濃度約1mg/L時(shí)，CODCr去除率可達66.4%。陽(yáng)離子PAM對廢水中的乳化油起到了電荷中和及壓縮雙電層的左右，促使乳化油滴進(jìn)一步破乳析出，而且有機助凝劑有很長(cháng)的分子鏈，能在經(jīng)凝聚作用形成的膠體顆粒間進(jìn)行橋架，形成大而堅實(shí)的絮體。

　　2.3 絮凝劑與助凝劑復合實(shí)驗

　　取乳化液試驗水樣，分別投加不同濃度PAFC攪拌后，投加1mg/L陽(yáng)離子型PAM，然后經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)易氣浮裝置，模仿現場(chǎng)實(shí)際運行情況，取氣浮后出水測CODCr含量，實(shí)驗結果以出水CODCr去除率作為判斷依據，其結果如圖5所示。

　　由圖5可知：當PAFC投加量300mg/L效果較佳，CODCr去除率可達99.1%。根據乳化液出水水質(zhì)要求，實(shí)際運行過(guò)程中并不需要控制到最高CODCr去除率，以本實(shí)驗水樣為例，只需CODCr去除率大于93.4%，就滿(mǎn)足生產(chǎn)運行需求，因此最佳PAFC投加量為200mg/L。

　　3、現場(chǎng)試驗

　　3.1 根據小試試驗結果確定藥劑種類(lèi)及投加量

　　通過(guò)小試試驗結果，確定該工藝流程如圖2所示，破乳罐出水將pH值調制7~9，投加PAFC約200mg/L，陽(yáng)離子型PAM約1mg/L。

　　3.2 工藝設備參數

　　在現場(chǎng)試驗過(guò)程中，具體運行設備參數見(jiàn)表2。

　　3.3 現場(chǎng)試驗結果

　　根據小試實(shí)驗結果及現場(chǎng)人工投加藥劑試驗，確定圖2工藝流程滿(mǎn)足乳化液廢水處理要求，因此對現場(chǎng)加藥管線(xiàn)進(jìn)行改進(jìn)工作，增設液堿、PAFC、PAM投加管線(xiàn)，改進(jìn)完成后，進(jìn)入試運行階段，試運行期限為一個(gè)月，試驗結果見(jiàn)表3。

　　由表3可知，在為期一個(gè)月的試運行階段，由于來(lái)水水質(zhì)不同，根據出水效果，調節PAFC和PAM的投加量，其中PAFC投加量較低50mg/L，最高600mg/L，陽(yáng)離子型PAM投加量較低0.4mg/L，最高2.2mg/L，系統出水CODCr去除率平均可達93.7%，且出水中油和SS含量也滿(mǎn)足系統出水指標要求，可直接排入稀堿油廢水系統進(jìn)行二次處理。因此此次工藝優(yōu)化*解決了超濾污堵嚴重導致系統無(wú)法正常運行的問(wèn)題，確保了乳化液系統的正常運行。

　　4、結論

　　(1)將原乳化液廢水處理工藝由“調節池加溫去除上層浮油+破乳+氣浮+不銹鋼超濾"，優(yōu)化為“調節池加溫加酸破乳去除上層浮油+中和混凝+氣浮"工藝是可行的，經(jīng)優(yōu)化后系統出水CODCr去除率平均可達93.7%。

　　(2)經(jīng)現場(chǎng)試驗表明：使用PAFC和陽(yáng)離子型PAM處理乳化液廢水可提高CODCr去除率，投加量根據來(lái)水情況不同，需現場(chǎng)調節，其中PAFC投加量較低50mg/L，最高600mg/L，PAM投加量較低0.4mg/L，最高2.2mg/L。

　　(3)經(jīng)系統工藝優(yōu)化后，氣浮池出水水質(zhì)穩定且可直接排入稀堿油廢水系統進(jìn)行二次處理，*解決了乳化液系統由于超濾污堵嚴重造成系統無(wú)法正常運行的問(wèn)題。