CN102701483B

CN102701483B - 含油废水预处理系统及设置在该系统中的高效除油器

Info

Publication number: CN102701483B
Application number: CN201210201282.2A
Authority: CN
Inventors: 王廷非; 韩厚强; 王宏; 胡方梅; 金鑫
Original assignee: ANHUI NANFENG ENVIRONMENTAL ENGINEERING Co Ltd
Current assignee: ANHUI NANFENG ENVIRONMENTAL ENGINEERING Co Ltd
Priority date: 2012-06-09
Filing date: 2012-06-09
Publication date: 2014-06-25
Anticipated expiration: 2032-06-09
Also published as: CN102701483A

Abstract

本发明属于污水处理技术领域，具体涉及一种高效除油器及含该高效除油器的含油废水预处理系统。高效除油器包括至少两级气浮处理装置，每一级气浮处理装置沿着水流方向均与其相邻的气浮处理装置相连通；所述气浮处理装置的旁侧设置有泥斗，且每一级气浮处理装置的上侧均设置有将气浮处理装置中的浮泥刮送至泥斗的刮泥器；除油器还包括通过送水管向所述气浮处理装置中输送溶气水的溶气泵。含油废水预处理系统则由高浓度含油废水预处理段、低浓度含油废水预处理段构成。本含油废水预处理系统采取高低浓度分质处理的工艺路线，运行成本低，污染物去除或降解效率高。同时本系统也可适用于其他各类高浓度、难降解含油废水的预处理，或作工艺装置配套。

Description

含油废水预处理系统及设置在该系统中的高效除油器

技术领域

本发明属于污水处理技术领域，具体涉及一种含油废水预处理系统及设置在该系统中的高效除油器。

背景技术

近几年来，循环经济的理念深入人心。废油回收及加工如雨后春笋，蓬勃发展，较大程度地减轻了含油废水对环境的污染，又有效地推进了废油的资源化工作的进展。但是，受废油再生工艺技术的局限，在废油再生加工过程中，不可避免地产生含油量大、污染物浓度高、分子结构复杂、难降解的含油废水。对此类含油废水能否进行有效处理，不仅是环境保护问题，也关系到废弃物资源化问题。据可靠数据报道，我国华东地区每年仅润滑油消费量约为60万吨左右，可有效回收的废润滑油也超过20万吨，如能妥善解决废油回收再生工艺所形成的含油废水处理问题，将极大地推进了废油再生利用的发展，也解决了油污染的难题。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种高效除油器，本除油器具有除油效果好且安装操作方便等优点。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种高效除油器，本除油器包括至少两级气浮处理装置，每一级气浮处理装置沿着水流方向均与其相邻的气浮处理装置相连通；所述气浮处理装置的旁侧设置有泥斗，且每一级气浮处理装置的上侧均设置有将气浮处理装置中的浮泥刮送至泥斗的刮泥器；除油器还包括通过送水管向所述气浮处理装置中输送溶气水的溶气泵。

进一步的，所述每一级气浮处理装置均由彼此相邻的进水室和气浮室构成，所述溶气泵通过送水管与所述进水室相连，且溶气泵的位于进水室中的喷嘴设置在进水室的底部；所述刮泥器设置在气浮室的上侧，泥斗设置在气浮室的旁侧。

优选的，除油器由第一级气浮处理装置和第二级气浮处理装置构成，第一级气浮处理装置由第一进水室和第一气浮室构成，第二级气浮处理装置由第二进水室和第二气浮室构成；所述第一气浮室与第二气浮室彼此相邻，所述泥斗夹设在第一气浮室和第二气浮室中间；所述第一进水室设置在第一气浮室的远离第二气浮室的一侧，第二进水室设置在第二气浮室的远离第一气浮室的一侧；第一气浮室通过设置在其底部的第一输水管与第二进水室相连，第二气浮室通过设置在其底部的第二输水管与设置在第二进水室旁侧的出水室相连。

进一步的，所述出水室中设置有用于供处理后的水流出的液位调节器；所述溶气泵的进水管与出水室相连通。

优选的，所述第一气浮室上侧设置有第一刮泥器，第二气浮室上侧设置有第二刮泥器，所述第一刮泥器与第二刮泥器彼此相邻，且第一刮泥器与第二刮泥器共用一台驱动电机。

本发明的目的之二是提供一种含有上述高效除油器的含油废水预处理系统，其包括如下组成部分：

集水池，用于承接和暂时贮存含油废水；

隔油调节池，用于对来自集水池处的含油废水进行初步除油处理，经过初步除油处理的含油废水进入破乳池；

破乳池，用于进入其中的含油废水进行破乳处理，以使得含油废水中的油水得以分离，然后含油废水被输送至高效除油器；

高效除油器，用于对进入其中的含油废水进行深度除油处理，以最终得到无油废水。

进一步的，含油废水预处理系统还包括如下组成部分：

电解槽，采用低压脉冲直流电对进入其中的废水进行电解氧化，以初步去除COD和提高废水的可生化性；

芬顿氧化反应器，用于对进入其中的废水进行芬顿氧化处理，以去除COD和提高废水的可生化性；

混凝槽，用于对进入其中的废水进行混凝或絮凝处理，以使得废水中的大部分胶体和固体状物产生絮凝，经过絮凝处理后的废水进入沉淀池；

沉淀池，用于去除低废水中的大部分固体悬浮物；

所述电解槽、芬顿氧化反应器、混凝槽和沉淀池沿着水流方向依次串接在一起，且高效除油器的出水口与电解槽的入水口相连。

更进一步的，所述集水池、隔油调节池、破乳池和高效除油器共同构成除油段，所述除油段设置为彼此并联的两段，其中一个除油段的高效除油器的出水口仅与电解槽的入水口相连，且此除油段与依次串接的电解槽、芬顿氧化反应器、混凝槽和沉淀池共同构成高浓度含油废水预处理段；另一个除油段也即低浓度含油废水预处理段的高效除油器的出水口则与电解槽、芬顿氧化反应器、混凝槽三者的入水口均分别相连。

含油废水预处理系统还包括如下组成部分：

第三集水池，用于承接和暂时贮存生活废水；

中间池，用于承接自高浓度含油废水预处理段、低浓度含油废水预处理段和第三集水池而来的混合废水，中间池的出水口与生化处理段的入水口相连。

优选的，在对破乳池中的含油废水进行破乳处理时，所采用的破乳剂为CaCl₂、PAM和PAC；所述电解槽中的脉冲直流电的电压为30V，平均电流为50A，其中脉冲宽度为3.5×10^-4s，断电时间为3.5～6.0×10^-4s，峰值电流为100～135A；所述高浓度含油废水预处理段、低浓度含油废水预处理段以及第三集水池三者的出水流量比例为1∶10∶1。

本发明具有以下有益效果：

1)、高效除油器中的溶气泵的进水管与出水室相连通，也即用于溶气的水是经过两次气浮处理后的基本无油的出水，防止了使用含油废水作溶气水时，水中油进一步乳化降低去油净化度的现象发生。溶气水量的大小或比例可根据水质状况调节，确保出水含油低于10mg/L，但在有后续生化处理的系统中，出水含油保持≤15mg/L即可。

2)、高效除油器中的两级气浮处理装置中的浮泥进入同一泥斗，且第一级气浮处理装置中的第一刮泥器和第二级气浮处理装置中的第二刮泥器使用同一台驱动电机，不但简化了结构，而且设备布置紧凑，安装操作方便。

3)、高效除油器中的两级气浮处理装置并非简单地串联，而是有机地结为一体，第一气浮室和第二气浮室的水流相向流动，提高了设备一体化程度，使设备长度和占地面积大大降低，高效除油器的有效容积提高20％左右。

4)、本含油废水预处理系统是针对当前废润滑油回收再生过程排放的含油废水进行预处理的工艺，即采取高低浓度分质处理的工艺路线，运行成本低，去除或降解效率高。同时本系统也可适用于其他各类高浓度、难降解含油废水的预处理，或做工艺装置配套。

5)、在除油段中，对于同一种废水(高浓度或低浓度)中含有的漂浮油、分散油或乳化油，根据其物化特性，分别采用了不同的去除方法，形成了先使用隔油调节池去除大颗粒油，再使用高效除油器去除小颗粒油的逐步去除的过程，避免了在去油过程中因大颗粒油乳化而降低去除效果的现象。

6)、高浓度含油废水在去除油类之后，采取了电解和芬顿试剂氧化、并混凝沉淀的措施，主要是针对废水中可能存在的结构复杂，可生化性较差，浓度较高或有一定生物毒性的污染物，进行强化处理，全面提高预处理效果。

7)、低浓度含油废水在去除油类之后，主线流程是去中间池与高浓度含油废水预处理得到的废水、生活废水混合均质，同时本发明使得低浓度含油废水预处理段的高效除油器的出水口分别与电解槽、芬顿氧化反应器、混凝槽三者的入水口相连，从而可根据低浓度废水的水质状况做出不同的操作选择，具有较大的操作灵活性。

8)、本系统操作简便、提升次数少、动力消耗低、可连续或间歇运行，可与任何生化系统做工艺配套。装置一体化程度高，占用面积小，可采用立体化布置。

附图说明

图1为本发明中隔油调节池的结构示意图；

图2为本发明中高效除油器的结构示意图；

图3为本发明中含油废水预处理系统的结构示意图。

图中标记的含义如下：

1-出水室 2-溶气泵 3-第二进水室 4-第一进水室

5-第一输水管 6-第一气浮室 7-第二输水管

8-第二气浮室 9-液位调节器 10-第二刮泥器

11-第一刮泥器 12-泥斗 13-第一集水池

14-第一隔油调节池 15-第一破乳池 16-第一高效除油器

17-电解槽 18-芬顿氧化反应器 19-混凝槽

20-沉淀池 21-第二集水池 22-第二隔油调节池

23-第二破乳池 24-第二高效除油器 25-第三集水池

26-中间池 27-生化处理段 28-池体 29-折流板

30-浮油层 31-隔油池 32-隔油板 33-调节池

具体实施方式

如图1所示，本除油器由第一级气浮处理装置和第二级气浮处理装置构成，第一级气浮处理装置由第一进水室4和第一气浮室6构成，第二级气浮处理装置由第二进水室3和第二气浮室8构成；所述第一气浮室6与第二气浮室8彼此相邻，所述泥斗12夹设在第一气浮室6和第二气浮室8之间；所述第一进水室4设置在第一气浮室6的远离第二气浮室8的一侧，第二进水室3设置在第二气浮室8的远离第一气浮室6的一侧；第一气浮室6通过设置在其底部的第一输水管5与第二进水室3相连，第二气浮室8通过设置在其底部的第二输水管7与设置在第二进水室3旁侧的出水室1相连。

所述出水室1中设置有用于供处理后的水流出的液位调节器9；所述溶气泵2的进水管与出水室1相连通，溶气泵2通过送水管分别与第一进水室4和第二进水室3相连。

如图1所示，所述第一气浮室6上侧设置有第一刮泥器11，第二气浮室8上侧设置有第二刮泥器10，所述第一刮泥器11与第二刮泥器10彼此相邻，且第一刮泥器11与第二刮泥器10共用一台驱动电机。

工作时，含油废水自进水端进入第一进水室4，与溶气泵2输送来的溶气水充分混合，然后从第一进水室4的上部进入第一气浮室6，此时油颗粒逐渐浮至水面，从左到右被第一刮泥器11刮入中间泥斗2；清水经设置在第一气浮室6底部的第一输水管5收集，送至第二进水室3中，并与溶气泵2输送来的溶气水充分混合后上升，再从第二进水室3的上部进入第二气浮室8，剩余少量油颗粒在气泡的作用下浮至第二气浮室8的水面，从右到左被第二刮泥器10刮入泥斗2；清水经设置在第二气浮室8底部的第二输水管7收集，送至出水室1中；出水室1中设有液位调节器9，液位调节器9用于调节出水量和两个气浮室的操作水位。

下面结合图3对本发明的工作过程做进一步说明：

高浓度含油废水预处理段

如图3所示，高浓度含油废水经格栅去除大尺寸漂浮物或悬浮物后进入第一集水池13，然后用泵提升至第一隔油调节池14，隔油调节池设有隔油池31和调节池33两部分，其中隔油池31设有隔油板32和折流板29，如图2所示，高浓度含油废水从隔油调节池的进水端进入池体28中后，含油废水在垂直方向上多次折流，利用油与水的密度差将悬浮油(粒度≥100um)和部分分散油(粒度≥10um)凝结浮于水面以形成浮油层30，初步去油的废水流入调节池33，浮油层30中的浮油由刮油机收集回收，其悬浮油去除率达95％以上。

高浓度含油废水在第一隔油调节池14中去除浮油并经均质均量后泵入第一破乳池15，第一破乳池15根据污染物种类和浓度不同，先后加入CaCl₂、PAM(聚丙烯酰胺)和PAC(聚合氯化铝)，在搅拌机的作用下，将乳化油(粒度≤10um)和部分分散油聚结，为后续的高效除油器去除油类和其他胶体或固形颗粒污染物创造条件。CaCl₂、PAM和PAC的加入量，视废水在破乳状况及污染物浓度而定。

高浓度含油废水在第一破乳池15内与加入的破乳剂充分混合后，自流进入第一高效除油器16中。高效除油器是一种可用于有效去除含有各种不同乳化状含油废水的专用设备，经高效除油器处理后的废水含油量小于10mg/L，COD_cr去除率可达80％以上。高效除油器的主体由工程塑料或钢材制成，其原理是利用溶气泵制成不被乳化油污染的溶气水，在减压时，释放出微小气泡，与不同粒度的油颗粒附着，从而使油和部分悬浮物浮出水面，实现油水分离，以有效地去除分散油和浮化状油，经过第一高效除油器16处理得到的基本无油的废水自流进入电解槽17中。

电解槽17是脉冲直流低压电源电解氧化装置。废润滑油再加工产生的废水通过去油后，COD_cr大幅度降低，但由于废润滑油来自不同渠道，因此废润滑油再加工产生的废水中除油脂外，可能存在部分分子结构复杂，或有一定生物毒性的污染物，此时须采用切实的强氧化方式，使废水得以净化，从而提高可生化性。脉冲直流低压电源电解氧化装置由脉冲直流镇流器和塑制电解槽体组成，槽体内竖向安装正、负极相间且平行的电解极板，同极极板分别用导线连接并与槽外脉冲直流电源正负极连接，形成并联的极板电路。废水从电解槽17的一端引入，通过槽内导流折板的引导，冲击每一块极板。在电解过程中，阴极板与电源的负极连接，放出电子，使废水中某些阳离子得到电子而被还原；阳极板与电源的正极连接，得到电子，从而使废水中某些阴离子因失去电子而被氧化，阳极起到氧化剂的作用。这样，废水中的各类污染物在阳极和阴极分别进行氧化还原反应而分解，并产生新的物质，从而降低废水的污染物的浓度。

废水中的极少量油及部分有机污染物，在电解槽17中的直流脉冲电流电源的作用下发生电化学反应，得以去除或降解，然后自流进入芬顿氧化反应器18，芬顿氧化反应器18的工作原理是在PH值控制为3～5的条件下，将H₂O₂和Fe²⁺按照一定的比例混合后，与废水中的污染物反应，使污染物被氧化去除或改变分子结构。把芬顿氧化反应器18置于电解槽17之后，主要是充分利用电解后废水中仍保留的大量Fe2+和羟基自由基HO，从而减少芬顿试剂H₂O₂、Fe²⁺的用量。芬顿氧化反应进行的程度与反应时间、温度及芬顿试剂所产生的羟基自由基HO的浓度有关，芬顿氧化反应器18控制的技术指标为：

(1)反应时间：15～20min

(2)温度：25～30℃

(3)H₂O₂/Fe²⁺＝3∶1(加入量视污染物浓度而定)

在芬顿试剂的强氧化作用下，大部分污染物被去除，废水随后自流进入混凝槽19，在混凝槽19中先后加入碱和PAM，在废水呈碱性的条件下，使大部分胶体和固体物产生絮凝，然后进入沉淀池20进行固液分离，去除废水中大部分固体悬浮物。

优选的，混凝槽19和沉淀池20采用一体化设计。其中混凝设计为两级，第一级和第二级先后分别加入NaOH和PAM，使废水PH值达7.5～8.5的情况下产生絮凝。絮凝时间：10～15min，然后进入沉淀池20分离，沉淀时间为90min，沉淀池20中的上清液自流去中间池26与低浓度含油废水经除油得到的废水及生活废水相混合，沉淀池20的下沉污染物去污泥干化系统。

低浓度含油废水预处理段

如图3所示，低浓度含油废水经经格栅去除大尺寸漂浮物或悬浮物后进入第二集水池21，然后用泵提升至第二隔油调节池22，低浓度含油废水在第二隔油调节池22中去除浮油并经均质均量后泵入第二破乳池23。废水在第二破乳池23内与破乳剂(即CaCl₂和PAC)以及絮凝剂(即PAM)充分混合后，自流进入第二高效去油器24。所述第二高效去油器24与第一高效去油器16的作用相同，主要去除分散油和浮化状油。

低浓度废水在第二高效除油器24的出水口处设置有三道副线，分别流向电解槽17、芬顿氧化反应器18和混凝槽19，如图3中的虚线所示，工作人员可根据低浓度废水的水质状况，分别作出去电解槽17、芬顿氧化反应器18或混凝槽19处理的选择，也即分流部分低浓度含油废水进入高浓度含油废水预处理段，从而强化了低浓度含油废水的预处理效果，确保混合后水质满足后续生化处理段27的要求。

经预处理后的高、低浓度废水和生活废水在中间池26以一定的比例混合，再用泵打入后续的生化处理段27进行生化处理，从而达到所需要的回用或排放标准。

本发明的各个处理段中的污染因子去除效果及PH变化值见表1所示，表1中的低浓度含油废水在经过第二高效除油器处理后，直接进入中间池26。

表1含油废水预处理系统各处理段污染因子去除效果及PH变化值

Claims

1.一种高效除油器，本除油器包括至少两级气浮处理装置，每一级气浮处理装置沿着水流方向均与其相邻的气浮处理装置相连通；所述气浮处理装置的旁侧设置有泥斗（12），且每一级气浮处理装置的上侧均设置有将气浮处理装置中的浮泥刮送至泥斗（12）的刮泥器；除油器还包括通过送水管向所述气浮处理装置中输送溶气水的溶气泵（2）；其特征在于：

所述每一级气浮处理装置均由彼此相邻的进水室和气浮室构成，所述溶气泵（2）通过送水管与所述进水室相连，且溶气泵（2）的位于进水室中的喷嘴设置在进水室的底部；所述刮泥器设置在气浮室的上侧，泥斗（12）设置在气浮室的旁侧；

除油器由第一级气浮处理装置和第二级气浮处理装置构成，第一级气浮处理装置由第一进水室（4）和第一气浮室（6）构成，第二级气浮处理装置由第二进水室（3）和第二气浮室（8）构成；所述第一气浮室（6）与第二气浮室（8）彼此相邻，所述泥斗（12）夹设在第一气浮室（6）和第二气浮室（8）中间；所述第一进水室（4）设置在第一气浮室（6）的远离第二气浮室（8）的一侧，第二进水室（3）设置在第二气浮室（8）的远离第一气浮室（6）的一侧；第一气浮室（6）通过设置在其底部的第一输水管（5）与第二进水室（3）相连，第二气浮室（8）通过设置在其底部的第二输水管（7）与设置在第二进水室（3）旁侧的出水室（1）相连。

2.根据权利要求1所述的高效除油器，其特征在于：所述出水室（1）中设置有用于供处理后的水流出的液位调节器（9）；所述溶气泵（2）的进水管与出水室（1）相连通。

3.根据权利要求1所述的高效除油器，其特征在于：所述第一气浮室（6）上侧设置有第一刮泥器（11），第二气浮室（8）上侧设置有第二刮泥器（10），所述第一刮泥器（11）与第二刮泥器（10）彼此相邻，且第一刮泥器（11）与第二刮泥器（10）共用一台驱动电机。

4.一种含有权利要求1所述高效除油器的含油废水预处理系统，其特征在于包括如下组成部分：

集水池，用于承接和暂时贮存含油废水；

5.根据权利要求4所述的含油废水预处理系统，其特征在于含油废水预处理系统还包括如下组成部分：

沉淀池，用于去除废水中的大部分固体悬浮物；

6.根据权利要求5所述的含油废水预处理系统，其特征在于：所述集水池、隔油调节池、破乳池和高效除油器共同构成除油段，所述除油段设置为彼此并联的两段，其中一个除油段的高效除油器的出水口仅与电解槽的入水口相连，且此除油段与依次串接的电解槽、芬顿氧化反应器、混凝槽和沉淀池共同构成高浓度含油废水预处理段；另一个除油段也即低浓度含油废水预处理段的高效除油器的出水口则与电解槽、芬顿氧化反应器、混凝槽三者的入水口均分别相连。

7.根据权利要求6所述的含油废水预处理系统，其特征在于含油废水预处理系统还包括如下组成部分：

第三集水池，用于承接和暂时贮存生活废水；

8.根据权利要求7所述的含油废水预处理系统，其特征在于：在对破乳池中的含油废水进行破乳处理时，所采用的破乳剂为CaCl₂、PAM和PAC；所述电解槽中的脉冲直流电的电压为30V，平均电流为50A，其中脉冲宽度为3.5×10^-4s，断电时间为3.5～6.0×10^-4s，峰值电流为100～135A；所述高浓度含油废水预处理段、低浓度含油废水预处理段以及第三集水池三者的出水流量比例为1:10:1。