CN102887596B - 含油乳化废水或废乳化液的处理方法及装置 - Google Patents

Abstract

一种含油乳化废水或废乳化液的处理方法及装置，其中方法包括有以下步骤：1)将进行PH值调整后的含油乳化废水或废乳化液输入调节池/罐，在调节池/罐内去除游离油；2)从调节池/罐输出后进入破乳聚结反应器，在破乳聚结反应器内完成破乳反应，实现油滴的聚并、增大；3)从破乳聚结反应器中输出后进入气浮装置去除绝大部分的游离油；4)从气浮装置中输出后经陶瓷膜提升泵输入陶瓷膜装置；5)进一步直接输入深度处理系统。其中装置包括有通过管道依次连通的调节池/罐、破乳聚结反应器、气浮装置、陶瓷膜装置及深度处理系统，在调节池/罐和破乳聚结反应器之间设有破乳聚结反应器提升泵，同时在气浮装置和陶瓷膜装置之间设有陶瓷膜提升泵。

Description

含油乳化废水或废乳化液的处理方法及装置

技术领域

本发明涉及一种含油乳化废水和含油废乳化液的处理方法及装置。

背景技术

含油乳化废水或废乳化液是钢铁冷轧行业、汽车工业、机械加工行业、石油化工、印染、食品加工等行业中常见的一种污水。含油乳化废水或废乳化液中由于含有乳化剂，属于水包油型的乳化体系。目前用于处理这种水包油型的乳化体系的污水的工艺流程如下：来水→调节池→纸袋过滤机→循环池→超滤循环泵→超滤膜→超滤出水池→去生化系统。该工艺中由于超滤膜是以压力驱动的，以筛分过滤机理为主的分离方式，过滤时，膜表面会迅速形成浓差极化层，进而发生膜表面油及杂质的沉积，造成膜通量的快速衰减。因此在实际工程中，实际运行的膜通量很低，膜化学清洗周期很短，有的设置数小时就需化学清洗一次。另，由于乳化液中胶束的直径一般为0.1～10μm，大都不能通过简单的沉降去除，常规的过滤也不能有效的截留。因此，含油乳化废水或废乳化液的处理关键是对胶束的处理，因此一是破化乳化体系，促使油滴聚并增大，二是采用过滤孔径远小于胶束直径的超滤膜分离技术，三是生化反应破乳。目前有报道的方法有机械分离法、重力分离法、颗粒化法、深层过滤法、空气上浮法、化学氧化法、生化处理法和超滤膜分离法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种含油乳化废水或废乳化液的处理方法及装置，该方法及装置将气浮技术、重力分离技术和陶瓷膜处理技术有机结合，既增加了陶瓷膜的膜通量，大大减缓了陶瓷膜的污染速率，延长了膜的清洗周期和使用寿命，避免了大量混凝剂的投加，并降低了油的含水率和含固率，利于油的资源化利用。

本发明中含油乳化废水或废乳化液的处理方法包括有以下步骤：

(1)将含油乳化废水或废乳化液输入调节池/罐，并在含油乳化废水或废乳化液输入所述调节池/罐之前对含油乳化废水或废乳化液的PH值进行调节，其中所述调节池/罐的内部分为预除油区和调节区，进入所述调节池/罐内部预除油区的含油乳化废水或废乳化液被及时去除游离油；

(2)从所述调节池/罐输出的含油乳化废水或废乳化液经破乳聚结反应器提升泵进入破乳聚结反应器，并在进入破乳聚结反应器前投加破乳剂，破乳剂和含油乳化废水或废乳化液在破乳聚结反应器内完成破乳反应，并实现油滴的聚并、增大；

(3)从所述破乳聚结反应器中输出的含油乳化废水或废乳化液进入气浮装置，在气浮装置内去除绝大部分的游离油，该被去除的游离油被即时收集输送至污油处理装置；

(4)从所述气浮装置中输出的含油乳化废水或废乳化液经陶瓷膜提升泵输入陶瓷膜装置；

(5)从陶瓷膜装置输出的含油乳化废水或废乳化液直接输入深度处理系统。

在步骤(3)中，所述气浮装置输出的部分溶气水输入所述破乳聚结反应器中，在所述破乳聚结反应器中借助于溶气水使破乳后应后形成的油滴与溶气水中的微气泡粘附，进一步增加油滴的聚并、增大。

在步骤(3)中，所述气浮装置输出的部分溶气水同时进入调节池/罐和陶瓷膜装置，在所述调节池/罐中注入所述气浮装置输出的溶气水，改善了含油乳化废水或废乳化液的水质并降低了10～20％的破乳剂投加量，在所述陶瓷膜装置中注入所述气浮装置输出的溶气水，注入了溶气水后在所述陶瓷膜装置的陶瓷膜表面形成气液两相的错流过滤，使陶瓷膜装置中的陶瓷膜表面的水流始终处于紊流状态，使陶瓷膜在较小的表面错流速度下，最大限度的消除陶瓷膜表面的浓差极化现象和陶瓷膜表面污染物的沉积，即降低了能耗，延缓膜污染速率，延长了化学清洗周期。

在步骤(4)中，所述陶瓷膜装置中过滤产生的浓缩液回流至所述破乳聚结反应器入口，使浓缩液形成聚结-气浮-膜-聚结的良性循环，最大限度的减少陶瓷膜装置在陶瓷膜表面的污染物浓度，延缓陶瓷膜的污染速率，延长化学清洗周期。

在步骤(5)中的深度处理系统中，采用缺氧-厌氧-缺氧-好氧或厌氧-缺氧-好氧生化工艺去除COD并脱氮除磷，处理过程中产生的生化出水采用双膜法实现脱盐。

本发明中含油乳化废水或废乳化液的处理装置包括通过管道依次连通的调节池/罐、破乳聚结反应器、气浮装置、陶瓷膜装置及深度处理系统，在所述调节池/罐和破乳聚结反应器之间设有破乳聚结反应器提升泵，同时在所述气浮装置和陶瓷膜装置之间设有陶瓷膜提升泵。

所述含油乳化废水或废乳化液的处理装置还包括有污油处理装置，该污油处理装置同时接收调节池/罐和气浮装置输出的游离油，同时所述污油处理装产生的水返输至所述调节池/罐。

所述调节池/罐内设有预除油区和调节区，在所述调节池/罐底部设有泥渣排放口，在所述调节池/罐内设有伴热装置。

所述陶瓷膜装置中设有2套备用的陶瓷膜。

所述陶瓷膜装置内设有在线化学清洗(CIP)系统，当陶瓷膜装置待水停机时，能自动实现陶瓷膜的清洗，避免停机造成陶瓷膜的污染。

本发明中的含油乳化废水或废乳化液的处理方法及装置以陶瓷膜、气浮技术为核心来处理含油乳化废水或废乳化液，具体的工艺为预除油→破乳聚结反应器→高压气浮→陶瓷膜→深度处理系统，使预除油、破乳聚结反应器、高压气浮和陶瓷膜有机融合，在预除油阶段通过投加pH调节剂，再结合溶气水，采用自动收油方式，实现了一定程度的破乳和游离油的最大化去除，改善了进入后续单元的水质并降低了破乳剂的投加量，缓解了调节池的皂化现象，解决了收油难题，同时得到的油品质好，含水率低。

在破乳聚结反应器接受调节池/罐和陶瓷膜装置的回流水，并投入破乳剂和注入溶气水，在破乳聚结反应器中可完成破乳过程和油滴之间及油滴与微气泡之间的聚并，利于提高气浮分离效果。

气浮装置为调节池/罐、破乳聚结反应器和陶瓷膜装置提供溶气水，经过破乳聚结反应器后形成的游离油及杂质，在气浮装置中得到去除，并及时主动排出，气浮装置的溶气水源为气浮机出水集水区。

由于陶瓷膜装置的进水水质得到稳定有效的保障，使得陶瓷膜装置在运行过程中，注入了来自气浮装置的溶气水，在陶瓷膜装置的陶瓷膜表面形成气液两相的错流过滤，即最大限度的减小了陶瓷膜表面的浓差极化带来的影响，又阻止污染物在陶瓷膜表面的沉积，在提高通量的同时，减缓了陶瓷膜的污染，并且可以降低循环水量，使陶瓷膜能耗降低。

附图说明

图1为本发明中含油乳化废水或废乳化液的处理工艺流程图。

图中：

1-调节池/罐；2-破乳聚结反应器提升泵；3-破乳聚结反应器；4-气浮模块；5-陶瓷膜提升泵；6-陶瓷膜模块(包括CIP系统)；7-深度处理系统；8-污油处理装置；9-深度处理系统跨越；10-陶瓷膜浓缩液；11-破乳剂投加系统；12-pH值调节剂投加系统；13-游离油；14-溶气水；15-游离油；16-污油处理装置产生的水。

具体实施方式

本发明中含油乳化废水或废乳化液的方法包括有以下步骤：

1)将来自不同来源和排放方式排出的含油乳化废水或废乳化液输入调节池/罐1，同时利用pH值调节剂投加系统12对进入调节池/罐1前的含油乳化废水或废乳化液进行pH值，具体投加的种类和投加的量根据含油乳化废水或废乳化液的量将其pH值调整至6～8。

2)调节池/罐1内设有预除油区和调节区，在调节池/罐1底部设有泥渣排放口，同时在调节池/罐1内设有伴热装置，在调节池/罐1的调节区中对进入的含油乳化废水或废乳化液进行PH值的调整，并在预除油区内进行游离油13的去除，去除后的游离油13直接输入污油处理装置8。在此步骤中，调节池/罐1可以同时接收自来气浮装置4提供的溶气水14，利用溶气水的注入缓解调节池/罐1的皂化现象，解决收油难题，同时得到的油品质好，含水率低，另在此步骤中采用自动收油的方式实现了一定程度的破乳和游离油的最大化去除，改善了进入后续单元的水质并降低了破乳剂的投加量，破乳剂的投加量可以降低原来的重量比的10～20％。另为了节约用水，可以使污油处理装置8产生的水16返回至调节池/罐1。

3)从调节池/罐1输出的含油乳化废水或废乳化液经破乳聚结反应器提升泵2进入破乳聚结反应器3，在进入破乳聚结反应器3前利用破乳剂投加系统11投加破乳剂，破乳剂和含油乳化废水或废乳化液在破乳聚结反应器3内完成破乳反应，并实现油滴的聚并、增大；在此步骤中，破乳聚结反应器3可以同时接收来自气浮装置4提供的溶气水14，在破乳聚结反应器3中借助于溶气水14使破乳后形成的油滴与溶气水中的微气泡粘附，进一步增加油滴的聚并、增大。即在破乳聚结反应器3中实现乳化液的破乳、油滴的聚并、悬浮物混凝和絮凝以及微气泡与油及悬浮物的共聚，破乳聚结反应器3的出水直接进入气浮装置4，在气浮装置4中实现油及悬浮物的分离。

4)从破乳聚结反应器3中输出的含油乳化废水或废乳化液进入气浮装置4，在气浮装置4内去除绝大部分的游离油15，该被去除的游离油被即时收集输送至污油处理装置8。

5)从气浮装置4中输出的含油乳化废水或废乳化液经陶瓷膜提升泵5输入陶瓷膜装置6，陶瓷膜提升泵5直接从气浮装置4的机出水口吸水，将水提升进入陶瓷膜装置6，在陶瓷膜装置6中的陶瓷膜将水进行过滤浓缩并实现一定程度的破乳。陶瓷膜装置6可以接收来自气浮装置4的溶气水14，使陶瓷膜在过滤过程中形成了气液两相流，即陶瓷膜表面的水流始终处于紊流状态，使陶瓷膜在较小的表面错流速度下，最大限度的消除膜表面的浓差极化现象和膜表面污染物的沉积，即降低了能耗。陶瓷膜装置6产生的渗透液即陶瓷膜浓缩液通过深度处理系统跨越9直接回用，或进入深度处理系统7，同时，陶瓷膜浓缩液10可以形成反洗液回流至破乳聚结反应器3，使陶瓷膜浓缩液10形成聚结-气浮-膜-聚结的良性循环，最大限度的减少陶瓷膜表面的污染物浓度，延缓膜污染速率，延长了化学清洗周期。

6)从陶瓷膜装置6输出的含油乳化废水或废乳化液直接输入深度处理系统7。深度处理系统7根据不同的水质条件，采用缺氧-厌氧-缺氧-好氧(A3O)或厌氧-缺氧-好氧(A2O)生化工艺去除COD并脱氮除磷，达到污水外排A类指标或回用水指标。生化出水可以选择性的采用双膜法实现脱盐，达到深度回用的目的，其中深度处理系统7中的超滤系统采用耐污染的气提式超滤膜与生化池结合，形成气提分置式MBR系统。深度处理系统7采用的是现有设备，在此不再详细说明。

如图1所示，本发明中含油乳化废水或废乳化液的处理装置包括通过管道依次连通的调节池/罐1、破乳聚结反应器3、气浮装置4、陶瓷膜装置6及深度处理系统7，在调节池/罐1和破乳聚结反应器3之间设有破乳聚结反应器提升泵2，同时在气浮装置4和陶瓷膜装置6之间设有陶瓷膜提升泵5。调节池/罐1和气浮装置4通过管道同时连接污油处理装置8，使调节池/罐1和气浮装置4中的浮油进入污油处理装置8，在污油处理装置8中，采用酸处理式污油实现进一步的油水分离，顶部浮油收集在除油罐中定期外运，底部水返回调节池/罐1。调节池/罐1地底泥定期经泥渣排放口排入外部配套的污泥系统处理。

在调节池/罐1前的管道连接有pH值调节剂投加系统12，在破乳聚结反应器3前的管道连接有破乳剂投加系统11，本发明中含油乳化废水或废乳化液的处理装置还包括有配套的管路、阀门、仪表和控制柜等，这些配套的设备均为现有技术，不再详细说明。

调节池/罐1内设有预除油区和调节区，在调节池/罐1底部设有泥渣排放口，以及在调节池/罐1内设有伴热装置。在陶瓷膜装置中设有3套陶瓷膜，其中2套供备用。陶瓷膜装置内设有在线化学清洗(CIP)系统，当陶瓷膜装置待水停机时，能自动实现陶瓷膜的清洗，避免停机造成陶瓷膜的污染。

本发明中的破乳聚结反应器提升泵2、破乳聚结反应器3、气浮模块4、陶瓷膜提升泵5和陶瓷膜装置6成为一体化的成套设备，统一实现PLC自动控制。在调节池/罐1中实现连续来液和间歇来液的分别调节以及预除油分离。本发明中用于处理含油乳化废水或废乳化液的破乳剂是一种两性的表面活性剂，其分子的一端为亲油的非极性基团，一端为亲水的极性基团，当水中含有油滴时，亲油的一端会插入油滴中，亲水的一端则在水中，当超过临界胶束浓度后，油滴表面就会布满了极性亲水基团，形成具有一定机械强度的薄膜胶束，可阻止胶束之间因碰撞而合并，若用离子型表面活性剂时，因为带同性电荷，胶束间相斥阻止了液滴的聚集，因而使油滴稳定地分散在水中。

本发明中的调节池/罐可以是钢制的，也可以是混凝土构筑物，预除油区游离油含量高，采用溢流出水设计，液位恒定，采用自动收油机械收油，调节区游离油少，液位变化，采用浮动收油装置。气浮模块采用高压溶气气浮装置，采用不同的释放头为预除油区、集结反应器和陶瓷膜提供不同尺寸的微气泡。陶瓷膜采用具有耐油涂层的陶瓷膜，膜孔径在0.04μm以下。若来水中溶解性的有机物浓度较低，很好的控制了皂化反应，同时含盐量不高，则陶瓷膜出水可以达到A级排放标准或回用水标准，否则需要进入深度处理系统进行处理。深度处理系统包括生化处理单元和/或膜处理单元，视回用水水质要求而确定。污油排入污油处理装置，由具有资质的单位回收处理，泥渣排入污泥处理与处置系统。

本发明利用陶瓷膜对乳化废液进行破乳和过滤，利用气浮技术将破乳后形成的油滴去除，同时利用气浮技术对来液进行预除油处理，并实现陶瓷膜表面的两相流过滤同时该技术省去传统的超滤循环池，实现了调节池的预除油和自动收油，简化了流程，可解决目前实际工程中存在的难题。本发明中的方法及装置适用于钢铁冷轧、汽车工业、机械加工、石油化工、印染、食品加工等行业产生的含油乳化废水或废乳化液的处理。

Claims (9)

1.一种含油乳化废水或废乳化液的处理方法，其特征在于，包括有以下步骤：

（1）将含油乳化废水或废乳化液输入调节池/罐，并在含油乳化废水或废乳化液输入所述调节池/罐之前对含油乳化废水或废乳化液的PH值进行调节，其中所述调节池/罐的内部分为预除油区和调节区，进入所述调节池/罐内部预除油区的含油乳化废水或废乳化液被及时去除游离油；

（2）从所述调节池/罐输出的含油乳化废水或废乳化液经破乳聚结反应器提升泵进入破乳聚结反应器，并在进入破乳聚结反应器前投加破乳剂，破乳剂和含油乳化废水或废乳化液在破乳聚结反应器内完成破乳反应，并实现油滴的聚并、增大；

（3）从所述破乳聚结反应器中输出的含油乳化废水或废乳化液进入气浮装置，在气浮装置内去除绝大部分的游离油，该被去除的游离油被即时收集输送至污油处理装置，在该步骤中，所述气浮装置输出的部分溶气水输入所述破乳聚结反应器中，在所述破乳聚结反应器中借助于溶气水使破乳后应后形成的油滴与溶气水中的微气泡粘附，进一步增加油滴的聚并、增大；

（4）从所述气浮装置中输出的含油乳化废水或废乳化液经陶瓷膜提升泵输入陶瓷膜装置；

（5）从陶瓷膜装置输出的含油乳化废水或废乳化液直接输入深度处理系统。

2.根据权利要求1中所述的含油乳化废水或废乳化液的处理方法，其特征在于，在步骤（3）中，所述气浮装置输出的部分溶气水同时进入调节池/罐和陶瓷膜装置，在所述调节池/罐中注入所述气浮装置输出的溶气水，改善了含油乳化废水或废乳化液的水质并降低了10～20%的破乳剂投加量，在所述陶瓷膜装置中注入所述气浮装置输出的溶气水，注入了溶气水后在所述陶瓷膜装置的陶瓷膜表面形成气液两相的错流过滤，使陶瓷膜装置中的陶瓷膜表面的水流始终处于紊流状态，使陶瓷膜在较小的表面错流速度下，最大限度的消除陶瓷膜表面的浓差极化现象和陶瓷膜表面污染物的沉积，即降低了能耗，延缓膜污染速率，延长了化学清洗周期。

3.根据权利要求1中所述的含油乳化废水或废乳化液的处理方法，其特征在于，在步骤（4）中，所述陶瓷膜装置中过滤产生的浓缩液回流至所述破乳聚结反应器入口，使浓缩液形成聚结-气浮-膜-聚结的良性循环，最大限度的减少陶瓷膜装置在陶瓷膜表面的污染物浓度，延缓陶瓷膜的污染速率，延长化学清洗周期。

4.根据权利要求1中所述的含油乳化废水或废乳化液的处理方法，其特征在于，在步骤（5）中的深度处理系统中，采用缺氧-厌氧-缺氧-好氧或厌氧-缺氧-好氧生化工艺去除COD并脱氮除磷，处理过程中产生的生化出水采用双膜法实现脱盐。

5.一种适用于权利要求1-4中任意一项处理方法的含油乳化废水或废乳化液的处理装置，其特征在于，包括通过管道依次连通的调节池/罐、破乳聚结反应器、气浮装置、陶瓷膜装置及深度处理系统，在所述调节池/罐和破乳聚结反应器之间设有破乳聚结反应器提升泵，同时在所述气浮装置和陶瓷膜装置之间设有陶瓷膜提升泵。

6.根据权利要求5中所述的含油乳化废水或废乳化液的处理装置，其特征在于，所述含油乳化废水或废乳化液的处理装置还包括有污油处理装置，该污油处理装置同时接收调节池/罐和气浮装置输出的游离油，同时所述污油处理装产生的水返输至所述调节池/罐。

7.根据权利要求6中所述的含油乳化废水或废乳化液的处理装置，其特征在于，所述调节池/罐内设有预除油区和调节区，在所述调节池/罐底部设有泥渣排放口，在所述调节池/罐内设有伴热装置。

8.根据权利要求6中所述的含油乳化废水或废乳化液的处理装置，其特征在于， 所述陶瓷膜装置中设有2套备用的陶瓷膜。

9.根据权利要求6中所述的含油乳化废水或废乳化液的处理装置，其特征在于，所述陶瓷膜装置内设有在线化学清洗系统，当陶瓷膜装置待水停机时，能自动实现陶瓷膜的清洗，避免停机造成陶瓷膜的污染。

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