CN108218014B - 一种含油石墨废水的深度处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种气浮+钢渣吸附+膜分离组合工艺处理含油石墨废水，处理后废水中油类及悬浮物含量均低于1mg/L，符合《GB13456‑2014钢铁工业水污染物排放标准》中对悬浮物和油类的排放要求。同时以钢渣为吸附剂，达到了以废治废和节约治理成本的双重目的。
Description
技术领域
本发明属于水处理技术领域，尤其涉及一种含油石墨废水的深度处理方法。
背景技术
钢铁企业轧钢系统是含油废水的重要来源。非极性有机物-油和极性无机物-水是两种性质不同的物质。因此，油在水中存在的状态，可分为浮油、乳化液及油泥三种类型。浮油覆盖在水面上，隔绝了水体的表面复氧，使水体中可生化的有机物发生恶化现象，水体丧失了自净能力，水体溶解氧的减少又破坏了水中生态平衡，而油类的耗氧作用又将增加水体的有机负荷，加速水体恶化，浮油的存在还增加了水面起火的危险性；乳化液对水的污染主要是有机物的污染，有机物含量高的原因不仅是因为乳化油的缘故，而且也由于大部分乳化剂是采用烃类表面活性剂，这些有机化合物是造成水质污染的主要原因；当水体中存在大块的油泥时，细菌将把这些胶团中的有机物分解而产生沼气及硫化氢气体，对水体造成很大的危害，钢铁企业中的油泥污染问题更加严重，尤其是生产过程中形成的大量金属离子与油形成的油泥给水处理工作带来困难。
在钢铁企业无缝厂热轧无缝钢管生产工艺中，需要加入高温水基芯棒润滑剂为无缝管穿管生产润滑，其主要成分石墨乳在轧机冷却中与喷淋水混在一起进入循环水系统，造成循环水悬浮物含量超标，在轧制冷却过程中冷却水还会带下一定量的润滑油、液压油，在高温水基芯棒润滑剂中三聚磷酸钠、木质素磺酸钠、分散剂、防沉剂等作用下乳化，形成比较稳定的含油石墨废水。这种废水如不及时有效的处理，油泥等会堵塞冷却喷淋头，在水管壁形成泥垢，严重降低冷却效果，影响冷却系统的正常使用，从而影响正常生产。
含油石墨废水的处理一直以来都是研究重点。现有的处理方法包括物理法、化学法和生物法。采用单一方法不足以完全去除水体中油、石墨等污染物，因此，研究采用综合处理方法将取得较好的处理效果。
钢渣是炼钢过程中的副产品，具有较大的比表面积和复杂的化学组成。如不加以利用，任其堆放，不仅会对环境造成严重的污染，而且也造成资源的极大浪费。近些年的研究表明，钢渣可用于污水处理领域，其处理废水的作用机理主要是吸附作用和沉淀作用，吸附作用主要有物理吸附和化学吸附。物理吸附由钢渣的多孔性和比表面积决定，比表面积越大，吸附效果越好；化学吸附作用分为静电吸附、表面配合和阳离子交换。钢渣是一种较好的环保吸附材料，具有吸附效果好、适应范围广、易于固液分离等很多优点，钢渣处理废水有其特殊的优势，在无机金属离子废水、无机非金属废水和有机印染废水处理方面都取得了很好的效果，是以废治废的典型，具有较好的社会效益、环保效益和经济效益。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提出了一种气浮+钢渣吸附+膜分离组合工艺处理含油石墨废水，处理后废水中油类及悬浮物含量均低于1mg/L，符合《GB13456-2014钢铁工业水污染物排放标准》中对悬浮物和油类的排放要求。同时以钢渣为吸附剂，达到了以废治废和节约治理成本的双重目的。
本发明目的是通过下面的技术方案实现的：
一种含油石墨废水的深度处理方法，采用气浮+钢渣吸附+膜分离组合工艺处理含油石墨废水，具体包括如下几个步骤：
A、含油石墨废水首先进入气浮池进行曝气，曝气时间1-2h，用刮油机刮除气浮带出的油类，采用加压溶气气浮法，使水中的空气经减压释放后，产生20-30μm气泡微粒与废水中密度接近于水的固体或液体微粒粘附，形成密度小于水的气浮体，在浮力作用下浮于水面进行去除；
B、出水经提升泵进入吸附塔，从底部进入，经改性钢渣吸附后从顶部出口溢流进入膜分离反应器；改性钢渣的制备：将钢渣与焦粉按质量比1:1-5:1混合，在马弗炉300-500℃焙烧1-1.5h，即制得改性钢渣；改性钢渣经过破碎、过30-50目筛处理后填充于吸附塔内，吸附时间为0.5-1h，填充量75-85g；
C、吸附塔出水以3-5m3/h的流速进入EDI膜反应器进行离子的连续深度去除，处理后达标排放；
所述的EDI膜堆填充经预处理的阳离子交换树脂，为使过程快速达到稳定状态，经预处理的阴阳离子交换树脂分别置于1-2mol/L的NaSO4溶液和1-2mol/L的NiSO4溶液中充分交换2-3天，溶液体积为树脂体积的1-2倍。
采用钢渣作为吸附剂，充分利用了钢渣疏松多孔的特质，吸附效果好，处理后出水符合《GB13456-2014钢铁工业水污染物排放标准》所规定的油类及悬浮物的排放限值，且吸附饱和的改性钢渣可经马弗炉在500-600℃加热解吸5-10min，即达到吸附剂的再生，可重复利用3-4次。本发明的组合工艺不仅处理效果好，为含油石墨废水的处理提供了一条新的途径，同时也达到了以废治废和降低治理成本的双重效益。
说明书附图
图1为本发明所采用的组合工艺流程示意图；
其中，1-气浮池，2-刮油装置，3-提升泵a，5-提升泵b，4-吸附塔，6-EDI膜堆反应器。
具体实施方式
下面结合具体实施例进行说明：
以下结合图1说明介绍本发明的最佳实施方式：
一种含油石墨废水的处理装置，包括气浮池1，刮油装置2，提升泵3、5，吸附塔4，EDI膜堆反应器6。其中刮油装置2位于气浮池1水面上部，是将浮于水面的油类和悬浮物刮除到集油槽的装置；提升泵3、5用以调节废水流量并提升水位；吸附塔4填充改性钢渣(过30-50目筛)为吸附剂，用以吸附处理废水，吸附塔内径35mm，高623mm，距底部50mm处有一填料支撑板，上面共有筛孔42个，填料支撑板可同时起到支撑填料和均匀布水的作用；EDI膜堆反应器6用于废水的深度处理。EDI膜堆填充经预处理的阳离子交换树脂，并将其分别置于1mol/L的NaSO4溶液和1mol/L的NiSO4溶液中充分交换2天，溶液体积为树脂体积的2倍。
实施例1
一种含油石墨废水的处理方法如下：
将总悬浮物为498mg/L(400-500mg/L)、油类含量为172mg/L(100-300mg/L)的含油石墨废水注入气浮池1中，曝气1h，通过刮油装置2将浮于水面的油类及悬浮物等杂质刮除到集油槽中，出水经提升泵3送入吸附塔4底部入口，自下而上从吸附塔顶部流出，吸附时间0.5h，吸附剂75g，填充的改性钢渣为钢渣与焦粉按1:1比例混合，在马弗炉300℃焙烧1h后过40目筛。出水经流量泵5以5m3/h的流速进入EDI膜堆反应器6，EDI膜堆填充经预处理的阳离子交换树脂，并将其分别置于1mol/L的NaSO4溶液和1mol/L的NiSO4溶液中充分交换2天，溶液体积为树脂体积的2倍。处理后出水达标排放。
实施例2
一种含油石墨废水的处理方法如下：
将总悬浮物为498mg/L(400-500mg/L)、油类含量为172mg/L(100-300mg/L)的含油石墨废水注入气浮池1中，曝气2h，通过刮油装置2将浮于水面的油类及悬浮物等杂质刮除到集油槽中，出水经提升泵3送入吸附塔4底部入口，自下而上从吸附塔顶部流出，吸附时间1h，吸附剂85g，填充的改性钢渣为钢渣与焦粉按4:1比例混合，在马弗炉400℃焙烧1h后过30目筛。出水经流量泵5以4m3/h的流速进入EDI膜堆反应器6，EDI膜堆填充经预处理的阳离子交换树脂，并将其分别置于1mol/L的NaSO4溶液和1mol/L的NiSO4溶液中充分交换2天，溶液体积为树脂体积的2倍。处理后出水达标排放。
实施例3
一种含油石墨废水的处理方法如下：
将总悬浮物为498mg/L(400-500mg/L)、油类含量为172mg/L(100-300mg/L)的含油石墨废水注入气浮池1中，曝气1.5h，通过刮油装置2将浮于水面的油类及悬浮物等杂质刮除到集油槽中，出水经提升泵3送入吸附塔4底部入口，自下而上从吸附塔顶部流出，吸附时间0.8h，吸附剂80g，填充的改性钢渣为钢渣与焦粉按2:1比例混合，在马弗炉450℃焙烧1h后过50目筛。出水经流量泵5以5m3/h的流速进入EDI膜堆反应器6，EDI膜堆填充经预处理的阳离子交换树脂，并将其分别置于1mol/L的NaSO4溶液和1mol/L的NiSO4溶液中充分交换2天，溶液体积为树脂体积的2倍。处理后出水达标排放。
实施例4
一种含油石墨废水的处理方法如下：
将总悬浮物为498mg/L(400-500mg/L)、油类含量为172mg/L(100-300mg/L)的含油石墨废水注入气浮池1中，曝气1.5h，通过刮油装置2将浮于水面的油类及悬浮物等杂质刮除到集油槽中，出水经提升泵3送入吸附塔4底部入口，自下而上从吸附塔顶部流出，吸附时间1h，吸附剂80g，填充的改性钢渣为钢渣与焦粉按4:1比例混合，在马弗炉500℃焙烧1h后过40目筛。出水经流量泵5以3m3/h的流速进入EDI膜堆反应器6，EDI膜堆填充经预处理的阳离子交换树脂，并将其分别置于1mol/L的NaSO4溶液和1mol/L的NiSO4溶液中充分交换2天，溶液体积为树脂体积的2倍。处理后出水达标排放。
上述测定结果如表1所示，结果表明该方法能够有效的去除含油石墨废水中的油类及悬浮物等污染物质，去除率均达到99％以上，达到了《钢铁工业水污染物排放标准GB13456-2014》的排放要求。
表1各实施例对油类及悬浮物的去除效果
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | |
| 原水中油类含量(mg/L) | 172 | 172 | 172 | 172 |
| 处理后油类含量(mg/L) | 0.52 | 0.34 | 0.45 | 0.18 |
| 油类去除率(％) | 99.6 | 99.8 | 99.7 | 99.9 |
| 原水中悬浮物含量(mg/L) | 498 | 498 | 498 | 498 |
| 处理后悬浮物含量(mg/L) | 0.43 | 0.26 | 0.31 | 0.09 |
| 悬浮物去除率(％) | 99.8 | 99.9 | 99.9 | 99.9 |
Claims (1)
1.一种含油石墨废水的深度处理方法，其特征在于采用气浮+钢渣吸附+膜分离组合工艺处理含油石墨废水，具体包括如下几个步骤：
A、含油石墨废水首先进入气浮池进行曝气，曝气时间1-2h，用刮油机刮除气浮带出的油类，采用加压溶气气浮法，使水中的空气经减压释放后，产生20-30μm气泡微粒与废水中密度接近于水的固体或液体微粒粘附，形成密度小于水的气浮体，在浮力作用下浮于水面进行去除；
B、出水经提升泵进入吸附塔，从底部进入，经改性钢渣吸附后从顶部出口溢流进入膜分离反应器；改性钢渣的制备：将钢渣与焦粉按质量比1:1-5:1混合，在马弗炉300-500℃焙烧1-1.5h，即制得改性钢渣；改性钢渣经过破碎、过30-50目筛处理后填充于吸附塔内，吸附时间为0.5-1h，填充量75-85g；
C、吸附塔出水以3-5m3/h的流速进入EDI膜反应器进行离子的连续深度去除，处理后达标排放；
所述的EDI膜堆填充经预处理的阳离子交换树脂，为使过程快速达到稳定状态，经预处理的阳离子交换树脂分别置于1-2mol/L的Na2SO4溶液和1-2mol/L的NiSO4溶液中充分交换2-3天，溶液体积为树脂体积的1-2倍。
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