CN109160674B - 一种含乳化液废水的净化方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种含乳化液废水的净化方法，其特征在于：包括破乳气浮、紫外催化氧化、预处理絮凝气浮、兼氧膜生物反应、后处理絮凝气浮、芬顿氧化反应六个步骤。本方法采用以上步骤联用，对于含乳化液的废水具有处理效果好，处理效率高，处理后的废水净化程度高等优点。相比于常规设计，本方法先针对处理难度大、分散稳定的乳化液进行破乳气浮和紫外催化氧化处理。这样不仅提高了乳化液的可生化性，从而提高废水净化效率，也避免了过多地投入处理药剂，造成不必要的浪费，从而节省了成本。同时将芬顿氧化反应置于整个处理过程的最后，降低了废水处理运行的成本。该处理方法抗冲击负荷强，操作简单。
Description
技术领域
本发明涉及废水处理领域，尤其涉及一种含乳化液废水的净化方法。
背景技术
目前的工业生产中，出于润滑、清洗或其他目的考虑会引入不少乳化液，如乳化油、高效净洗剂等。这类乳化液具有分散度很高、稳定性很好等特点，故治理难度很大。传统对废水的处理往往不会对废水中的乳化液做特别处理，仅仅采取絮凝、生化等常规方法进行处理，废水净化成本较高，净化效率和效果也有很大的提高空间。因此提供一种废水净化效果好、净化效率高、成本低的含乳化液废水的净化方法是本发明所要解决的问题。
发明内容
本发明克服了现有技术的不足，提供一种废水净化效果好、净化效率高、成本低的含乳化液废水的净化方法。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：提供了一种含乳化液废水的净化方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）废水破乳气浮：
废水进入破乳槽中，并加入破乳剂，两者混合；
之后进入气浮槽；在气浮槽的水中形成高度分散的微小气泡；乳化液废水混合着破乳剂，再加上微小气泡的作用，稳定的乳液体系被破坏；
（2）废水紫外催化氧化：
废水进入紫外催化氧化反应池，加入氧化剂、催化剂；同时引入紫外光照射；
（3）预处理絮凝气浮：
废水进入混凝槽，在加热并搅拌的状态下加入聚合氯化铝进行混凝处理；同时检测并调节pH值，控制废水pH值在6.5-8；
废水进入絮凝槽，在加热并搅拌的状态下加入聚丙烯酰胺絮凝剂进行絮凝处理；
废水进入沉淀池进行固液分离，沉淀池进入气浮槽；沉淀池底物质进入污泥脱水机中制成泥饼；
废水进入气浮槽；在气浮槽的水中形成高度分散的微小气泡，粘附进入气浮槽中的废水中固体或液体颗粒，形成水-气-颗粒三相混合体系；颗粒粘附气泡后，形成絮体而上浮到水面，被管式刮油机刮除；
（4）兼氧膜生物反应：
经过气浮净化后的废水进入兼氧膜生物反应器进行处理；
（5）后处理絮凝气浮：
废水进行后处理絮凝气浮，工艺与步骤（3）相同；
（6）芬顿氧化反应：
废水进入芬顿氧化反应器，进行芬顿氧化反应；
处理后的废水上清液进入净水槽，检测并调节pH值后排出系统。
作为一种优选方案，所述步骤（1）中，废水在破乳槽中处理时间为10-30min。
作为一种更优选方案，所述步骤（1）采用二次溶气气浮，废水先经过第一槽体进行第一次溶气气浮，气浮时间为3-10min，后进入第二槽体进行第二次溶气气浮，气浮时间为3-10min。
作为一种优选方案，所述步骤（2）中，紫外催化氧化时间为0.1-1h，温度为25-80℃，压强为1atm。
作为一种优选方案，所述步骤（3）中，聚合氯化铝处理时，温度控制在30-50℃，处理时间控制在0.2-0.5h；搅拌速度控制在400-800rpm。
作为一种更优选方案，所述步骤（3）中，聚丙烯酰胺絮凝剂处理时，温度控制在25-40℃；搅拌速度先控制在300-700rpm，搅拌时间为0.2-0.5h；之后降速至100-300rpm，搅拌时间为1.5-2h。
作为一种优选方案，所述步骤（3）中，沉淀池为斜板沉淀池；污泥脱水机为叠螺式污泥脱水机。
作为一种优选方案，所述步骤（3）采用二次溶气气浮，废水先经过第一槽体进行第一次溶气气浮，气浮时间为5-15min，后进入第二槽体进行第二次溶气气浮，气浮时间为5-15min。
作为一种优选方案，所述步骤（4）中，兼氧膜生物反应时间为1-10h。
作为一种优选方案，所述步骤（6）中，芬顿氧化反应时间控制在0.3-0.6h。
本发明的有益技术效果主要在于：提供了一种废水净化效果好、净化效率高、成本低的含乳化液废水的净化方法。
（1）本方法采用破乳气浮、紫外催化氧化、预处理絮凝气浮、兼氧膜生物反应、后处理絮凝气浮、芬顿氧化反应等步骤，对于含乳化液的废水具有处理效果好，处理效率高，处理后的废水净化程度高等优点。相比于常规设计，本方法先针对处理难度大、分散稳定的乳化液进行破乳气浮和紫外催化氧化处理。这样不仅提高了乳化液的可生化性，从而提高废水净化效率，也避免了过多地投入处理药剂，造成不必要的浪费，从而节省了成本。同时将芬顿氧化反应置于整个处理过程的最后，降低了废水处理运行的成本。该处理方法抗冲击负荷强，操作简单。
（2）本方法采用紫外催化湿式氧化工艺(UV-Catalytic Wet Oxidation Process，简称UVCWOP)。利用紫外光、氧化剂和催化剂极强的协同催化氧化作用降解有机污染物。与传统催化湿式氧化法需在高温（150-350℃）和高压（0.5-20MPa）的反应条件相比，本方法可以在温度25-80℃和常压（1atm）条件下，将稳定性好的有机乳液彻底分解成CO2、水等无害成份，并同时除臭、脱色及杀菌消毒，从而达到净化废水的目的。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的优选实施例的流程示意图。
图中：1为废水储罐、21为破乳槽、22为第一气浮槽、3为紫外催化氧化反应池、41为预处理絮凝气浮的混凝槽、42为预处理絮凝气浮的絮凝槽、43为预处理絮凝气浮的沉淀池、44为预处理絮凝气浮的气浮槽、5为污泥脱水机、6为兼氧膜生物反应器、71为后处理絮凝气浮的混凝槽、72为后处理絮凝气浮的絮凝槽、73为后处理絮凝气浮的沉淀池、74为后处理絮凝气浮的气浮槽、8为芬顿氧化反应器、9为净水槽。
具体实施方式
现在结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明，这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本流程，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1所示，一种含乳化液废水的净化方法，包括以下步骤：
（1）含乳化液的废水储存于废水储罐1中。废水中含有大量乳化液和其他有机、无机、油性物质。
（2）由于乳化液分散度高、稳定性强、处理难度高，为了提高废水净化效率，也为了节省成本。先针对废水中的乳化液进行预处理。废水自流入破乳槽21中，并加入破乳剂，两者混合。停留10min后进入第一气浮槽22。在动力控制系统的控制下，在第一气浮槽22的水中形成高度分散的微小气泡。废水混合着破乳剂，再加上微小气泡的作用，稳定的乳液体系被破坏。为保障乳液体系被彻底破坏，第一气浮槽22设置第一槽体、第二槽体。废水先经过第一槽体进行溶气气浮，停留时间为3min，再通过导流孔进入第二槽体进行第二次溶气气浮作用，停留时间为3min。
（3）废水经气浮破乳后进行紫外催化氧化反应。在紫外催化氧化反应池3中引入紫外光、氧化剂（如双氧水）及催化剂（如稀土金属），利用它们极强的协同催化氧化作用，使废水中稳定性好的有机乳液转化为CO2、水等无害成份。与传统催化湿式氧化法需在高温（150-350℃）和高压（0.5-20MPa）的反应条件相比，本步骤可以在温度25-80℃和常压（1atm）条件下，即可以将稳定性好的有机乳液彻底分解成CO2、水等无害成份，并同时除臭、脱色及杀菌消毒，从而达到净化废水的目的。本步骤的处理时间为0.1-1h。
（4）废水进行预处理絮凝气浮。废水通过管道自流入混凝槽41，在加热并强烈搅拌的状态下加入聚合氯化铝（PAC）进行混凝处理0.5h，温度控制在30-50℃。同时监控pH值，根据pH值向混凝槽41通入酸液或碱液，控制废水pH值在6.5-8，保证混凝反应的顺利进行。由于PAC的反应时间较短，所以要强烈搅拌以保证充分反应，搅拌速度控制在400-800rpm。该步骤的作用在于对废水进行混凝处理，使得悬浮微小颗粒聚合在一起。之后混合废水进入絮凝槽42，在加热并搅拌的状态下加入聚丙烯酰胺絮凝剂（PAM）进行絮凝处理，温度控制在25-40℃。搅搅拌速度先控制在300-700rpm，搅拌时间为0.5h；之后降速至100-300rpm，搅拌时间为1.5h。先快是为了混合均匀，后慢是为了避免破坏絮体。该步骤作用是对废水进行絮凝处理，使颗粒物进一步聚合成为较大颗粒的絮体，以利后续处理中的固液分离。本步骤采用聚合氯化铝、聚丙烯酰胺两类助剂联用来对废水进行絮凝处理。由于PAC可以中和电荷/胶体脱稳形成细小絮体；PAM作为有机高分子聚合物，则强化了对水中油粒的吸附架桥作用，同时对水中胶粒具有席卷、包裹作用。因而相比于其他助剂，无机的PAC以及有机的PAM联用可以达到更好的混凝絮凝效果。同时PAC与PAM的加入顺序也有讲究，PAC与PAM联合使用就是让PAC先完成中和电荷/胶体脱稳形成细小絮体之后，进一步加大絮体体积有利于充分沉淀。因此为了保证混凝絮凝的效果，应严格加入的次序，先加入PAC，再加入PAM。
废水进入为斜板沉淀池的沉淀池43进行固液分离，在重力沉降的作用下，絮凝颗粒物沉淀到池底，进入叠螺式污泥脱水机5制成泥饼外运填埋处置。上清液自流进入气浮槽44。斜板沉淀池可以提高沉降的效率，叠螺式污泥脱水机可以避免油污对设备的堵塞。
在动力控制系统的控制下，在气浮槽44的水中形成高度分散的微小气泡，粘附进入气浮槽44的废水中疏水基的固体或液体颗粒，形成水-气-颗粒三相混合体系，颗粒粘附气泡后，形成表观密度小于水的絮体而上浮到水面，形成浮油层被管式刮油机去除，从而再次实现固液或者液液分离的过程，进一步保障出水的水质。气浮槽44设置第一槽体、第二槽体。废水先经过第一槽体进行溶气气浮，停留时间为5min，再进入第二槽体进行第二次溶气气浮作用，停留时间为5min。该步骤设计的目的在于微气泡与颗粒在第二气浮槽中完成碰撞与粘附过程，两者接触时间短，造成泡絮体粘附效率低、泡絮体粘附不稳定的问题，在泡絮体上浮过程中，容易受到水流阻力的干扰，使得微气泡-颗粒发生脱附，造成净水效果不理想。进行二次溶气气浮，微气泡与刚脱稳的颗粒相互粘附，此时形成的泡絮体，微气泡往往在泡絮体内部，然后气微泡-颗粒共聚并大形成更大的泡絮体，此时形成的泡絮体含气量大，形成的泡絮体更加结实，微气泡脱附更加稳定，废水净化效果更好。经过该步骤后，废水中颗粒较大的，易于处理的污染物被处理掉了。
（5）经过气浮净化后的废水进入兼氧膜生物反应器6。兼氧膜生物反应器6通过建立兼氧环境，利用微生物共生原理，培育出厌氧菌、兼氧菌和好氧菌等多种菌落共存的复合菌群，利用膜截留作用，在膜处理层富集形成高浓度的微生物菌群，而污水中碳(C)、氮(N)、磷(P)等污染物就成为了复合菌群的“食物”，利用复合菌群代谢将污染物去除，同时复合物菌群间形成食物链，系统中有机生物残体可全部被食物链中其它生物消化分解，实现污水处理过程中不外排有机污泥。该步骤后，废水中含氮、磷的污染物以及大部分有机物被去除。本步骤兼氧膜生物反应时间为1-10h。
（6）废水之后进行后处理絮凝气浮，进行再一次的净化，工艺与预处理絮凝气浮一致。设计该步骤为了进一步提高净化的效果。
（7）经过上述步骤绝大部分的污染物被去除。被净化后的水进入芬顿氧化反应器8。芬顿氧化反应实质是二价铁离子(Fe2+)、和双氧水之间的链反应催化生成羟基自由基，具有较强的氧化能力，其氧化电位高达2.80V。另外，羟基自由基具有很高的电负性或亲电性，其电子亲和能高达569.3kJ具有很强的加成反应特性，可以对污染物进行有效的降解。同时生成的Fe(OH)3具有较强的絮凝作用，因而芬顿反应法特别适用于生物难降解或一般化学氧化难以凑效的有机废水的氧化处理。但是芬顿氧化反应法成本较高，故本发明将芬顿氧化反应设置在最后，对废水进行深度处理，去除之前几步处理无法去除的有害物。该部分有害物量较少，因此控制了处理成本。芬顿氧化反应器8处理后的废水上清液进入净水槽中9，经过pH值的调节并检测合格后，排出系统。而被芬顿氧化反应沉淀或絮凝的污染物残留，由于量较少可聚集一段时间后在一同处理。本步骤，芬顿氧化反应时间控制在0.3-0.6h。
以上依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定技术性范围。
Claims (3)
1.一种含乳化液废水的净化方法，包括以下步骤：
（1）废水破乳气浮：
废水进入破乳槽中，并加入破乳剂，两者混合；
之后进入气浮槽；在气浮槽的水中形成高度分散的微小气泡；乳化液废水混合着破乳剂，再加上微小气泡的作用，稳定的乳液体系被破坏；
（2）废水紫外催化氧化：
废水进入紫外催化氧化反应池，加入氧化剂、催化剂；同时引入紫外光照射；
（3）预处理絮凝气浮：
废水进入混凝槽，在加热并搅拌的状态下加入聚合氯化铝进行混凝处理；同时检测并调节pH值，控制废水pH值在6.5-8；
废水进入絮凝槽，在加热并搅拌的状态下加入聚丙烯酰胺絮凝剂进行絮凝处理；
废水进入沉淀池进行固液分离，沉淀池进入气浮槽；沉淀池底物质进入污泥脱水机中制成泥饼；
废水进入气浮槽；在气浮槽的水中形成高度分散的微小气泡，粘附进入气浮槽中的废水中固体或液体颗粒，形成水-气-颗粒三相混合体系；颗粒粘附气泡后，形成絮体而上浮到水面，被管式刮油机刮除；
（4）兼氧膜生物反应：
经过气浮净化后的废水进入兼氧膜生物反应器进行处理；
（5）后处理絮凝气浮：
废水进行后处理絮凝气浮，工艺与步骤（3）相同；
（6）芬顿氧化反应：
废水进入芬顿氧化反应器，进行芬顿氧化反应；
处理后的废水上清液进入净水槽，检测并调节pH值后排出系统，
其特征在于：所述步骤（1）中，废水在破乳槽中处理时间为10-30min，所述步骤（1）采用二次溶气气浮，废水先经过第一槽体进行第一次溶气气浮，气浮时间为3-10min，后进入第二槽体进行第二次溶气气浮，气浮时间为3-10min，所述步骤（2）中，紫外催化氧化时间为0.1-1h，温度为25-80℃，压强为1atm，所述步骤（3）中，聚合氯化铝处理时，温度控制在30-50℃，处理时间控制在0.2-0.5h；搅拌速度控制在400-800rpm，所述步骤（3）中，聚丙烯酰胺絮凝剂处理时，温度控制在25-40℃；搅拌速度先控制在300-700rpm，搅拌时间为0.2-0.5h；之后降速至100-300rpm，搅拌时间为1.5-2h，所述步骤（3）中，沉淀池为斜板沉淀池；污泥脱水机为叠螺式污泥脱水机，所述步骤（3）采用二次溶气气浮，废水先经过第一槽体进行第一次溶气气浮，气浮时间为5-15min，后进入第二槽体进行第二次溶气气浮，气浮时间为5-15min。
2.根据权利要求1所述的含乳化液废水的净化方法，其特征在于：所述步骤（4）中，兼氧膜生物反应时间为1-10h。
3.根据权利要求1所述的含乳化液废水的净化方法，其特征在于：所述步骤（6）中，芬顿氧化反应时间控制在0.3-0.6h。
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