CN109534574A - 一种废乳化液的处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于工业废水处理技术领域，公开了一种废乳化液的处理方法。该方法采用“隔油+酸析破乳+混凝气浮+刮板蒸发器”处理工艺，产生的废油或者含油废渣进焚烧处理，处理后废水进入生化系统进行处理。经过本发明的处理工艺，可以使进入到生化系统中的废水中COD含量明显降低，从150000mg/L降低到了2000mg/L，大大降低了后续生化系统的负荷；而且本发明的处理工艺成本低，操作简单，不产生二次污染。

Description

一种废乳化液的处理方法
技术领域
本发明属于工业废水处理技术领域，特别涉及一种废乳化液的处理方法。
背景技术
乳化液主要由矿物油、表面活性剂、添加剂和水组成，在金属加工过程中主要起润滑、冷却、防锈等作用，使用到一定程度后发生变质而成为废乳化液。随着工业的迅速发展，废乳化液的排放量与日俱增，给环境保护带来不小的压力。废乳化液中的COD通常高达数万甚至几十万，其最主要的污染物是矿物油。废乳化液进入水中后，油类物质漂浮于水面形成油膜，阻止空气中的氧气溶于水中，导致水生生物缺氧死亡，使水质恶化，造成环境污染。除此之外，废乳化液中的表面活性剂和有机胺类添加剂对水中的动植物也有害，通过生物富集和食物链进入人体后，会严重危害人体健康。
废乳化液中的COD绝大部分来源于油脂，有效除油(又称破乳)通常可达到80％以上的COD去除率，使液体由乳状液转变为透明清液，再通过生化、高级氧化、膜处理等方法处理后达标排放。现有的破乳方法主要有盐析法、酸化法、有机物破乳法、加热法等。
盐析法通常向废乳化液中加入钠、镁、钙盐，利用离子的电荷中和、双电层压缩等作用破坏油水界面膜而实现破乳。由于投药量大，破乳后水中含有大量的无机盐，不利于后续生化处理或膜处理；酸化法是向废乳化液中加入大量强酸，利用氢离子参与电荷中和，同时破坏稳定剂，使废乳化液失稳而实现破乳。有机物破乳法通常根据废乳化液的特性针对性地添加醇、醚类有机物，使废乳化液的状态偏离相平衡区而实现破乳。醇、醚类有机物通常具有难闻的气味，甚至带有毒性，如果用量较大，还会引入额外的COD。另外，破乳剂的选择需要较强的专业技能或前期试验；加热法是利用电热、蒸汽等能量来源使废乳化液的温度上升到相平衡区以上，使其失去稳定性，再利用絮凝或膜法实现油水分离。该方法能耗很大，成本高，处理效率低，且往往不能单独起到破乳的效果。
乳化剂是一种能促使两种互不相溶的液体形成稳定乳浊液的物质。可分亲油型(油包水型：W/O)及亲水型(水包油型：O/W)两大类，即简称“油包水型”和“水包油型”。
上述破乳方法均有各自的局限性，且存在破乳效果不理想，仅对单一废乳化液处理有效果，对多种废乳化液(W/O与O/W混合的废乳化液)基本无效果、清液略带浑浊、固液分离困难等问题。如果不能有效地实现固液分离，含油部分往往是不成形的固体或半固体，含水率较高，处理成本也很高。因此，开发一种对混合型废乳化液处理工艺和促进环境保护具有重要意义。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种废乳化液的处理方法。该方法采用“隔油+酸析破乳+混凝气浮+刮板蒸发器”处理工艺，产生的废油或者含油废渣进焚烧处理，处理后废水进入生化系统进行处理。
本发明的目的通过下述方案实现：
一种废乳化液的处理方法，包括以下步骤：
(1)将废乳化液泵入隔油池中，静置形成上层浮油、中层水相、底层油泥的三层结构，将上层浮油和底层油泥进行收集并焚烧，中层的水相引入到酸析破乳反应罐中做下一步处理；
(2)向酸析破乳反应罐中加酸调节其pH值为2，同时加热进行酸析破乳处理；
(3)将步骤(2)中酸化破乳处理后的废乳化液排入到沉淀冷却槽中进行冷却同时静置，形成上层浮油、中层水相、底层油泥的三层结构后，将上层浮油和底层油泥进行收集并焚烧，中层的水相引入到反应槽中做下一步处理；
(4)向反应槽中加入碱使其中废乳化液的pH＝6～7，然后加入混凝剂进行混凝反应，使废乳化液中的微小油粒脱稳相互碰撞形成大油粒，反应结束后排入到絮凝槽中做下一步处理；
(5)向絮凝槽中加入絮凝剂进行絮凝处理，使油粒相互黏连形成更大的颗粒，然后进入气浮反应桶中做下一步处理；
(6)通过水射器将压缩空气从气浮反应桶的底部投入到气浮反应桶中进行气浮反应，压缩空气进入气浮反应桶中产生气泡将废乳化液中的油粒带至废乳化液表面上，油粒经刮油机从表面刮除收集后运至焚烧系统，分离后的水排出，做下一步处理；
(7)将步骤(6)排出的水相引入到蒸发器中进行蒸发处理，产生的蒸汽通过冷凝后输送至生化系统作进一步处理，浓缩液在重力的作用下自流至底部浓缩液罐，通过排料泵排出系统并焚烧处理。
为了提高处理效果，步骤(1)中将废乳化液泵入到隔油池前优选将废乳化液先经过格栅，去除大颗粒污染物；
优选的，步骤(1)中在静置前优先对废乳化液进行曝气搅拌5～10min后再静置，曝气量为2～4m3/(m2·h)，通过曝气搅拌，可以使轻质的油类物质快速达到废液表面，并使油层更为紧密。
在实际生产中，为了使水力负荷相对稳定，在步骤(1)中将中层的水相引入到酸析破乳反应罐中之前，可将中层的水相引入到调节池中，再通过调节池引入到酸析反应罐中。
步骤(2)中所述的加热进行酸析破乳处理是指加热至50～60℃处理10～15min；
步骤(4)中所述的碱为NaOH；
步骤(4)中所述的混凝剂为聚合氯化铝(PAC)，混凝剂的投加量为0.5～2g/L；
步骤(4)中所述的混凝反应是指在室温反应20～30min；
步骤(5)中所述的絮凝剂为PAM絮凝剂，所述的絮凝剂的投加量为2～4mg/L；
步骤(5)中所述的絮凝处理是指在机械搅拌条件下搅拌30～60min；
步骤(6)中所述的气浮反应的时间为40～60min；
步骤(7)中将水相引入到蒸发器之前优选为先对水相进行预热，预热至蒸发温度后再转移至蒸发器中进行蒸发处理，预热至蒸发温度后，可以减少物料对蒸发过程的影响。为了避免水相中颗粒物杂质对设备、泵及管道造成堵塞，在水相进行预热前优先对其进行过滤以便滤除废水中的颗粒物杂质，减少堵塞设备、泵及管道。
优选的，步骤(7)中所述的蒸发器为刮板蒸发器。
由于水蒸气蒸发时可能会携带出泡沫，泡沫携带废液，致使冷凝水水质恶化，对后续生化系统运行造成冲击负荷，优选将产生的蒸汽冷凝之前先通过气液分离器，如二次除沫器，捕捉泡沫及携带的废液，废液经管道排至隔油池，再进行处理，水蒸气再经过冷凝后输送至生化系统做进一步处理。
步骤(1)、步骤(3)中的将上层浮油和底层油泥进行收集是指通过自动刮油机对上层浮油进行收集，通过排污阀或排污泵对底层油泥进行收集；
本发明中未指明温度的均指室温下进行，本发明中所述的搅拌均是为了促进原料之间充分混合，加快反应，因此本领域常规的搅拌速度均可实现，不需要限定搅拌速度。
本发明相对于现有技术，具有如下的优点及有益效果：
(1)本发明的处理工艺，可以使进入到生化系统中的废水中COD含量明显降低，从150000mg/L降低到了2000mg/L，大大降低了后续生化系统的负荷；
(2)本发明的处理工艺成本低，操作简单，不产生二次污染。
附图说明
图1为本发明实施例1中废乳化液处理工艺流程框图。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例中所用试剂如无特殊说明均可从市场常规购得。
本实施例中所用废乳化液来源于不同产污单位委托处理的混合乳化液(主要为机械切削乳化液)，其指标如下表1所示；
表1原料废乳化液的指标
实施例1：废乳化液的处理工艺
实施例1中废乳化液处理工艺流程框图如图1所示，具体如下：
(1)将废乳化液经过格栅，去除大颗粒污染物，然后泵入到隔油罐中，曝气搅拌5～10min，使轻质的油类物质快速达到废液表面，然后静置，待废乳化液出现上层浮油、中层水相、底层油泥的三层结构时，用自动刮油机进行上层浮油撇捞后收集并转去焚烧，油泥沉淀收集于吨桶转去焚烧，中层的水相经过滤后引入到调节池中，使系统水力负荷相对稳定，然后再通过调节池将废乳化液引入到酸析反应罐中做下一步处理；
(2)向酸析反应罐中加浓硫酸调节其pH值为2，然后加热至55℃处理15min进行酸化破乳；
(3)将步骤(2)中酸化处理后的废乳化液通入到沉淀冷却槽中进行冷却同时静置，形成上层浮油、中层水相、底层油泥的三层结构后，用自动刮油机进行上层浮油撇捞后收集并转去焚烧，油泥沉淀收集于吨桶收集转去焚烧，中层的水相引入到反应罐中做下一步处理；
(4)向反应槽中加入氢氧化钠使废乳化液的pH＝7，然后加入1g/L的PAC在室温下进行混凝反应，使水相中的微小油粒脱稳相互碰撞形成大油粒，反应25min后排入到絮凝槽中做下一步处理；
(5)在室温下，向絮凝槽中加入3mg/L的PAM进行絮凝处理，絮凝处理可使油相互凝聚，并依托气浮产生微小气泡的黏附作用将其携带至气浮分离区表面，可进一步去除水中悬浮状态的油，处理40min后进入气浮反应桶中作下一步处理；
(6)通过水射器将压缩空气从气浮反应桶的底部投入到气浮反应桶中进行气浮反应，反应时间为40min，压缩空气进入气浮反应桶中产生气泡将废乳化液中的油粒带至废乳化液表面上，油粒经刮油机从表面刮除收集后运至焚烧系统，分离后的水相依次进入到中继槽和缓冲槽中进行水量缓冲；
(7)将中继槽中的废水通过袋式过滤器，滤除废水中的杂质，防止堵塞预热器列管及系统管道，然后通入到物料预热器对物料进行预热，使其达到蒸发温度后再进入刮板蒸发室，减少其对蒸发过程的影响；
(8)通过沸点不同，在刮板蒸发器中实现水及油类物质的分离，水形成水蒸汽后被抽吸出来，浓缩液沉积于下层，通过卸料阀排出系统并焚烧处理；
(9)将抽吸出来的水蒸气经气液分离器，捕捉水蒸气中的泡沫及携带的废液，然后进入冷凝器进行冷凝，冷凝后的冷凝液经冷凝液槽进入到生化系统中做进一步的处理；冷凝液槽上还连接有一个真空罐，用于接收不凝气，为提高真空度，减少冷凝气温度对真空度造成不良影响，在真空罐上连接有冷凝器；另外，不凝气中可能会携带一些小分子有机物及其他污染物，将不凝气通过生化系统，可使尾气得到净化。
经过上述工艺处理后，进入生化系统的冷凝水的指标如下表2所示：
表2经过上述工艺处理后，进入生化系统的冷凝水的浓度
项目 COD SS NH<sub>3</sub>-N TP pH 石油类
浓度(mg/l) 2000 50 100 15 6-9 45
从表2中可以看出，COD浓度、SS浓度、NH3-N、TP和石油类浓度都有大幅度下降，且能满足生化进水的要求。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种废乳化液的处理方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)将废乳化液泵入隔油池中，静置形成上层浮油、中层水相、底层油泥的三层结构，将上层浮油和底层油泥进行收集并焚烧，中层的水相引入到酸析破乳反应罐中做下一步处理；
(2)向酸析破乳反应罐中加酸调节其pH值为2，同时加热进行酸析破乳处理；
(3)将步骤(2)中酸化破乳处理后的废乳化液排入到沉淀冷却槽中进行冷却同时静置，形成上层浮油、中层水相、底层油泥的三层结构后，将上层浮油和底层油泥进行收集并焚烧，中层的水相引入到反应槽中做下一步处理；
(4)向反应槽中加入碱使其中废乳化液的pH＝6～7，然后加入混凝剂进行混凝反应，使废乳化液中的微小油粒脱稳相互碰撞形成大油粒，反应结束后排入到絮凝槽中做下一步处理；
(5)向絮凝槽中加入絮凝剂进行絮凝处理，使油粒相互黏连形成更大的颗粒，然后进入气浮反应桶中做下一步处理；
(6)通过水射器将压缩空气从气浮反应桶的底部投入到气浮反应桶中进行气浮反应，压缩空气进入气浮反应桶中产生气泡将废乳化液中的油粒带至废乳化液表面上，油粒经刮油机从表面刮除收集后运至焚烧系统，分离后的水排出，做下一步处理；
(7)将步骤(6)排出的水相引入到蒸发器中进行蒸发处理，产生的蒸汽通过冷凝后输送至生化系统作进一步处理，浓缩液在重力的作用下自流至底部浓缩液罐，通过排料泵排出系统并焚烧处理。
2.根据权利要求1所述的废乳化液的处理方法，其特征在于：
步骤(1)中将废乳化液泵入到隔油池前先将废乳化液经过格栅，去除大颗粒污染物，再泵入到隔油池中。
3.根据权利要求1或2所述的废乳化液的处理方法，其特征在于：
步骤(1)中将乳化液泵入隔油池后先进行曝气搅拌5～10min后再静置，曝气量为2～4m3/(m2·h)。
4.根据权利要求1或2所述的废乳化液的处理方法，其特征在于：
步骤(2)中所述的加热进行酸析破乳处理是指加热至50～60℃处理10～15min。
5.根据权利要求1或2所述的废乳化液的处理方法，其特征在于：
步骤(4)中所述的碱为NaOH；
步骤(4)中所述的混凝剂为聚合氯化铝，混凝剂的投加量为0.5～2g/L；
步骤(4)中所述的混凝反应是指在室温反应20～30min。
6.根据权利要求1或2所述的废乳化液的处理方法，其特征在于：
步骤(5)中所述的絮凝剂为PAM絮凝剂，所述的絮凝剂的投加量为2～4mg/L；
步骤(5)中所述的絮凝处理是指在机械搅拌条件下搅拌30～60min。
7.根据权利要求1或2所述的废乳化液的处理方法，其特征在于：
步骤(6)中所述的气浮反应的时间为40～60min。
8.根据权利要求1或2所述的废乳化液的处理方法，其特征在于：
步骤(7)中将水相引入到蒸发器之前先对水相进行预热，预热至蒸发温度后再转移至蒸发器中进行蒸发处理；
步骤(7)中所述的蒸发器为刮板蒸发器。
9.根据权利要求1或2所述的废乳化液的处理方法，其特征在于：
步骤(7)中产生的蒸汽先通过气液分离器除去其中携带的废液后再经冷凝并输送至生化系统做进一步处理。
10.根据权利要求1或2所述的废乳化液的处理方法，其特征在于：
步骤(1)、步骤(3)中的将上层浮油和底层油泥进行收集是指通过自动刮油机对上层浮油进行收集，通过排污阀或排污泵对底层油泥进行收集。
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