CN110092515A - 电絮凝-微纳米气浮-陶瓷膜处理含油废水系统及其处理方法 - Google Patents

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Abstract

电絮凝‑微纳米气浮‑陶瓷膜处理含油废水系统及其处理方法,本发明属于废水处理领域,它为了解决现有含油废水处理效果不佳的问题。本发明处理含油废水系统中在曝气调节箱的底部设置曝气装置,曝气调节箱的出水口经一号水管与电絮凝装置的进水口相连通,电絮凝装置的出水口经二号水管与气浮‑除油箱的气浮室进水口相连通,气浮‑除油箱通过隔板分成左侧的气浮室和右侧的陶瓷膜室,在气浮室的上部设置有刮渣机,在陶瓷膜室内设置有陶瓷膜组件,陶瓷膜室通过管路与集水池相连通。本发明采用电絮凝、微纳米气浮以及陶瓷膜过滤组合工艺技术处理高浓度,成分复杂的含油废水,含油物质去除率可达98%以上,COD去除率可达90%~95%。

Description

电絮凝-微纳米气浮-陶瓷膜处理含油废水系统及其处理方法
技术领域
本发明属于废水处理领域,具体涉及一种船舶柴油发动机废气脱硫洗涤的含油废水处理设备及处理方法。
背景技术
石油、化工、钢铁、机械制造等工业,每年都会产生大量含油废水,这些含油废水一旦进入水体会对水体环境和生物造成极大危害。如船舶柴油发动机废气脱硫洗涤废水的成分复杂,除了主要成分油类以外,还含有挥发酚,悬浮物、氨氮、氰化物、无机盐等。油类物质一般成分复杂、难于生物降解,危害大。目前,处理含油废水的主要方法和工艺包括:重力分离法、空气浮选法、粗粒化法、过滤法、吸附法、氧化法、膜法、絮凝、电絮凝、电磁法等技术。在实际应用中,单一的处理方法很难达到处理目的,故多使用组合工艺。
电絮凝技术,是使用可溶性阳极(Al或Fe)作为牺牲电极,通过电化学反应,阴极产生气泡,同时阳极产生絮凝剂,从而通过气浮或沉降除去油粒的方法。它兼有电絮凝、电气浮以及电化学的特性,能一次性除去含油废水中多种杂质。其主要的电化学反应过程如下:
可溶性阳极电极反应:
Fe-2e→Fe2+
Al-3e→Al3+
阴极的反应:
2H+2e→2[H]→H2
水解反应:
Fe2++2OH-→Fe(OH)2
Al3++3OH-→Al(OH)3
电解生成的氢氧化铁(氢氧化铝)沉淀具有良好的絮凝、吸附性能,能有效地从废水中去除污染物质。同时电解时阴极析出的氢气、氧气能形成大量微小的气泡,具有良好的气浮分离效果,另外,电解过程中阳极表面会发生电化学氧化反应,而电解产生的铁离子(铝离子)和阴极析出的新生态氢具有较强还原性,因此电絮凝工艺还具有氧化还原功能。
微纳米气浮技术,一种新型水体曝气技术,可以生产直径在50μm和数十纳米(nm)之间的微小气泡,可快速地溶解于水体中,溶氧效率大大提高。微纳米气泡发生装置主要由发生装置、微纳米曝气头及连接管件组成。通过水泵加压,由曝气头内部的曝气石高速旋转,在离心作用下,使其内部形成负压区,空气通过进气口进入负压区,在容器内部分成周边液体带和中心气体带,由高速旋转的气石出气部将空气均匀切割成直径5~30μm的微纳米气泡。由于气泡细小,不受空气在水中溶解度的影响,不受温度、压力等外部条件限制,可以在污水中长时间停留,具有良好的气浮效果。
现有的电絮凝气浮技术,在处理高浓度、成分复杂的含油废水时难以达到排放标准。因此,需要根据高浓度、成分复杂的含油废水的特征,设计一种新型组合与设备,实现含油废水的高效处理,使之排水满足现行标准要求。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有含油废水处理效果不佳的问题,而提供一种电絮凝-微纳米气浮-陶瓷膜处理含油废水系统及其处理方法。
本发明电絮凝-微纳米气浮-陶瓷膜处理含油废水系统包括曝气调节箱、电絮凝装置、气浮-除油箱和集水池,其中曝气调节箱包括pH调节槽和曝气装置,曝气调节箱的箱体内壁的上部设置有pH调节槽,曝气装置设置在曝气调节箱的底部,曝气调节箱的出水口经一号水管与电絮凝装置的进水口相连通,电絮凝装置的出水口经二号水管与气浮-除油箱的气浮室进水口相连通;
气浮-除油箱的中部设置有隔板,气浮-除油箱通过隔板分成左侧的气浮室和右侧的陶瓷膜室,气浮室和陶瓷膜室的底部相连通,在气浮室的进水口侧间隔设置有第一垂直折流板和第二垂直折流板形成纵向折流,第一垂直折流板和第二垂直折流板之间形成溶气释放室,在溶气释放室的底部设置有溶气释放器,在气浮室的上部设置有刮渣机;在陶瓷膜室内设置有陶瓷膜组件,三号水管的一端与陶瓷膜组件的抽水管连通,三号水管的另一端与吸油过滤器的进水口相连,三号水管上设置有水泵,五号水管的一端与三号水管相连,五号水管的另一端与集水池相连,吸油过滤器的出水口通过四号水管与集水池的进水口相连通。
本发明电絮凝-微纳米气浮-陶瓷膜处理含油废水的方法按下列步骤实现:
一、含油废水进入曝气调节箱的pH调节槽内,在pH调节槽中加入药剂调节含油废水的pH至7~9(弱碱),含油废水溢流至曝气调节箱的底部进行曝气处理,得到曝气后的水体;
二、曝气后的水体流入电絮凝装置中进行絮凝处理,得到絮凝后的水体;
三、絮凝后的水体下降流进入气浮-除油箱的气浮室中,与溶气释放器释放的微气泡混合后上浮,气浮-除油箱通过隔板分成左侧的气浮室和右侧的陶瓷膜室,浮渣通过刮渣机经排渣口排出,气浮室中的水体由隔板的底部进入陶瓷膜室中,陶瓷膜组件的抽水管负压抽吸使陶瓷膜室中的水体经吸油过滤器流入集水池,完成含油废水的处理。
洗涤脱硫含油废水中的污染物主要包括含油废分、颗粒悬浮物、氮氧化物和COD(主要是亚硫酸盐),其中的含油废分为(少量)浮油、分散油、乳化油、溶解油和固体附着油,本发明首先通过微纳米气泡破坏乳化油等含油废分的稳定性,先对含油废分进行强力去除,经气浮处理后含油废分的去除率为80%~85%;然后通过亚微米级孔径的陶瓷膜过滤,陶瓷膜耐油污并能过滤部分溶解态的废油,经陶瓷膜过滤后废水中只含有微量的乳化油和溶解油,陶瓷膜过滤后含油废分的整体去除率能够达到96%以上;最后通过吸油过滤器(内置纤维状的吸油材料)对废水进一步进行吸附过滤,含油废分的去除率可达到98%~99%以上。
本发明采用电絮凝、微纳米气浮以及陶瓷膜过滤组合工艺技术处理高浓度,成分复杂的含油废水,含油物质去除率可达98%以上,COD去除率可达90%~95%,出水满足排放标准要求。
本发明根据含油废水水质特点,设计处理系统,结构紧凑,大大降低污泥产量和药剂投加量,有效降低了二次污染。本发明所述的电絮凝-微纳米气浮-陶瓷膜处理含油废水系统可应用于船舶柴油发动机脱硫洗涤废水处理中,可靠性高,管式的吸油过滤器便于更换吸附材料,陶瓷膜的使用寿命长。
附图说明
图1是本发明电絮凝-微纳米气浮-陶瓷膜处理含油废水系统的结构示意图。
具体实施方式
具体实施方式一:本实施方式电絮凝-微纳米气浮-陶瓷膜处理含油废水系统包括曝气调节箱1、电絮凝装置2、气浮-除油箱3和集水池4,其中曝气调节箱1包括pH调节槽1-1和曝气装置5,曝气调节箱1的箱体内壁的上部设置有pH调节槽1-1,曝气装置5设置在曝气调节箱1的底部,曝气调节箱1的出水口经一号水管15与电絮凝装置2的进水口相连通,电絮凝装置2的出水口经二号水管16与气浮-除油箱3的气浮室进水口相连通;
气浮-除油箱3的中部设置有隔板3-3,气浮-除油箱3通过隔板3-3分成左侧的气浮室和右侧的陶瓷膜室,气浮室和陶瓷膜室的底部相连通,在气浮室的进水口侧间隔设置有第一垂直折流板3-1和第二垂直折流板3-2形成纵向折流,第一垂直折流板3-1和第二垂直折流板3-2之间形成溶气释放室,在溶气释放室的底部设置有溶气释放器7,在气浮室的上部设置有刮渣机8;在陶瓷膜室内设置有陶瓷膜组件9,三号水管12的一端与陶瓷膜组件9的抽水管9-2连通,三号水管12的另一端与吸油过滤器11的进水口相连,三号水管12上设置有水泵10,五号水管13的一端与三号水管12相连,五号水管13的另一端与集水池4相连,吸油过滤器11的出水口通过四号水管14与集水池4的进水口相连通。
本实施方式曝气调节箱1的上部开有溢流口1-2。
具体实施方式二:本实施方式与具体实施方式一不同的是曝气调节箱1和气浮-除油箱3的上部分别开有排渣口17,排渣口17与废渣箱相连通。
具体实施方式三:本实施方式与具体实施方式一或二不同的是在五号水管13和四号水管14中分别设置有阀门。
具体实施方式四:本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是所述的陶瓷膜组件9中的陶瓷膜9-1为板式陶瓷膜。
具体实施方式五:本实施方式电絮凝-微纳米气浮-陶瓷膜处理含油废水的方法按下列步骤实施:
一、含油废水进入曝气调节箱1的pH调节槽1-1内,在pH调节槽1-1中加入药剂调节含油废水的pH至7~9(弱碱),含油废水溢流至曝气调节箱1的底部进行曝气处理,得到曝气后的水体;
二、曝气后的水体流入电絮凝装置2中进行絮凝处理,得到絮凝后的水体;
三、絮凝后的水体下降流进入气浮-除油箱3的气浮室中,与溶气释放器7释放的微气泡混合后上浮,气浮-除油箱3通过隔板3-3分成左侧的气浮室和右侧的陶瓷膜室,浮渣通过刮渣机8经排渣口17排出,气浮室中的水体由隔板3-3的底部进入陶瓷膜室中,陶瓷膜组件9的抽水管9-2负压抽吸使陶瓷膜室中的水体经吸油过滤器11流入集水池4,完成含油废水的处理。
本实施方式步骤一中在曝气调节箱中将亚硫酸盐氧化成硫酸盐,加入碱性物质调节原水的pH至弱碱,保证后续的絮凝效果,而且在絮凝过程中会产生少量的纳米级气泡,纳米级气泡与溶气释放器产生的微气泡相结合,能够进一步破坏乳化油的稳定性,大量的颗粒物油渣经过气浮-除油箱的气浮处理,大量的废渣从排渣口排出,少量的小颗粒废渣则被陶瓷膜拦截。本实施方式产生的废渣量少,处理一吨水产生的废渣量小于1升。
具体实施方式六:本实施方式与具体实施方式五不同的是步骤一曝气调节箱1中以空气作为曝气气源。
具体实施方式七:本实施方式与具体实施方式五或六不同的是步骤一中控制曝气调节箱1中的水力停留时间为25~35min。
具体实施方式八:本实施方式与具体实施方式五至七之一不同的是步骤三中控制气浮室中的水力停留时间为18~23min。
具体实施方式九:本实施方式与具体实施方式五至八之一不同的是步骤三中控制陶瓷膜室中的水力停留时间为15~20min。
实施例:本实施例电絮凝-微纳米气浮-陶瓷膜处理含油废水的方法按下列步骤实施:
一、含油废水进入曝气调节箱1的pH调节槽1-1内,在pH调节槽1-1中加入药剂调节含油废水的pH至9,含油废水溢流至曝气调节箱1的底部进行曝气处理30min,得到曝气后的水体;
二、曝气后的水体流入电絮凝装置2中进行絮凝处理,得到絮凝后的水体;
三、絮凝后的水体下降流进入气浮-除油箱3的气浮室中,与溶气释放器7释放的微气泡混合后上浮,气浮-除油箱3通过隔板3-3分成左侧的气浮室和右侧的陶瓷膜室,浮渣通过刮渣机8经排渣口17排出,控制气浮室中的水力停留时间为20min,气浮室中的水体由隔板3-3的底部进入陶瓷膜室中,控制陶瓷膜室中的水力停留时间为20min,陶瓷膜组件9的抽水管9-2负压抽吸使陶瓷膜室中的水体经吸油过滤器11流入集水池4,完成含油废水的处理。
本实施例也可以经水泵10负压抽吸后,陶瓷膜室中的水体不经过吸油过滤器11而直接流入集水池4中。
本实施例当需要对陶瓷膜组件进行反冲洗时,清水通过水泵10经三号水管对陶瓷膜进行反冲洗,每隔1~2h进行一次反冲洗,每次反冲洗的时间为1~2min。
本实施例经气浮处理后含油物质去除率的去除率为83%;然后通过亚微米级孔径的陶瓷膜过滤,经陶瓷膜过滤后废水中只含有微量的乳化油和溶解油,陶瓷膜过滤后含油废分的整体去除率能够达到97%;最后通过吸油过滤器(内置纤维状的吸油材料)对废水进一步进行吸附过滤,含油废分的去除率可达到99%以上,COD去除率可达94%。

Claims (9)

1.电絮凝-微纳米气浮-陶瓷膜处理含油废水系统,其特征在于该电絮凝-微纳米气浮-陶瓷膜处理含油废水系统包括曝气调节箱(1)、电絮凝装置(2)、气浮-除油箱(3)和集水池(4),其中曝气调节箱(1)包括pH调节槽(1-1)和曝气装置(5),曝气调节箱(1)的箱体内壁的上部设置有pH调节槽(1-1),曝气装置(5)设置在曝气调节箱(1)的底部,曝气调节箱(1)的出水口经一号水管(15)与电絮凝装置(2)的进水口相连通,电絮凝装置(2)的出水口经二号水管(16)与气浮-除油箱(3)的气浮室进水口相连通;
气浮-除油箱(3)的中部设置有隔板(3-3),气浮-除油箱(3)通过隔板(3-3)分成左侧的气浮室和右侧的陶瓷膜室,气浮室和陶瓷膜室的底部相连通,在气浮室的进水口侧间隔设置有第一垂直折流板(3-1)和第二垂直折流板(3-2)形成纵向折流,第一垂直折流板(3-1)和第二垂直折流板(3-2)之间形成溶气释放室,在溶气释放室的底部设置有溶气释放器(7),在气浮室的上部设置有刮渣机(8);在陶瓷膜室内设置有陶瓷膜组件(9),三号水管(12)的一端与陶瓷膜组件(9)的抽水管(9-2)连通,三号水管(12)的另一端与吸油过滤器(11)的进水口相连,三号水管(12)上设置有水泵(10),五号水管(13)的一端与三号水管(12)相连,五号水管(13)的另一端与集水池(4)相连,吸油过滤器(11)的出水口通过四号水管(14)与集水池(4)的进水口相连通。
2.根据权利要求1所述的电絮凝-微纳米气浮-陶瓷膜处理含油废水系统,其特征在于曝气调节箱(1)和气浮-除油箱(3)的上部分别开有排渣口(17),排渣口(17)与废渣箱相连通。
3.根据权利要求1所述的电絮凝-微纳米气浮-陶瓷膜处理含油废水系统,其特征在于在五号水管(13)和四号水管(14)中分别设置有阀门。
4.根据权利要求1所述的电絮凝-微纳米气浮-陶瓷膜处理含油废水系统,其特征在于所述的陶瓷膜组件(9)中的陶瓷膜(9-1)为板式陶瓷膜。
5.电絮凝-微纳米气浮-陶瓷膜处理含油废水的方法,其特征在于该方法按下列步骤实现:
一、含油废水进入曝气调节箱(1)的pH调节槽(1-1)内,在pH调节槽(1-1)中加入药剂调节含油废水的pH至7~9,含油废水溢流至曝气调节箱(1)的底部进行曝气处理,得到曝气后的水体;
二、曝气后的水体流入电絮凝装置(2)中进行絮凝处理,得到絮凝后的水体;
三、絮凝后的水体下降流进入气浮-除油箱(3)的气浮室中,与溶气释放器(7)释放的微气泡混合后上浮,气浮-除油箱(3)通过隔板(3-3)分成左侧的气浮室和右侧的陶瓷膜室,浮渣通过刮渣机(8)经排渣口(17)排出,气浮室中的水体由隔板(3-3)的底部进入陶瓷膜室中,陶瓷膜组件(9)的抽水管(9-2)负压抽吸使陶瓷膜室中的水体经吸油过滤器(11)流入集水池(4),完成含油废水的处理。
6.根据权利要求5所述的电絮凝-微纳米气浮-陶瓷膜处理含油废水的方法,其特征在于步骤一曝气调节箱(1)中以空气作为曝气气源。
7.根据权利要求5所述的电絮凝-微纳米气浮-陶瓷膜处理含油废水的方法,其特征在于步骤一中控制曝气调节箱(1)中的水力停留时间为25~35min。
8.根据权利要求5所述的电絮凝-微纳米气浮-陶瓷膜处理含油废水的方法,其特征在于步骤三中控制气浮室中的水力停留时间为18~23min。
9.根据权利要求5所述的电絮凝-微纳米气浮-陶瓷膜处理含油废水的方法,其特征在于步骤三中控制陶瓷膜室中的水力停留时间为15~20min。
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