CN113526791A - 一种生物柴油生产废水的处理装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种生物柴油生产废水的处理装置和方法，处理装置包括依次连通的预处理罐、深度油水分离器、精细油水分离罐、中和沉淀池、厌氧池、好氧池和活性炭吸附罐；深度油水分离器包括壳体以及壳体内的出气筒，出气筒的底部均匀设置有至少两个微气泡发生器，出气筒上均匀开有出气孔，出气筒外壁上环绕有旋流叶片，壳体的顶部设有出气口、上部设有出油口、底部设有一级出水口；精细油水分离罐包括罐体以及罐体内的油水分离模块，罐体的上部开有出油口、下部开有二级出水口，二级出水口连通中和沉淀池。本发明通过两次油水分离，实现深度油水分离，结合中和沉淀去除硫酸根、厌氧处理和好氧处理去除有机物、活性炭吸附进行深层吸附，获得净化水质。

Description

一种生物柴油生产废水的处理装置和方法

技术领域

本发明属于废水处理技术领域，具体涉及一种生物柴油生产废水的处理装置和方法。

背景技术

随着我国国民经济的发展，生物柴油产业快速发展，生物柴油具有良好的经济效益和市场前景。然而，在发展生物柴油加工的同时，随之而来的环境污染问题也变得严重了。据报道，每生产100L的生物柴油，就会产生20L以上的废水。2020年我国生物柴油的产量达到137万吨，同时产生约26万吨以上废水。生物柴油这个增长速度高的行业，废水处理可能会引起严重的环境问题。生物柴油废水中的污染物主要来自脱水过程中的油类、蛋白质、脂肪酸及水解产物，以及催化和精制过程中产生的硫酸根、甲醇、烃类和SS等。混合后的废水中COD通常为10000-50000mg/L之间，虽然目前每家生物柴油企业的生产工艺有所不同，但产生的废水中均具有含乳化油脂较高，硫酸根含量较高，pH较低的特性，硫酸根含量最高可达20％，属于复杂高浓度有机废水，是生物柴油生产企业目前面临的最大环保问题。

目前，含油废水的处理方法有很多，主要有物理化学法与生物法。物理化学法存在着能耗大、运行的费用高等缺陷。现有生物法处理含油废水工艺的基建费用高，对进水水质要求高。

发明内容

本发明针对现有技术存在的不足，提供一种生物柴油生产废水的处理装置和方法，综合现有多种含油废水的处理方法规避其局限性，以达到较好的纯化效果，尤其是除油效果。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种生物柴油生产废水的处理装置，包括依次连通的预处理罐、深度油水分离器、精细油水分离罐、中和沉淀池、厌氧池、好氧池和活性炭吸附罐；

所述预处理罐上设有进料口；

所述深度油水分离器包括壳体以及所述壳体内的筒状出气筒，所述出气筒的底部均匀设置有至少两个微气泡发生器，所述出气筒上均匀开有出气孔，所述出气筒外壁上环绕有旋流叶片，所述壳体的顶部设有出气口、上部设有出油口、底部设有一级出水口；

所述精细油水分离罐包括罐体以及所述罐体内的油水分离模块，所述罐体的上部开有出油口、下部开有二级出水口，所述二级出水口连通所述中和沉淀池。

本发明进一步设置为，所述预处理罐上连通有进药罐，所述预处理罐的底部设有排污口；所述预处理罐内置有搅拌装置。

通过上述技术方案，进药根据实际需要调整，常用药剂为混凝剂聚合氯化铝，将其中的杂质大组分先去除，以便进行后续处理。

本发明进一步设置为，所述油水分离模块采用由亲油材料纤维丝和亲水材料纤维丝编制成的X形，水平亲油材料纤维丝和倾斜的亲水材料纤维丝编织在一起。亲油材料可选自聚丙烯或表面吸附有白炭黑的聚丙烯，白炭黑和聚丙烯均有亲油性，白炭黑粒径优选20nm以内，能进一步提高吸附效率。亲水材料纤维丝优选通过热溶液吸附有多羟基脂肪酰胺的纤维丝。亲油材料纤维丝的径向密度为2-3根/1mm，亲水材料纤维丝为3-4根/1mm。

通过上述技术方案，低密度的小油滴在水平的亲油材料纤维丝上逐渐粘附聚集成大油滴、油膜和油层，高密度的水滴在倾斜的亲水材料纤维丝上聚集并向下流动，水层汇集到下方，油层汇集到上方。

本发明进一步设置为，所述微气泡发生器外接空气制冷装置。

通过上述技术方案，通过空气制冷装置使微气泡发生器提供低温微气泡水，进入出气筒内，降低生产废水温度，提高水油分离率。

本发明进一步设置为，所述微气泡发生器包括筒体，所述筒体的一端为出口，另一端内接有进气口，与所述进气口靠近的所述筒体上设有多个连通的进水口，从进气口指向所述出口的空间分为渐缩段、喉管、渐扩段和混合段。

本发明进一步设置为，所述进水口和所述渐缩段之间的所述筒体内壁上设有螺旋叶片。

本发明进一步设置为，所述进水口倾斜设置，与所述螺旋叶片倾斜一致。

本发明还提供了利用上述的装置处理生物柴油生产废水的方法，包括以下步骤：

(1)预处理罐的生产废水输入深度油水分离器进行一次油水分离，微气泡发生器产生的微气泡水将小粒径油滴带到上部聚集，油层从出油口出，水从一级出水口出；

(2)一级出水口出来的水进入精细油水分离罐，小的油滴和水滴分别在油水分离模块上下聚集，直到最后脱离形成较大的油滴和水滴，实现二次油水分离；

(3)经过二次油水分离后的水进入中和沉淀池，加入氢氧化钙去除硫酸根离子，再调节pH值到6.8-7.2，上层澄清液进入厌氧池进行厌氧处理，再进入好氧池进行好氧处理去除有机物，最后进入活性炭吸附罐进行深层吸附。

本发明进一步设置为，加入预处理罐的生产废水中加入有混凝剂聚合氯化铝，加药后搅拌，搅拌充分后静置，沉积物从底层排出。

本发明进一步设置为，微气泡发生器产生的微气泡水温度低于生产废水的温度10-15℃。

综上所述，本发明具有以下有益效果：本发明整体上具有纯化效率高的优点，尤其是除油效率高。通过两次油水分离，实现更深度的油水分离。一次油水分离在深度油水分离器中进行，结合微气泡发生器产生的微气泡水，尤其是低温微气泡水能将油水更好地分离。二次油水分离在精细油水分离罐中进行，利用编织在一起的水平亲油材料纤维丝和倾斜的亲水材料纤维丝实现油滴向下凝聚，水滴向上凝聚。经过两次油水分离后，水中含有的油量极少，以便进行后续处理。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为微气泡发生器的结构示意图；

图3为亲油材料纤维丝和亲水材料纤维丝的编织结构示意图。

其中，1、预处理罐；2、深度油水分离器；3、精细油水分离罐；4、中和沉淀池；5、厌氧池；6、好氧池；7、活性炭吸附罐；8、出气筒；9、微气泡发生器；10、出气孔；11、旋流叶片；12、出气口；13、油水分离模块；15、进药罐；16、亲油材料纤维丝；17、亲水材料纤维丝；18、出口；19、进气口；20、进水口；21、渐缩段；22、喉管；23、渐扩段；24、混合段；25、螺旋叶片。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供一种生物柴油生产废水的处理装置，包括依次连通的预处理罐1、深度油水分离器2、精细油水分离罐3、中和沉淀池4、厌氧池5、好氧池6和活性炭吸附罐7，活性炭吸附罐7内置有活性炭填料。预处理罐1上设有进料口。深度油水分离器2包括壳体以及壳体内的筒状出气筒8，出气筒8的底部均匀设置有至少两个微气泡发生器9，出气筒8上均匀开有出气孔10，出气筒8外壁上环绕有旋流叶片11，壳体的顶部设有出气口12、上部设有出油口、底部设有一级出水口。精细油水分离罐3包括罐体以及罐体内的油水分离模块13，罐体的上部开有出油口、下部开有二级出水口，二级出水口连通中和沉淀池4。

本发明还提供了利用上述的装置处理生物柴油生产废水的方法，包括以下步骤：

(1)预处理罐1的生产废水输入深度油水分离器2进行一次油水分离，微气泡发生器9产生的微气泡水将小粒径油滴带到上部聚集，油层从出油口出，水从一级出水口出；

(2)一级出水口出来的水进入精细油水分离罐3，小的油滴和水滴分别在油水分离模块13上下聚集，直到最后脱离形成较大的油滴和水滴，实现二次油水分离；

(3)经过二次油水分离后的水进入中和沉淀池4，加入氢氧化钙去除硫酸根离子，再调节pH值到6.8-7.2，上层澄清液进入厌氧池5进行厌氧处理，再进入好氧池6进行好氧处理去除有机物，最后进入活性炭吸附罐7进行深层吸附。

生物柴油废水在处理过程中产生的废油脂可回收再利用。

进一步地，预处理罐1上连通有进药罐15，预处理罐1的底部设有排污口，预处理罐1内置有搅拌装置。加入预处理罐1的生产废水中加入有混凝剂聚合氯化铝，加药后搅拌，搅拌充分后静置，沉积物从底层排出。

具体的，油水分离模块13采用编制在一起的由亲油材料纤维丝16和亲水材料纤维丝17编，编制形状为X形，参见图3。

进一步地，微气泡发生器9外接空气制冷装置，制冷装置降低微气泡水的温度，低温微气泡水能更好的促进油滴的析出，使更多油成分上升。优选的，微气泡发生器9产生的微气泡水温度低于生产废水的温度10-15℃。

具体的，微气泡发生器9包括筒体，筒体的一端为出口18，另一端内接有进气口19，与进气口19靠近的筒体上设有多个连通的进水口20，从进气口19指向出口18的空间分为渐缩段21、喉管22、渐扩段23和混合段24。气体和水进入后交汇、碰撞、喷射形成无数个很小的微气泡水。进一步地，进水口20和渐缩段21之间的筒体内壁上设有螺旋叶片25，对进入的水产生导向旋流，也增加路径，进而增加和空气的接触时间。更进一步地，进水口20倾斜设置，与螺旋叶片25倾斜一致，保持进水口20的运动方向和螺旋叶片25一致。

当初始生产废水中动植物油含量为500-900mg/L、COD为20000mg/L、pH值为5.5，温度为35℃，微气泡发生器产生的微气泡水温度为20℃，进入精细油水分离罐3的微气泡水中的气量为0.8m³/L时；控制厌氧池5和好氧池6的pH在7附近，好氧池5内的溶解氧控制在6mg/L：

进而设置实施例1：亲油材料选择表面通过磁控溅射镀附有白炭黑的聚丙烯，白炭黑粒径选择20nm，亲水材料纤维丝选择通过热溶液吸附有多羟基脂肪酰胺的纤维丝，亲油材料纤维丝的径向密度为3根/1mm，亲水材料纤维丝为3根/1mm。最终水中动植物油含量可降至100mg/L以下，CODcr小于300mg/L，悬浮物小于100mg/L，硫化物小于0.1mg/L，甲醇含量未检出，所得的清水出水水质达到DB 31/199-2018《污水综合排放标准》表2三级排放要求。

进而设置对比例1:在实施例1相同条件下，不设置精细油水分离罐3，最终水中动植物油含量可降至30-50mg/L，CODcr小于230mg/L。

进而设置对比例2：在实施例1相同条件下，控制微气泡发生器产生的微气泡水温度为35℃，最终水中动植物油含量可降至10-40mg/L，CODcr小于100mg/L。

以上仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种生物柴油生产废水的处理装置，其特征在于，包括依次连通的预处理罐、深度油水分离器、精细油水分离罐、中和沉淀池、厌氧池、好氧池和活性炭吸附罐；

所述预处理罐上设有进料口；

所述深度油水分离器包括壳体以及所述壳体内的筒状出气筒，所述出气筒的底部均匀设置有至少两个微气泡发生器，所述出气筒上均匀开有出气孔，所述出气筒外壁上环绕有旋流叶片，所述壳体的顶部设有出气口、上部设有出油口、底部设有一级出水口；

所述精细油水分离罐包括罐体以及所述罐体内的油水分离模块，所述罐体的上部开有出油口、下部开有二级出水口，所述二级出水口连通所述中和沉淀池。

2.根据权利要求1所述的生物柴油生产废水的处理装置，其特征在于，所述预处理罐上连通有进药罐，所述预处理罐的底部设有排污口；所述预处理罐内置有搅拌装置。

3.根据权利要求1所述的生物柴油生产废水的处理装置，其特征在于，所述油水分离模块采用由亲油材料纤维丝和亲水材料纤维丝编制成的X形。

4.根据权利要求1所述的生物柴油生产废水的处理装置，其特征在于，所述微气泡发生器外接空气制冷装置。

5.根据权利要求1所述的生物柴油生产废水的处理装置，其特征在于，所述微气泡发生器包括筒体，所述筒体的一端为出口，另一端内接有进气口，与所述进气口靠近的所述筒体上设有多个连通的进水口，从进气口指向所述出口的空间分为渐缩段、喉管、渐扩段和混合段。

6.根据权利要求5所述的生物柴油生产废水的处理装置，其特征在于，所述进水口和所述渐缩段之间的所述筒体内壁上设有螺旋叶片。

7.根据权利要求6所述的生物柴油生产废水的处理装置，其特征在于，所述进水口倾斜设置，与所述螺旋叶片倾斜一致。

8.利用权利要求1-7任一项所述的装置处理生物柴油生产废水的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)预处理罐的生产废水输入深度油水分离器进行一次油水分离，微气泡发生器产生的微气泡水将小粒径油滴带到上部聚集，油层从出油口出，水从一级出水口出；

(2)一级出水口出来的水进入精细油水分离罐，小的油滴和水滴分别在油水分离模块上下聚集，直到最后脱离形成较大的油滴和水滴，实现二次油水分离；

(3)经过二次油水分离后的水进入中和沉淀池，加入氢氧化钙去除硫酸根离子，再调节pH值到6.8-7.2，上层澄清液进入厌氧池进行厌氧处理，再进入好氧池进行好氧处理去除有机物，最后进入活性炭吸附罐进行深层吸附。

9.根据权利要求8所述的生物柴油生产废水的处理装置，其特征在于，加入预处理罐的生产废水中加入有混凝剂聚合氯化铝，加药后搅拌，搅拌充分后静置，沉积物从底层排出。

10.根据权利要求9所述的生物柴油生产废水的处理装置，其特征在于，微气泡发生器产生的微气泡水温度低于生产废水的温度10-15℃。

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