CN115304125A - 一种含乳化油废水的处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于污水处理技术领域,尤其涉及一种含乳化油废水的污水处理方法。本发明提供的含乳化油废水处理方法,包括以下步骤:将吸附剂填充于多孔膜管内构成多孔膜‑填充床耦合反应器,在压差驱动下,污水流过多孔膜‑填充床,进行膜过滤‑吸附过程,得到净化水。本发明将膜分离和吸附过程进行原位耦合,含乳化油废水经膜过滤进行油水分离,后经过填充床吸附污水中残留的乳化油及色度和臭味,实现了含乳化油废水的一次性高效处理,通过吸附过程和膜过滤过程的优势互补,克服了膜过滤过程和吸附过程的缺点,提高了含乳化油废水的处理效率。
Description
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域,具体涉及一种含乳化油废水处理方法。
背景技术
水中存在的表面活性剂等化学物质、通过亲水基团与憎水基团的作用使油乳化,通过化学键使状态保持稳定形成乳化油。乳化油的危害巨大,其中含有大量芳环烃等致癌物,这些物质通过食物链积累富集,导致食物链顶端的人类患癌风险增加。乳化油废水来源广泛,成分复杂。石油生产、炼制、储运以及化工生产均会产生大量的乳化油。还有部分乳化油来源于油轮使用的压舱水、洗舱水、机械行业中的轧钢废水等。此外,餐饮行业、食品加工、冶金和纺织行业也会产生一定量的含乳化油废水。含乳化油废水的处理难度大,国内外已对此进行了大量研究,主要研究集中于絮凝法、膜分离法和吸附法。絮凝法是通过添加絮凝剂,促进乳化油滴失稳、聚并,使絮体下沉或上浮实现油水分离。絮凝法虽工艺简单,效果好,但所需静置时间较长,所形成的絮体易漂浮,造成二次污染。
膜技术被广泛地应用于各个领域,尤其在水处理领域有着迅速的发展。与一些传统技术相比,膜分离技术更加节能,并且可以降低初期投资费用。膜分离技术主要有反渗透,微滤,纳滤,超滤。其中,微滤和超滤技术主要用于颗粒物、絮体、细菌和浊度的去除以及用于膜-生物反应器,纳滤和反渗透主要用于去除水中的盐类、病毒和部分有机污染物。随着所使用膜孔径不断变小,膜的分离精度不断增高,但阻力却不断增大,能耗也随之增大。在保障高分离精度的条件下降低能耗是膜分离技术的一大挑战。膜分离具有占地面积小、分离效率高等优点,但也存在膜易受油类物质污染等缺点。膜污染问题是膜分离技术用于含油废水处理亟待解决的主要问题。
吸附法主要是通过向乳化油废水中投入吸附剂,对油滴进行吸附达到去除效果,吸附剂的选择是去除效果好坏的关键。常用的吸附剂有活性炭和吸附树脂等。但对于含油废水,吸附剂易达到饱和,且回收利用困难,综合成本大大增加。因此,对于含油废水,一般采用其他方法对含油废水进行预处理,再采用吸附法进行后续处理,用这种方法吸附后的废水含油量将降低到0.1~0.2 mg/L。
综上,现有含油废水处理方法均存在成本高、效率低的缺点。
发明内容
为克服上述含油废水处理方法的缺陷,本发明的目的在于提供一种含乳化油废水处理方法,实现油水高效分离。
本发明提供了一种含乳化油废水处理方法,所述步骤为:将吸附剂填充于多孔膜管内构建多孔膜-填充床反应器,在压差驱动下,废水流过多孔膜-填充床反应器,进行膜过滤-吸附,得到净化水。
所述的多孔膜平均孔径为0.8 nm-2μm,更优选为0.8nm-1μm,最优选为0.8-800nm。内层孔径大、外层孔径小。内层平均孔径0.5-2.5μm,外层平均孔径0.5nm-1μm,通过控制多孔膜的孔径,结合膜过滤和吸附过程,能够实现高效处理。多孔膜不易失效,仅冲洗膜外层即可实现膜再生。
所述多孔膜为多孔炭膜、多孔碳化物膜、多孔金属膜、多孔氧化物膜、多孔复合膜或经过表面修饰的多孔膜,优选的为粉煤灰陶瓷膜、炭膜、或者粉煤灰-炭膜复合膜。
所述的吸附剂为碳凝胶、活性炭、磺化煤、活性白土、硅藻土、活性氧化铝、活性沸石、焦炭、树脂吸附剂、炉渣、木屑、煤灰或腐殖酸,吸附剂填充于膜管内。
本发明将吸附剂填充于多孔膜管内的颗粒大小、填充密度没有特殊的限定,选用本领域技术人员熟知的颗粒大小和填充密度即可。
所述的含乳化油废水,COD含量3500-10000 mg/L,有一定色度和臭味。
本发明对所述外加压力没有特殊的限定,能够提供稳定压力即可。本发明对提供所述压差的来源没有特殊的限定,选用本领域技术人员熟知的能够提供压差的装置即可。在本发明中,优选设置所述压力为0.1-0.5 Mpa。
在本发明中,污水流过多孔膜-填充床反应器后,膜体将污水分成相互隔绝的两个区域,待净化区和净化区;所述污水、多孔膜-填充床和净化水优选按照水流方向依次排布。在本发明中,所述待净化区为污水进水区域,所述污水包含乳化油、色度和臭味污染物;所述净化区为净化水流出区域,净化水即净化后所得水。在污水流过多孔膜过程中,多孔膜截留去除污水中的大部分乳化油;而未被截留的残留乳化油、色度和臭味在填充床通过吸附过程被吸附去除。
在本发明中,在膜过滤过程中不可避免地存在膜污染问题,截留的乳化油类污染物覆盖在膜表面,会降低膜通量,本发明优选采用定期化学清洗和气体(或水)反冲清洁膜表面,防止膜污染对处理效率的影响。
本发明所述的一种含乳化油废水的处理方法,与现有技术相比,采用多孔膜耦合填充床,构成多孔膜-填充床反应器,在膜过程中实现过滤功能,截留大部分乳化油使油水分离,当透过液流经膜管内填充床时,残留乳化油以及色度和臭味经填充床吸附剂吸附去除,实现膜过滤和吸附的耦合,高效处理含乳化油废水。
本发明技术产生的有效效果为:将膜分离和吸附过程进行原位耦合,将吸附剂填充于管式膜内部,充分利用了空间体积,膜过滤过程去除大部分乳化油,吸附过程去除残留乳化油、色度和臭味,通过膜过程和吸附的优势互补,克服了膜过滤过程和吸附过程的缺点,提高了含乳化油废水处理效率。同时膜采用内外孔径差别化,外层孔径小于内层孔径,多孔膜及其填充吸附剂不易失效,仅冲洗膜外层即可实现膜再生。
附图说明
图1为本发明含乳化油废水处理的原理示意图,其中,1-多孔膜,2-填充床;
图2为本发明实施例1进行膜过滤-吸附的反应器,其中1-原水槽,2-搅拌器,3-多孔膜,4-压力传感器,5-蠕动泵,6-净化水槽
图3为本发明对比例进行膜过滤的反应器,其中1-8均为阀门,9-10为流量计,11-12为压力表
具体实施方式
本发明对所述含乳化油废水处理方法所用的反应器结构没有特殊的限定,能够满足上述技术方案所述结构要求即可,在本发明的实施例中,所用反应器的具体结构参见图2,但是这些反应器结构并不是对实施例所述方法的限定,选用其他结构的反应器仍然可以实施本发明实施例的方案。
本发明对所述含乳化油废水的处理条件(比如跨膜压差、水温等)没有特殊的限定,根据所用反应器的结构进行具体调整即可。
下面将结合本发明中的实施例,对本发明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。
实施例1
采用平均孔径8.3nm的管状粉煤灰-炭膜为多孔膜,膜管内填充碳凝胶为吸附剂。管状多孔膜3置于带搅拌的原水槽1中,通过蠕动泵5的抽吸作用驱动原水(含乳化油废水)通过膜并进入净化水槽6中;设定处理条件:工作压力为0.1 MPa,处理含乳化油废水,其中,含乳化油废水的COD浓度为3500 mg·L-1。经处理后,COD去除率100%,色度去除率为100%。
对比例1
使用图3所示反应器进行含乳化油废水处理,其中,在整个错流过滤装置中,错流过滤过程由1-8号阀门控制;9号流量计为管路流量, 10号流量计为出水流量;11号压力表为膜前压力;12号压力表为膜后压力。错流过滤具体控制方法是:
(1)将1号、2号、3号、5号阀门打开,将4号、6号、7号阀门关闭,可实现错流过滤;
(2)膜面流速和跨膜压差可以通过调节5号和8号阀门来控制。
利用图3所示装置进行污水处理的过程为:在多孔膜上施加压力,污水进入待净化区,在压差驱动下流过膜组件,进行膜过滤,所得净化水进入净化区,通过净化水出口10流出并通过膜外收集;其中,乳化油被过滤截留。
采用平均孔径为8.3 nm的非对称管式粉煤灰-炭膜复合膜,对实施例1的污水进行处理。设定处理条件:跨膜压差0.1-0.5 MPa,水温25~32℃。
无填充床,管式粉煤灰-炭膜复合膜过滤通量为7.12 m3.m-2.h-1 bar,COD去除率55.20%,浊度去除率60%。
由以上实施例和对比例可知,本发明提供了一种含乳化油废水处理方法,本发明将膜分离和吸附进行原位耦合,通过吸附和膜过程的优势互补,克服了膜过滤过程和吸附过程的缺点,提高了含乳化油废水的处理效率。
Claims (5)
1.一种含乳化油废水的处理方法,其特征在于:将吸附剂填充于多孔膜管内构建多孔膜-填充床反应器,在压差驱动下,废水流过多孔膜-填充床反应器,进行膜过滤-吸附,得到净化水,所述多孔膜为内外双层结构,膜的平均孔径为0.8 nm-2μm,膜内层平均孔径0.5-2.5μm,膜外层平均孔径0.5nm-1μm。
2.根据权利要求1所述的一种含乳化油废水的处理方法,其特征在于:所述膜的平均孔径为0.8-800 nm。
3.根据权利要求1所述的一种含乳化油废水的处理方法,其特征在于:所述多孔膜为多孔炭膜、多孔碳化物膜、多孔金属膜、多孔氧化物膜、多孔复合膜或经过表面修饰的多孔膜。
4.根据权利要求1所述的一种含乳化油废水的处理方法,其特征在于:所述吸附剂为碳凝胶、活性炭、磺化煤、活性白土、硅藻土、活性氧化铝、活性沸石、焦炭、树脂吸附剂、炉渣、木屑、煤灰或腐殖酸。
5.根据权利要求1所述的一种含乳化油废水的处理方法,其特征在于,设置所述外加压力为0.1-0.5 Mpa。
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