CN207375865U - 一种高浓度废乳化液的处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及水处理技术领域，特别是涉及一种高浓度废乳化液的处理装置。所述处理装置包括破乳沉淀容器、气浮容器和污泥储存容器，所述破乳沉淀容器的第一上出口与气浮容器的入口相连，且所述气浮容器的下出口与破乳沉淀容器的入口相连，所述破乳沉淀容器的下出口与污泥储存容器相连。

Description

一种高浓度废乳化液的处理装置

技术领域

本实用新型涉及水处理技术领域，特别是涉及一种高浓度废乳化液的处理装置。

背景技术

长期以来，我国水体污染较为严重，随着经济的发展，工业废水排放量越来越大，其中乳化液废水是产量较大的工业废水之一，主要来源于机械加工、汽车、石油化工、钢铁冷轧等行业。乳化液的配制一般是用乳化油加水稀释，并加入乳化剂及其他添加剂，其特点是化学性质非常稳定、含杂质多、化学需氧量(COD)高。废乳化液排放到水中会严重影响水生生物的正常生长，造成水体污染，另外废乳化液中的有机添加剂如醇胺类物质还会通过食物链严重危害人体健康。

目前处理废乳化液的方法主要有以下几种：

(1)沉降法：通过重力使两相分离是废水处理中最基本的方法，适用于水相和油相密度相差较大的废水，隔油池是常用的处理设施。此法运行费用低，但随着乳化剂的研究越来越广泛，品质越来越好，油水结合得更加稳定，因此沉降法的效果越来越差。

(2)气浮法：利用微小气泡与油粒结合，减小其密度并上浮至水面，从而实现油水分离。此法应用范围较广，工艺相对成熟，分离效果也比较好，但运行中会产生大量微小气泡，费用高、占地面积大，对含油量较低的乳化液处理效率较差。

(3)破乳剂法：根据废液中乳化油、乳化剂界面性质的性质，加入相应类型的破乳剂，改变界面张力使表面活性剂分子聚集，从而从废液中分离。此法的关键在于选择合适的破乳剂。因废乳化液成分复杂多变，单一的破乳剂不能满足多种废液的处理要求，在应用上有所限制。

(4)酸析法：通过向废液中添加无机酸，产生大量质子，打破油相粒子表面双电层结构，使其失稳凝聚并与水分离。此法一般会结合气浮的方法使油相上浮至水面，刮油进行单独处理。经实验验证，酸析法只对部分乳化液有效，实用性并不高。

实用新型内容

针对现有单一技术处理废乳化液范围小、效果差等不足，本实用新型提供了一种高浓度废乳化液的处理装置。

本实用新型提供了一种高浓度废乳化液的处理装置，包括破乳沉淀容器、气浮容器和污泥储存容器，所述破乳沉淀容器的第一上出口与气浮容器的入口相连，且所述气浮容器的下出口与破乳沉淀容器的入口相连，所述破乳沉淀容器的下出口与污泥储存容器相连。

根据本实用新型的一个实施方式，根据本实用新型的处理装置还包括废乳化液储存容器、第一进料泵、第二进料泵、第三进料泵、第一污泥泵、第二污泥泵、第一出水储存容器、第二出水储存容器、氧化反应容器、油泥储存容器；

所述废乳化液储存容器通过第一进料泵与破乳沉淀容器相连，在破乳沉淀容器出口处分为三路，破乳沉淀容器的第二上出口通过第一出水储存容器与氧化反应容器的入口相连，氧化反应容器的上出口与第二出水储存容器相连；破乳沉淀容器的第一上出口通过第二进料泵与气浮容器的入口相连，气浮容器的下出口通过第三进料泵与破乳沉淀容器的入口相连；破乳沉淀容器的下出口通过第一污泥泵与污泥储存容器相连；氧化反应容器的下出口通过第二污泥泵与污泥储存容器依次相连；气浮容器的上出口与油泥储存容器相连。

根据本实用新型的一个实施方式，所述第二出水储存容器的出口还通过阀门与所述氧化反应容器的入口相连。

根据本实用新型的一个实施方式，所述处理装置还包括生化处理装置，且第二出水储存装置与所述生化处理装置相连。

根据本实用新型的一个实施方式，所述破乳沉淀容器中设置有pH在线监测仪和搅拌器，还设置有第一碱加料泵、第一酸加料泵、无机盐加料泵、无机絮凝剂加料泵和第一有机絮凝剂加料泵。

根据本实用新型的一个实施方式，所述氧化反应容器中设置有pH在线监测仪，还设置有第二酸加料泵、铁硫酸盐加料泵、H₂O₂加料泵、第二碱加料泵、第二有机絮凝剂加料泵。

根据本实用新型的一个实施方式，所述气浮容器在废乳化液液面上悬浮有刮油装置。根据本实用新型的一个实施方式，所述刮油装置可以是刮油板。

根据本实用新型的一个实施方式，所述气浮容器中设置有微孔爆气装置。

本实用新型具有以下有益效果：

(1)采用组合工艺的办法处理高浓度废乳化液，充分发挥每种工艺的长处，分别处理废乳化液中不同类型的污染物，提高每个单元的处理效率，降低运行成本。

(2)本实用新型采用多线连接，工艺路线灵活，各个模块单元独立，根据具体废水的不同性质，可及时调整处理方案，在出水水质不理想时可以方便地进行回流处理，实现每个工艺单元的有效利用，提高整体效率，降低成本，扩大适用范围。

附图说明

图1为根据本实用新型的高浓度废乳化液的处理装置的示意图；

其中，1-废乳化液储存容器，2-第一进料泵，3-破乳沉淀容器，4-第一污泥泵，5-污泥储存容器，6-第一出水储存容器，7-氧化反应容器，8-第二出水储存容器，9-生化处理装置，10-第二污泥泵，11-第一阀门，12-第二阀门，13-第二进料泵，14-气浮容器，15-第三进料泵，16-刮油装置，17-油泥储存容器，21-第一碱加料泵，22-第一酸加料泵，23-无机盐加料泵，24-无机絮凝剂加料泵，25-第一有机絮凝剂加料泵，31-第二酸加料泵，32-铁硫酸盐加料泵，33-H₂O₂加料泵，34-第二碱加料泵，35-第二有机絮凝剂加料泵，a-废乳化液，b-破乳沉淀容器的第二上出口，c-破乳沉淀容器的第一上出口，d-破乳沉淀容器的下出口，e-气浮容器的上出口，f-气浮容器的下出口，g-氧化反应容器的上出口，h-氧化反应容器的下出口。

具体实施方式

具体实施方式仅为对本实用新型的说明，而不构成对本实用新型内容的限制，下面将结合具体的实施方式对本实用新型进行进一步说明和描述。

本实用新型提出了一种酸化气浮—破乳沉淀—芬顿氧化联用的处理技术。对于高浓度废乳化液，由于油与水不互溶，处理难度较大。本实用新型先使用酸化气浮法将废乳化液中的油粒上浮至表面，用刮油装置将油相刮除。脱除油相后，向废乳化液中加入强电解质(例如氢氧化钠、钙盐)即可实现破乳。破乳后废液呈悬浊态，加入絮凝剂可使悬浮物沉淀下来，实现固液分离。除去沉淀后的上清液进入氧化反应装置进一步氧化，除去溶解性较好的一些有机物。最终出水实现达标或进入生化反应容器继续处理。

如图1所示，根据本实用新型的高浓度废乳化液的处理装置包括破乳沉淀容器3、气浮容器14和污泥储存容器5，所述破乳沉淀容器3的第一上出口c与气浮容器14的入口相连，且所述气浮容器14的下出口f与破乳沉淀容器3的入口相连，所述破乳沉淀容器3的下出口d与污泥储存容器5相连。

根据本实用新型的处理装置还包括废乳化液储存容器1、第一进料泵2、第二进料泵13、第三进料泵15、第一污泥泵4、第二污泥泵10、第一出水储存容器6、第二出水储存容器8、氧化反应容器7、油泥储存容器17；

所述废乳化液储存容器1通过第一进料泵2与破乳沉淀容器3相连，在破乳沉淀容器3出口处分为三路，破乳沉淀容器3的第二上出口b通过第一出水储存容器6与氧化反应容器7的入口相连，氧化反应容器7的上出口g与第二出水储存容器8相连；破乳沉淀容器3的第一上出口c通过第二进料泵13与气浮容器14的入口相连，气浮容器14的下出口f通过第三进料泵15与破乳沉淀容器3的入口相连；破乳沉淀容器3的下出口d通过第一污泥泵4与污泥储存容器5相连；氧化反应容器7的下出口h通过第二污泥泵10与污泥储存容器5依次相连；气浮容器14的上出口e与油泥储存容器17相连。

根据本实用新型的高浓度废乳化液的处理装置中，所述第二出水储存容器8的出口还通过第一阀门11与所述氧化反应容器7的入口相连。

根据本实用新型的高浓度废乳化液的处理装置还包括生化处理装置9，且第二出水储存装置8与所述生化处理装置9相连，例如通过第二阀门12。所述生化处理装置例如选自A-O池、生物接触氧化池或MBR装置等。

所述破乳沉淀容器3中可以设置有pH在线监测仪和搅拌器，还设置有第一碱加料泵21、第一酸加料泵22、无机盐加料泵23、无机絮凝剂加料泵24和第一有机絮凝剂加料泵25。

所述氧化反应容器中可以设置有pH在线监测仪，还设置有第二酸加料泵31、铁硫酸盐加料泵32、H₂O₂加料泵33、第二碱加料泵34、第二有机絮凝剂加料泵35。

所述气浮容器14在废乳化液液面(液面如图1中的虚线所示)上悬浮有刮油装置16。

所述气浮容器14中还可以设置有微孔爆气装置。

根据本实用新型的另一方面，提供了一种高浓度废乳化液的处理方法，包括以下步骤：

(1)曝气气浮除油：在气浮容器中，曝气使废乳化液中的油相上浮并除去油相；

(2)破乳沉淀：向经步骤(1)除油后的废乳化液中加入无机盐破乳，之后依次加入无机絮凝剂、有机絮凝剂进行絮凝沉淀。

根据本实用新型的一个实施方式，在步骤(2)之后还包括以下步骤：

(3)调节pH值：将步骤(2)破乳沉淀后的出水的pH调节至1～6；

(4)氧化：对经上述处理后的废乳化液的上清液进行氧化处理；

(5)沉淀：向经上述氧化处理后的废乳化液中加入碱性物质，之后再加入有机絮凝剂进行沉淀；

(6)经步骤(5)沉淀后得到的上清液直接排放或经生化处理后排放。

根据本实用新型的一个实施方式，在曝气气浮除油之前还包括步骤(i)：用强酸将废乳化液pH调至1～5，优选地，调至2～3。加入强酸时进行搅拌，搅拌时间为5～10分钟，搅拌速度为100～300r/min。所述强酸例如可以选自硫酸、盐酸、磷酸或硝酸,这是因为强酸投加量少，引入体系杂质少，不会增加体系处理负荷。

根据本实用新型的一个实施方式，步骤(1)中，在气浮容器中，采用微孔爆气装置进行曝气时，曝气孔径为0.1～100μm，曝气时间为30～60分钟。也可以采用溶解空气气浮法。

当采用微孔曝气装置进行曝气时，微孔曝气装置放置于气浮容器的底部，通过微孔曝气装置产生的微小气泡使得油分上浮至液面，然后采用悬浮于气浮容器的废液液面上的刮油装置进行刮油。

当采用溶解空气气浮法时，将空气压缩罐中的空气导入气浮容器中，使得油分上浮至液面，然后采用悬浮于气浮容器的废液液面上的刮油装置进行刮油。

根据本实用新型的一个实施方式，在曝气气浮除油之后、破乳沉淀之前还包括步骤(ii)：用强碱将废乳化液pH调至5～9，优选调至5～8，例如5、6、7或者8。所述强碱例如可以是氢氧化钠、氢氧化钾或氢氧化钙，强碱投加量少，引入体系杂质少，不会增加体系处理负荷。

根据本实用新型的一个实施方式，步骤(2)中，所述无机盐选自氯化钙、次氯酸钙、氧化钙、氯化镁或硫酸镁等强电解质无机盐，优选自氯化钙；当选用氯化钙进行破乳时，破乳效果更好。所述无机絮凝剂选自聚合氯化铝(PAC)、聚合硫酸铁(PFS)或聚合氯化铝铁(PAFC)；所述有机絮凝剂选自阴离子聚丙烯酰胺(APAM)、阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)或非离子聚丙烯酰胺(NPAM)。根据本实用新型的一个实施方式，无机絮凝剂选自聚合氯化铝(PAC)、有机絮凝剂选自阴离子聚丙烯酰胺(APAM)。

根据本实用新型的一个实施方式，步骤(2)中，以起始的废乳化液的重量计，无机盐的投加量为0.01％～5％，优选为0.01％～3％，例如0.05％、0.5％、1％、1.5％、2％、2.5％、3％；加入无机盐后进行搅拌，搅拌时间为5～10分钟，搅拌速度为50～300r/min，优选为100～300r/min，例如100r/min、120r/min、150r/min、200r/min、250r/min、300r/min；以起始的废乳化液的重量计，无机絮凝剂的投加量为0.01％～5％，优选为0.01％～3％，例如0.05％、0.5％、1％、1.5％、2％、2.5％、3％；有机絮凝剂投加量为0.01‰～5‰，优选为0.01‰～3‰，例如0.05‰、0.5‰、1‰、1.5‰、2‰、2.5‰、3‰。

根据本实用新型的一个实施方式，步骤(2)中，加入无机絮凝剂、有机絮凝剂后进行搅拌并澄清，搅拌时间为1～10分钟，搅拌速度为50～300r/min，优选为100～300r/min，例如100r/min、120r/min、150r/min、200r/min、250r/min、300r/min；澄清时间为10～30分钟，例如可以是10分钟、12分钟、15分钟、18分钟、20分钟、25分钟、30分钟。

根据本实用新型的一个实施方式，步骤(3)中使用废酸将破乳沉淀后的出水的pH调节至1～6，优选地，调节至2～5，例如2、3、4、5，优选地，调节至3，以便为氧化反应提供良好的条件。所述废酸为工业生产、科学实验等过程中产生的主要成分为酸的废液，优选地，废酸液为强酸，例如可以是废硫酸、废硝酸、废磷酸、废盐酸等，这是因为强酸投加量少，引入体系杂质少，不会增加体系处理负荷。当然，也可以采取优质酸(即纯度为90％以上、95％以上的市售的酸，例如硫酸、盐酸、硝酸、磷酸等)。

根据本实用新型的一个实施方式，步骤(4)中所述氧化处理例如可以是芬顿氧化，其中，七水硫酸亚铁的浓度为1mol/L，双氧水的质量分数为30％，硫酸亚铁和双氧水的摩尔比为1:(10～50)，两者的投加量由溶液的COD而定。

根据本实用新型的一个实施方式，步骤(5)中所述碱性物质选自氧化钙、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙，优选自氧化钙。以起始的废乳化液的重量计，所述碱性物质的用量为1g/L～20g/L。步骤(5)中所述有机絮凝剂选自阴离子聚丙烯酰胺(APAM)、阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)或非离子聚丙烯酰胺(NPAM)，优选自阴离子聚丙烯酰胺(APAM)。以起始的废乳化液的重量计，有机絮凝剂投加量为0.01‰～5‰，优选为0.01‰～3‰，例如0.05‰、0.5‰、1‰、1.5‰、2‰、2.5‰、3‰。

根据本实用新型的一个实施方式，步骤(6)中所述生化处理采用例如A-O池、生物接触氧化池或MBR装置等进行。

根据本实用新型的一个实施方式，氧化处理并进行沉淀之后的出水中的COD大于2000mg/L时，返回氧化反应容器进行二次氧化。

对于处理过程中产生的泥渣，进行安全掩埋或焚烧处理。

需要说明的是，根据本实用新型的破乳沉淀容器中设置的各自独立的第一碱加料泵、第一酸加料泵、无机盐加料泵、无机絮凝剂加料泵和第一有机絮凝剂加料泵使得可以在破乳沉淀容器中进行步骤(i)、步骤(ii)和步骤(2)，具体过程为：废乳化液经废乳化液储存容器、第一进料泵进入破乳沉淀容器后，首先仅打开第一酸加料泵，将废乳化液pH调至1～5(步骤(i))，然后废乳化液经第二进料泵进入气浮容器中，在其中进行曝气气浮除油，随后废乳化液经第三进料泵返回破乳沉淀容器，此时仅打开第一碱加料泵，将废乳化液pH调至5～9(步骤(ii))，然后打开无机盐加料泵向废乳化液中加入无机盐破乳，之后依次打开无机絮凝剂加料泵和第一有机絮凝剂加料泵，加入无机絮凝剂、有机絮凝剂进行絮凝沉淀(步骤(2))。

此外，本实用新型中，各加料泵的开闭，破乳沉淀容器的第二上出口、第一上出口的开闭等均可通过例如阀门进行控制。

本实用新型中，“高浓度废乳化液”是指待处理的废乳化液含油分较高。例如，当利用测油仪检测待处理废液时，其中的油分重量含量大于等于5％，甚至大于等于10％，例如大于5％、大于6％、大于7％、大于8％、大于9％、大于10％、大于12％等。当待处理的废乳化液含油分较高(油分重量含量大于等于5％，甚至大于等于10％)时，COD较高、比重较大，且溶液呈黑色、黑褐色、灰色、黄色或者黄褐色等。此时，常常需要进行两次破乳：一次为破乳气浮除油，一次为破乳沉淀。

本实用新型中，“废乳化液储存容器”中的“容器”可以是用于容纳反应物和提供反应场所的反应罐、反应池等，对于“破乳沉淀容器”、“污泥储存容器”、“出水储存容器”、“氧化反应容器”、“生化处理装置”、“气浮容器”、“油泥储存容器”中的“容器”，也应作与“废乳化液储存容器”相同的理解。

本实用新型中，第一进料泵用于将废乳化液由废乳化液储存容器泵入破乳沉淀容器中；第二进料泵用于将废乳化液由破乳沉淀容器泵入气浮容器中；第三进料泵用于将废乳化液由气浮容器泵回至破乳沉淀容器中；第一污泥泵用于将破乳沉淀容器中絮凝沉淀后得到的沉淀/污泥泵入污泥储存容器中；第二污泥泵用于将氧化反应容器中经氧化反应后得到的污泥泵入污泥储存容器中；第一出水储存容器用于储存经破乳沉淀反应后得到的废乳化液；第二出水储存容器用于储存经氧化反应后得到的废乳化液；油泥储存容器用于储存经曝气气浮后由刮油装置收集的油分；污泥储存容器用于储存经破乳沉淀反应和氧化反应产生的沉淀/污泥。

下面结合具体实施例对本实用新型的高浓度废乳化液的处理方法进行说明。

实施例1

本实施例中的废乳化液取自石家庄某机加工厂切削液，表2是石家庄某切削液的水质检测指标数据。

表2石家庄某切削液水质检测指标数据

石家庄某切削液含油分高、比重大、COD高，溶液呈黑褐色。

将待处理的废乳化液导入废乳化液储存容器中，之后经进料泵进入破乳沉淀容器中。在搅拌条件下(搅拌时间为5分钟，搅拌速度为250r/min)，由第一酸加料泵向破乳沉淀容器中加入质量浓度为68％的硝酸至废切削液pH为3左右。然后依次经破乳沉淀容器的第一上出口、第二进料泵进入气浮容器进行曝气气浮，曝气孔径为50μm，曝气时间为30分钟。油分由气浮容器的上出口经刮油装置收集进入油泥储存容器，废乳化液由该气浮容器的下出口经第三进料泵返回破乳沉淀容器。

由第一碱加料泵向所述破乳沉淀容器中加入氢氧化钙至溶液的pH为7左右，然后由无机盐加料泵投加0.1％的氧化钙，以100r/min的速度搅拌8分钟后依次打开无机絮凝剂加料泵和第一有机絮凝剂加料泵，首先由无机絮凝剂加料泵向破乳沉淀容器中加入0.2％的PAFC，然后由第一有机絮凝剂加料泵向破乳沉淀容器中加入0.2‰的APAM，以250r/min的速度搅拌2分钟，静置澄清15分钟。得到的上清液由破乳沉淀容器的第二上出口进入第一出水储存容器储存，得到的沉淀由破乳沉淀容器的下出口进入污泥泵，并经污泥泵泵入污泥储存容器进行储存。整个破乳时间在60分钟左右，溶液COD由102900mg/L降至24605mg/L，COD去除率达76.1％。

储存在第一出水储存容器中的废乳化液随后进入氧化反应容器，先由第二酸加料泵按废乳化液：废磷酸100:1的摩尔比投加废磷酸，调节溶液pH至3后进行芬顿氧化。使用铁硫酸盐加料泵一次投加七水硫酸亚铁，相对于每吨废乳化液，投加量为33.36kg，使用H₂O₂加料泵分三次投加质量分数为30％的双氧水，相对每吨废乳化液，三次的投加量依次为200L/t、60L/t、40L/t。反应3小时后，使用第二碱加料泵投加氧化钙，将废乳化液的pH值调节为9，相对每吨废乳化液，投加量为17kg；随后使用第二有机絮凝剂加料泵投加CPAM进行絮凝沉淀，相对每吨废乳化液，投加量为0.03kg。溶液COD由24605mg/L降至2378mg/L，COD去除率达90.3％，氧化反应容器的出水经第二出水储存容器进入A-O池进行生化处理，生化池出水COD<300mg/L、氨氮<30mg/L、pH为6～9、总盐<5000mg/L，出水满足《污水综合排放标准》(GB8978-1996)三级排放标准。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种高浓度废乳化液的处理装置，其特征在于，包括破乳沉淀容器、气浮容器和污泥储存容器，所述破乳沉淀容器的第一上出口与气浮容器的入口相连，且所述气浮容器的下出口与破乳沉淀容器的入口相连，所述破乳沉淀容器的下出口与污泥储存容器相连。

2.根据权利要求1所述的处理装置，其特征在于，还包括废乳化液储存容器、第一进料泵、第二进料泵、第三进料泵、第一污泥泵、第二污泥泵、第一出水储存容器、第二出水储存容器、氧化反应容器、油泥储存容器；

所述废乳化液储存容器通过第一进料泵与破乳沉淀容器相连，在破乳沉淀容器出口处分为三路，破乳沉淀容器的第二上出口通过第一出水储存容器与氧化反应容器的入口相连，氧化反应容器的上出口与第二出水储存容器相连；破乳沉淀容器的第一上出口通过第二进料泵与气浮容器的入口相连，气浮容器的下出口通过第三进料泵与破乳沉淀容器的入口相连；破乳沉淀容器的下出口通过第一污泥泵与污泥储存容器相连；氧化反应容器的下出口通过第二污泥泵与污泥储存容器依次相连；气浮容器的上出口与油泥储存容器相连。

3.根据权利要求2所述的处理装置，其特征在于，所述第二出水储存容器的出口还通过阀门与所述氧化反应容器的入口相连。

4.根据权利要求2所述的处理装置，其特征在于，还包括生化处理装置，且第二出水储存装置与所述生化处理装置相连。

5.根据权利要求1所述的处理装置，其特征在于，所述破乳沉淀容器中设置有pH在线监测仪和搅拌器，还设置有第一碱加料泵、第一酸加料泵、无机盐加料泵、无机絮凝剂加料泵和第一有机絮凝剂加料泵。

6.根据权利要求2所述的处理装置，其特征在于，所述氧化反应容器中设置有pH在线监测仪，还设置有第二酸加料泵、铁硫酸盐加料泵、H₂O₂加料泵、第二碱加料泵、第二有机絮凝剂加料泵。

7.根据权利要求1所述的处理装置，其特征在于，所述气浮容器在废乳化液液面上悬浮有刮油装置。

8.根据权利要求1所述的处理装置，其特征在于，所述气浮容器中设置有微孔爆气装置。