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乳化液废水处理系统工艺

简要描述:乳化液废水处理系统工艺
工艺为“调节池加温加酸破乳去除上层浮油+中和混凝+气浮"

  • 更新时间:2024-03-21
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详细介绍

处理量500m³/h

乳化液废水处理系统工艺

乳化液废水处理系统工艺

某钢厂冷轧乳化液废水设计处理量20m3/h,来水CODCr10000~40000mg/L,油含量1000~5000mg/L,具有乳化程度高,化学性质稳定,化学成分复杂,油类等有机污染物浓度高,可生化性差等特点。为满足生产需求,需对废乳化液进行预处理工作,处理后出水并入稀碱油废水系统进行生化处理,最终经超滤反渗透处理后回用。该乳化液废水处理系统原工艺为“调节池加温去除上层浮油+破乳+气浮+不锈钢超滤",在处理过程中由于来水水质不稳定,破乳时间短效果差,油水相不能有效分离,气浮效果差,导致超滤膜污堵严重。超滤每运行24h就必须进行化学清洗,且清洗周期需24h以上,导致乳化液系统无法正常运行。


  为了增强破乳及气浮效果,减轻超滤膜污堵情况,笔者对该系统工艺进行优化试验研究。优化工艺为“调节池加温加酸破乳去除上层浮油+中和混凝+气浮",经过试验,破乳及气浮效果得到有效改善,气浮后出水已经满足乳化液系统出水水质要求,可直接并入稀碱油废水处理系统进行二次处理,因此在原工艺基础上取消了超滤步骤,从而减少了超滤维护清洗、更换及运行费用。

  本试验探讨工艺优化对乳化液废水系统的影响,新工艺药剂选型及药剂投加量的确定。

  1、系统水质要求及工艺优化情况

  1.1 水质要求见表1

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  1.1.1 运行情况

  乳化液废水处理系统设计提升量为20m3/h,来水主要污染物指标:来水CODCr10000~40000mg/L,油含量1500~5000mg/L,由于破乳及气浮效果差,不锈钢超滤进水CODCr在5000~30000mg/L,油含量1000~5000mg/L,造成不锈钢超滤膜污堵严重,导致系统无法正常运行。

  1.2 工艺改进情况

  1.2.1 原工艺流程图

  由图1可以看出,该工艺流程将调节池加温至65℃,通过刮油机回收上层浮油,破乳罐投加硫酸控制pH值进行破乳,破乳完成后自流进气浮池内,用气浮法去除水中悬浮的油粒及其他污染物,气浮池出水经纸带过滤机去除杂质,自流进超滤循环箱内,最后经不锈钢超滤膜过滤后排入稀碱油废水处理系统进行二次处理。

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  在运行过程中,破乳效果不明显,气浮池CODCr去除率仅50%左右,不锈钢超滤膜污堵严重,不锈钢超滤膜每运行24h需化学清洗24~48h,清洗费用及清洗频次高,且很难*清洗干净,导致系统无法正常运行。

  1.2.2 优化后工艺流程图

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  由图2可以看出,该工艺流程将调节池加温至65℃,并投加硫酸控制pH值进行破乳,通过打回流操作,使硫酸与废乳化液充分反应,增强破乳效果,上层浮油通过刮油机进行回收,破乳罐前端投加液碱调节pH值至7~9,破乳罐出口处投加PAFC混凝剂,气浮池前端投加助凝剂PAM,通过气浮法去除水中悬浮的油粒及矾花等杂质,气浮池出水可直接排入稀碱油废水系统进行二次处理。经优化后,气浮效果得到明显提升,CODCr去除率达93.7%,出水CODCr小于2000mg/L,油含量小于200mg/L,可直接并入稀碱油废水系统,因此取消原工艺中超滤步骤,同时确保了乳化液系统的正常运行。

  2、优化试验研究药剂选择

  2.1 絮凝剂的选择

  试验选取乳化液调节池内经硫酸破乳并加热至65℃后原水,试验前使用液碱进行中和处理,试验水样:CODCr含量30346mg/L,pH值为7.8(以下简称乳化液试验水样)。分别投加硫酸铝、PAC、PAFC作为絮凝剂进行药剂筛选实验,实验结果以上清液CODCr去除率作为判断依据,其结果如图3所示。

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  由图3可知:在三种絮凝剂中,PAFC效果较佳,投加浓度约250mg/L时,CODCr去除率可达78.9%,且絮团形成速度较快,沉淀时间短,沉淀效果明显由于其他两种絮凝剂。

  2.2 助凝剂的选择

  取乳化液试验水样,分别投加阳离子、非离子、阴离子型PAM进行药剂筛选实验,实验结果以上清液CODCr去除率作为判断依据,其结果如图4所示。

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  由图4可知:在三种类型PAM中,阳离子型PAM效果较佳,投加浓度约1mg/L时,CODCr去除率可达66.4%。阳离子PAM对废水中的乳化油起到了电荷中和及压缩双电层的左右,促使乳化油滴进一步破乳析出,而且有机助凝剂有很长的分子链,能在经凝聚作用形成的胶体颗粒间进行桥架,形成大而坚实的絮体。

  2.3 絮凝剂与助凝剂复合实验

  取乳化液试验水样,分别投加不同浓度PAFC搅拌后,投加1mg/L阳离子型PAM,然后经过简易气浮装置,模仿现场实际运行情况,取气浮后出水测CODCr含量,实验结果以出水CODCr去除率作为判断依据,其结果如图5所示。

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  由图5可知:当PAFC投加量300mg/L效果较佳,CODCr去除率可达99.1%。根据乳化液出水水质要求,实际运行过程中并不需要控制到最高CODCr去除率,以本实验水样为例,只需CODCr去除率大于93.4%,就满足生产运行需求,因此最佳PAFC投加量为200mg/L。

  3、现场试验

  3.1 根据小试试验结果确定药剂种类及投加量

  通过小试试验结果,确定该工艺流程如图2所示,破乳罐出水将pH值调制7~9,投加PAFC约200mg/L,阳离子型PAM约1mg/L。

  3.2 工艺设备参数

  在现场试验过程中,具体运行设备参数见表2。

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  3.3 现场试验结果

  根据小试实验结果及现场人工投加药剂试验,确定图2工艺流程满足乳化液废水处理要求,因此对现场加药管线进行改进工作,增设液碱、PAFC、PAM投加管线,改进完成后,进入试运行阶段,试运行期限为一个月,试验结果见表3。

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  由表3可知,在为期一个月的试运行阶段,由于来水水质不同,根据出水效果,调节PAFC和PAM的投加量,其中PAFC投加量较低50mg/L,最高600mg/L,阳离子型PAM投加量较低0.4mg/L,最高2.2mg/L,系统出水CODCr去除率平均可达93.7%,且出水中油和SS含量也满足系统出水指标要求,可直接排入稀碱油废水系统进行二次处理。因此此次工艺优化*解决了超滤污堵严重导致系统无法正常运行的问题,确保了乳化液系统的正常运行。

  4、结论

  (1)将原乳化液废水处理工艺由“调节池加温去除上层浮油+破乳+气浮+不锈钢超滤",优化为“调节池加温加酸破乳去除上层浮油+中和混凝+气浮"工艺是可行的,经优化后系统出水CODCr去除率平均可达93.7%。

  (2)经现场试验表明:使用PAFC和阳离子型PAM处理乳化液废水可提高CODCr去除率,投加量根据来水情况不同,需现场调节,其中PAFC投加量较低50mg/L,最高600mg/L,PAM投加量较低0.4mg/L,最高2.2mg/L。

  (3)经系统工艺优化后,气浮池出水水质稳定且可直接排入稀碱油废水系统进行二次处理,*解决了乳化液系统由于超滤污堵严重造成系统无法正常运行的问题。


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