乳化液廢水處理系統工藝優化試驗范文

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【摘要】為解決某鋼廠乳化液廢水處理系統超濾污堵嚴重的問題，探索工藝優化試驗研究。通過小試實驗結果確定工藝參數：調節池內乳化液加溫加酸破乳后，投加液堿控制pH值于7~9，選擇PAFC作為絮凝劑，投加濃度200mg/L，選擇陽離子型PAM為助凝劑，投加濃度1mg/L。經現場試運行表明：通過調節PAFC和PAM的投加濃度，乳化液系統氣浮出水CODCr去除率達93.7%，氣浮出水可直接排入稀堿油廢水系統進行二次處理，徹底解決了超濾污堵造成乳化液系統無法正常運行的問題。

【關鍵詞】乳化液；破乳；混凝；氣浮；超濾

前言

某鋼廠冷軋乳化液廢水設計處理量20m3/h，來水CODCr10000~40000mg/L，油含量1000~5000mg/L，具有乳化程度高，化學性質穩定，化學成分復雜，油類等有機污染物濃度高，可生化性差等特點。為滿足生產需求，需對廢乳化液進行預處理工作，處理后出水并入稀堿油廢水系統進行生化處理，最終經超濾反滲透處理后回用。該乳化液廢水處理系統原工藝為“調節池加溫去除上層浮油+破乳+氣浮+不銹鋼超濾”，在處理過程中由于來水水質不穩定，破乳時間短效果差，油水相不能有效分離，氣浮效果差，導致超濾膜污堵嚴重。超濾每運行24h就必須進行化學清洗，且清洗周期需24h以上，導致乳化液系統無法正常運行。為了增強破乳及氣浮效果，減輕超濾膜污堵情況，筆者對該系統工藝進行優化試驗研究。優化工藝為“調節池加溫加酸破乳去除上層浮油+中和混凝+氣浮”，經過試驗，破乳及氣浮效果得到有效改善，氣浮后出水已經滿足乳化液系統出水水質要求，可直接并入稀堿油廢水處理系統進行二次處理，因此在原工藝基礎上取消了超濾步驟，從而減少了超濾維護清洗、更換及運行費用。本試驗探討工藝優化對乳化液廢水系統的影響，新工藝藥劑選型及藥劑投加量的確定。

1系統水質要求及工藝優化情況

1.1水質要求見表1

1.1.1運行情況乳化液廢水處理系統設計提升量為20m3/h，來水主要污染物指標：來水CODCr10000~40000mg/L，油含量1500~5000mg/L，由于破乳及氣浮效果差，不銹鋼超濾進水CODCr在5000~30000mg/L，油含量1000~5000mg/L，造成不銹鋼超濾膜污堵嚴重，導致系統無法正常運行。

1.2工藝改進情況

1.2.1原工藝流程圖由圖1可以看出，該工藝流程將調節池加溫至65℃，通過刮油機回收上層浮油，破乳罐投加硫酸控制pH值進行破乳，破乳完成后自流進氣浮池內，用氣浮法去除水中懸浮的油粒及其他污染物，氣浮池出水經紙帶過濾機去除雜質，自流進超濾循環箱內，最后經不銹鋼超濾膜過濾后排入稀堿油廢水處理系統進行二次處理。在運行過程中，破乳效果不明顯，氣浮池CODCr去除率僅50%左右，不銹鋼超濾膜污堵嚴重，不銹鋼超濾膜每運行24h需化學清洗24~48h，清洗費用及清洗頻次高，且很難徹底清洗干凈，導致系統無法正常運行。

1.2.2優化后工藝流程圖由圖2可以看出，該工藝流程將調節池加溫至65℃，并投加硫酸控制pH值進行破乳，通過打回流操作，使硫酸與廢乳化液充分反應，增強破乳效果，上層浮油通過刮油機進行回收，破乳罐前端投加液堿調節pH值至7~9，破乳罐出口處投加PAFC混凝劑，氣浮池前端投加助凝劑PAM，通過氣浮法去除水中懸浮的油粒及礬花等雜質，氣浮池出水可直接排入稀堿油廢水系統進行二次處理。經優化后，氣浮效果得到明顯提升，CODCr去除率達93.7%，出水CODCr小于2000mg/L，油含量小于200mg/L，可直接并入稀堿油廢水系統，因此取消原工藝中超濾步驟，同時確保了乳化液系統的正常運行。

2優化試驗研究藥劑選擇

2.1絮凝劑的選擇

試驗選取乳化液調節池內經硫酸破乳并加熱至65℃后原水，試驗前使用液堿進行中和處理，試驗水樣：CODCr含量30346mg/L，pH值為7.8（以下簡稱乳化液試驗水樣）。分別投加硫酸鋁、PAC、PAFC作為絮凝劑進行藥劑篩選實驗，實驗結果以上清液CODCr去除率作為判斷依據，其結果如圖3所示。由圖3可知：在三種絮凝劑中，PAFC效果最佳，投加濃度約250mg/L時，CODCr去除率可達78.9%，且絮團形成速度較快，沉淀時間短，沉淀效果明顯由于其他兩種絮凝劑。

2.2助凝劑的選擇

取乳化液試驗水樣，分別投加陽離子、非離子、陰離子型PAM進行藥劑篩選實驗，實驗結果以上清液CODCr去除率作為判斷依據，其結果如圖4所示。由圖4可知：在三種類型PAM中，陽離子型PAM效果最佳，投加濃度約1mg/L時，CODCr去除率可達66.4%。陽離子PAM對廢水中的乳化油起到了電荷中和及壓縮雙電層的左右，促使乳化油滴進一步破乳析出，而且有機助凝劑有很長的分子鏈，能在經凝聚作用形成的膠體顆粒間進行橋架，形成大而堅實的絮體。

2.3絮凝劑與助凝劑復合實驗

取乳化液試驗水樣，分別投加不同濃度PAFC攪拌后，投加1mg/L陽離子型PAM，然后經過簡易氣浮裝置，模仿現場實際運行情況，取氣浮后出水測CODCr含量，實驗結果以出水CODCr去除率作為判斷依據，其結果如圖5所示。由圖5可知：當PAFC投加量300mg/L效果最佳，CODCr去除率可達99.1%。根據乳化液出水水質要求，實際運行過程中并不需要控制到最高CODCr去除率，以本實驗水樣為例，只需CODCr去除率大于93.4%，就滿足生產運行需求，因此最佳PAFC投加量為200mg/L。

3現場試驗

3.1根據小試試驗結果確定藥劑種類及投加量通過小試試驗結果，確定該工藝流程如圖2所示，破乳罐出水將pH值調制7~9，投加PAFC約200mg/L，陽離子型PAM約1mg/L。

3.2工藝設備參數

在現場試驗過程中，具體運行設備參數見表2。

3.3現場試驗結果

根據小試實驗結果及現場人工投加藥劑試驗，確定圖2工藝流程滿足乳化液廢水處理要求，因此對現場加藥管線進行改進工作，增設液堿、PAFC、PAM投加管線，改進完成后，進入試運行階段，試運行期限為一個月，試驗結果見表3。由表3可知，在為期一個月的試運行階段，由于來水水質不同，根據出水效果，調節PAFC和PAM的投加量，其中PAFC投加量最低50mg/L，最高600mg/L，陽離子型PAM投加量最低0.4mg/L，最高2.2mg/L，系統出水CODCr去除率平均可達93.7%，且出水中油和SS含量也滿足系統出水指標要求，可直接排入稀堿油廢水系統進行二次處理。因此此次工藝優化徹底解決了超濾污堵嚴重導致系統無法正常運行的問題，確保了乳化液系統的正常運行。

4結論

(1)將原乳化液廢水處理工藝由“調節池加溫去除上層浮油+破乳+氣浮+不銹鋼超濾”，優化為“調節池加溫加酸破乳去除上層浮油+中和混凝+氣浮”工藝是可行的，經優化后系統出水CODCr去除率平均可達93.7%。(2)經現場試驗表明：使用PAFC和陽離子型PAM處理乳化液廢水可提高CODCr去除率，投加量根據來水情況不同，需現場調節，其中PAFC投加量最低50mg/L，最高600mg/L，PAM投加量最低0.4mg/L，最高2.2mg/L。(3)經系統工藝優化后，氣浮池出水水質穩定且可直接排入稀堿油廢水系統進行二次處理，徹底解決了乳化液系統由于超濾污堵嚴重造成系統無法正常運行的問題。

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作者：王明 石斌 倪書林 王亞翰 單位：江蘇精科霞峰環保科技有限公司