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工业污水处理设备除油方案研究
时间:2020-08-23 点击次数:26



1、污水除油的必要性
工业污水处理设备随着经济发展跟人们生活水平的进步,城市污水的水质也在产生着变更,污水中动动物油及矿物油等油类物质逐步增多。占领关资料报道,到2000年,我国已建成并投入运行的城市污水处理厂约180座,设计处理才干达到1050×104m3 /d,其中二级生化处理才干约750×10 4m3 /d,这些污水处理厂大多存在着油类物质的沾染问题[1];尤其是一些中小城镇的污水处理厂,因为其水量较小,水质稳定较大,在用水顶峰期,大量餐饮污水进入处理厂,对污水处理厂的畸形运行产生重大影响。
以西南科技大学污水处理厂为例,该厂占地20亩,日处理才干1×104m3/d,服务人口30000人左右,采取改进型三沟式氧化沟工艺。该污水处理厂在设计进程中不考虑进水中的油类物质,但自2003年5月运行以来,发明进水中油类物质逐步增多,尤其是学校老师公寓跟两个学生食堂竣工当前,其状况更加重大。在从前的三年间,每到冬季,油类物质笼罩全部氧化沟名义,重大影响了氧化沟的充氧效力跟出水水质状况,对进水中油类物质的测定发明其含量在86mg/L~420mg/L之间,其中夏季进水中油的均匀含量为120mg/L,冬季为210mg/L。
2 污水的除油方法剖析
目前,国内外对含油污水治理的研究方法重要有以下三类:化学处理法、物理处理法跟生化处理法。化学处理法重要包含化学混凝法、化学积淀法、催化氧化法及各种方法的结合应用;物理处理法包含离心分别法、过滤跟超过滤法、廓清法跟气浮法;生化法包含生物接触氧化法、生物转盘法、活性污泥法等[2]。

2.1 化学处理法
化学处理法重要指投加一定的化学物质,使其与水中的油类物质产生絮凝、积淀或催化氧化等反应,达到将油类物质从水中去除的目标。目前,在污水的除油进程中,化学法的研究重要集中在新型的絮凝剂的开发方面[3~8]。絮凝剂重要包含无机跟有机絮凝剂,在无机絮凝剂方面,大庆石化总厂炼油厂曾对铁盐在炼油污水处理中的利用进行了研究[3],认为在浮选投加复合聚合铝铁,在浮选除油的同时还存在除硫作用。有机絮凝剂重要包含非离子、阴离子、阳离子、两性离子有机聚合物等类型,因为分子量大,吸附悬浮物及胶质才干强,形成的絮体尺寸大,沉降快,用量少,且产生的污泥量少,易脱水,对处理水不产生负面影响,近年来备受青眼。在其利用方面,已经批量生产的重要是聚丙烯酰胺(PAM)、聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDMDAAC)跟曼尼期反应的阳离子聚丙烯酰胺。在对有机絮凝剂的研究方面,唐善法等人利用丙稀酰胺与二甲基二烯丙基氯化铵、烷基二甲基烯丙基氯化铵进行多元共聚对聚丙烯酰胺进行阳离子化跟疏水改性而合成的JH系列絮凝剂存在良好的絮凝除浊、破乳除油跟去除有机物的才干[4];段宏伟等人利用改性环乙环丙阳离子聚醚等合成的RD-1反相破乳剂对污水中油类的去除存在较好的后果[5];除此之外,还有对二硫代氨基甲酸盐等絮凝剂的研究[6~8]。
近多少年,污水除油方法在能量化学范畴也有研究[9~12],如磁化学技巧的研究[9~11],废水中的浮油或疏散油可利用被服油膜磁粉法跟油层悬浮磁粉过滤法来处理。前者是用一些化学物质对磁性颗粒进行名义处理,使其名义被服一层亲油跟疏水性物质的薄膜,磁种吸附油后,用磁场回收磁种即可除油;后者是利用吸附油膜的磁粉,或吸附油的磁种层来过滤油,通过磁场来固定滤层,为增加滤层与污水中油珠的碰撞,可利用交变磁场。另外,在电化学方面[11,12],可应用直接电解、间接电解、电化学吸附与脱附等方法对污水进行除油。
2.2 物理处理法
物理处理法是污水除油体系中利用最多的一类方法,其中心理维是采取物理的方法达到油水的分别。在污水的除油进程中,物理法的研究重要集中在油水分别器的研究开发,其中包含浮选技巧及浮选器、旋流技巧及旋流器、膜技巧及膜器等方面。
2.2.1 浮选技巧
浮选沾染技巧是国内外正在深刻研究与一直推广的一种水处理新技巧[13~15]。浮选除油就是在水中通入空气或其它气体产生微细气泡,使水中的一些渺小悬浮油珠及固体颗粒附着在气泡上,随气泡一起上浮到水面形成浮渣,从而实现固、液分别的一种新的除油方法。依据在于水中形成气泡的方法跟气泡大小的差别,浮选处理法大体上可分为四大类,即溶气浮选法、引诱浮选法、电解浮选法跟化学浮选法,其具体分类及每种方法的优毛病如表1所示。
依附物质之间的化学反应,产生渺吝啬泡(生成CO2,O2)。
设备投资低、气泡量易于把持、尤实用于悬浮物含量高的污水
污泥量增加、劳动强度大。
2.2.2 旋流技巧
水力旋流器是利用油水的密度差,在液流高度旋转时受到不等离心力的作用而实现油水分别的。含油污水切向进入圆筒涡旋段,并沿旋流管轴向螺旋态流动。在同心缩径段,因为圆锥截面的紧缩,使流体增速,并促使已形成的螺旋流态向前流动,因为油跟水的密度差,使水沿着管壁旋转,而油珠移向中心。流体进入细锥段,截面一直缩小,流速连续增大,小油珠连续移到中心汇成油芯。流体进入平行尾段,因为流体恒速流动,对上段产生一定的回压,使低压油芯向溢流口排出,而水则从净水出口排出。其工作原理见图1。
图1  水力旋流器的工作原理示用意
国外水力旋流除油研究始于1967年,经过多年的科学研究跟工程利用,现已进入重大技巧发展阶段。目前,美国 Conoco公司、Krebs公司、Kvanemer公司、Mpe公司、Amoco公司,澳大利亚 BWN Vortoil 公司,瑞典 ALFALAVAL公司都开端生产油水旋流分别器。国内很多研究单位跟企业也先后发展了水力旋流器的研制工作,如西安交通大学、西南石油学院、四川大学、大庆石油学院、大连理工大学、江汉石油机械研究所、河南石油勘察局设计院、胜利油田设计院、大港油田设计院、江都环保器材厂、沈阳新阳机器制造厂等单位[16~22]。
2.2.3 膜技巧
膜处理技巧是最近崛起的一项污水除油的新技巧[22,23],其中心理维是利用半透膜作抉择妨碍层,容许某些组分透过而保存混淆物中的其余组分从而达到分别目标的技巧总称。它存在设备简单、操作便利、无相变、无化学变更、处理效力高跟节能等优点,已作为一种单元操作在污水除油进程中日益受到人们的器重。
在膜技巧的研究利用方面,天津天膜技巧工程公司曾采取中空纤维超滤膜对含油污水进行处理研究[23],表明中空纤维超滤膜用于处理经过预处理的含油量较低的污水较为幻想,而对未经过处理的含油量高的污水除油除浊后果较好;中国计量科学研究院利用一种破乳功能膜处理含油污水,获得较好后果[24]。但在膜技巧利用中,都不同水平的存在膜的荡涤问题。
2.3 生化处理法
生化处理是利用水中的微生物处理污水中的有机沾染物的一种工艺,现有的污水处理厂的生物处理单元,对污水中的油类物质有局部去除效力,但去除率较低。目前生物技巧在污水除油中的利用重要集中在筛选优化、培养跟驯化嗜油微生物菌种。新疆环境监测中心通过利用餐饮服务业的含油污水培养筛选出28株存在较强除油才干的菌种进行研究,发明将其回接污水后,均匀除油率达68%,其优选菌种回接污水24h后的除油率达90 %,而同批污水天然寄存10d后的除油率仅为29%。采取选培精良菌种集中疾速处理,可能明显进步此类污水的处理效力[25]。
3 除油计划探讨
针对西科大污水厂的油类物质,2003年~2005年冬季咱们曾采取水力冲刷氧化沟名义跟在沉砂池前投加石灰的方法进行实验。水力冲刷诚然可能临时使氧化沟名义的油类物质吸附在污泥名义积淀下来,但在下一个运行阶段油类物质会从新充斥池面;沉砂池前投加石灰可能减少氧化沟中的油污,但石灰同时会对局部微生物产生抑止,其产生的积淀物质在沉砂池中很难积淀下来,带到氧化沟后轻易堵塞沟中微孔曝气器,因此投加量受到限度,而其余的絮凝剂有存在价格偏高的问题。为了临时避免氧化沟的缺氧问题,咱们将氧化沟出水堰的挡板去掉,使淹没的油污随出水进入接触池,在接触池的起端清捞。可能说上述的办法并未达到幻想的除油目标。
在抉择除油计划时,咱们也考虑了水力旋流器等物理方法,但因为其细格栅跟沉砂池之间的空间限度以及昂贵的能耗用度跟分别出来的油类的去向等问题的困扰,故未能采取。
因为西科大污水厂的油类的来源较为单一,咱们考虑在两个学生食堂外的设置隔油池,分别出来的油污跟食堂的潲水一起集中处理;同时在污水厂氧化沟中培养驯化嗜油微生物,通过微生物技巧对其余的油类进行处理,从而达到节俭用度,进步除油效力的目标。
4 论断
4.1 污水处理厂除油的方法很多,目前在化学、物理及生化处理方法方面均有研究利用。
4.2 中小城镇的污水处理厂因为存在资金艰苦等因素,在设计进程中往往不考虑除油设施,而运行中油类的沾染又直接影响其处理后果,因此其除油办法的履行必须结合各厂的具体情况。污水处理成套设备除了对污水处理工艺进行改进、强化脱氮除磷功能外,污水处理厂的设备改造、过程控制、水力条件优化也不容忽视。业内人士提出,可以采用高效、无堵塞的水泵和变频设备,提高设备的效率,降低能耗和运行费用,减少设备检修率。
4.3 对油类物质来源比较单一的城镇污水处理厂,从源头治理睬起到简单、经济跟实用的后果。污水处理成套设备除了对污水处理工艺进行改进、强化脱氮除磷功能外,污水处理厂的设备改造、过程控制、水力条件优化也不容忽视。业内人士提出,可以采用高效、无堵塞的水泵和变频设备,提高设备的效率,降低能耗和运行费用,减少设备检修率。
4.4工业污水处理设备微生物技巧作为一种新兴的技巧,在污水除油范畴的研究利用正在一直深刻,筛选优化、培养跟驯化嗜油微生物菌种对中小型污水处理厂的除油存在节能、高效等优点。


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