專利名稱：高濃度乳化油廢水的沸石預處理工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種廢水處理工藝，具體的說是一種冶金行業(yè)軋鋼廠高濃度乳化油廢 水的采用沸石預處理的工藝。
背景技術：
在鋼鐵行業(yè)，為了消除帶鋼冷軋產(chǎn)生的變形熱，冷軋生產(chǎn)大多使用乳化液作潤滑或冷卻劑，乳化油濃度高，主要由2000mg/L以上的礦物油或植物油、乳化劑和水組成，乳化 油在污水中呈乳濁狀，油滴粒徑一般為0. 1 25 μ m，油滴外表包裹一層帶負電荷的水化 膜，在水中表面活性劑作用下乳化物呈穩(wěn)定狀態(tài)，油粒長期保持穩(wěn)定，難以用機械的方法分 離。軋鋼廠乳化油廢水的主要特點是①有機物含量高，通常為CODttIOOOO 25000mg/L ； ②化學成分復雜，主要成分有油性添加劑、防銹添加劑、助溶添加劑和乳化劑等，③含油分 含量高，在2000mg/L以上，若不妥善處理，勢必對環(huán)境造成嚴重污染，致使水體COD升高，魚 類等水生生物難以生存乃至死亡。因此中國鋼鐵行業(yè)的帶鋼冷軋系統(tǒng)，乳化油廢水的處理 一直是一個行業(yè)性難題。目前對乳化油廢水的處理主要包括物理化學法、超濾膜過濾法和生物法。這三類 方法各有缺點(1)物理化學法是通過改變條件或添加藥劑使乳化液脫穩(wěn)，從而達到破乳 除油的效果，通常包括加酸加熱法和化學藥劑破乳法。該法優(yōu)點是投資省、處理效果好，但 是處理過程參數(shù)的保證比較困難，另外，處理過程中往往需要加入各種化學添加劑(如各 種絮凝劑)，會產(chǎn)生大量的化學污泥，這樣，就造成了破乳去油的同時帶來新的環(huán)境污染問 題。(2)超濾法屬于膜分離法，是依靠膜和壓力來達到分離效果的，去油效果好，但其缺點是 設備投資費用高，運行過程維護復雜，難以推廣普及應用。(3)利用生物法除油，由于乳化油 的特殊狀態(tài)，直接使用生物法進行處理存在較大問題，因而，生物法通常是與其他方法相結 合使用，如化學破乳后或超濾后再進行生物處理。冷軋乳化油經(jīng)過前面的物理化學方法大 幅度降低油含量和CODtt濃度后，具有較好的生物降解性，在后續(xù)的厭氧或好氧處理中，其 中的有機物可以被生物活性菌種有效利用，實現(xiàn)污染物的進一步降低和廢水的達標排放。 物理化學_生物相結合的方法目前是國內(nèi)用的最多的一種乳化液處理工藝，但如前所述， 作為預處理工藝的物理化學法同樣存在嚴重二次污染的問題。因此乳化油廢水的處理一直是專家學者研究的課題，又如《環(huán)境保護》1996年02 期公開了名為“沸石除油性能初探”的論文中介紹了使用天然沸石代替活性碳對低濃度含 油廢水(油分含量小于2%)的吸附處理。它是采利用天然沸石的多孔結構和大比表面積 特征，利用吸附原理對廢水中的低濃度油類物質進行吸附去除，這種除油方式存在以下問 題1，因為是利用吸附原理去除低濃度的乳化油廢水時，由于沸石的吸附容量有限，飽和后 則必需立即更換沸石，經(jīng)常批量更換沸石會造成操作成本的增加，更換下來的廢棄沸石會 形成堆積物，其后期處理或再生又是一個技術難題，導致處理成本高。2，對于前述的高濃度 乳化油廢水，若采用吸附原理處理則很快就會達到吸附飽和，除油效果差，在實際處理大量 高濃度乳化油廢水時難以實施，因此目前沸石處理乳化油廢水只處于理論分析和實驗室階段，難以實際應用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決上述技術問題，提供一種工藝簡單、投資及運行成本低、操作簡單、除油效率高、安全且無二次污染的高濃度乳化油廢水的沸石預處理工藝。本發(fā)明技術方案包括先將調節(jié)池中的高濃度乳化油廢水溫度調節(jié)到0-70°C，pH 到0. 5-2，然后將乳化油廢水送入填充有人工沸石顆粒的裝置，人工沸石粒徑為10-50目， 填充量為2-10kg/m3水，廢水停留時間為0. 5-2小時，最后出水進入后續(xù)處理單元。所述調節(jié)高濃度乳化油廢水溫度是通過向調節(jié)池中通入蒸汽加熱的方法調節(jié)，pH 值是通過加入濃硫酸的方法調節(jié)，濃硫酸可減輕對后續(xù)設備的腐蝕作用。所述人工沸石粒徑為30-50目，填空量為5-10kg/m3水，乳化油廢水停留時間為 0. 5-2小時。破乳除油后的酸性廢水加堿調節(jié)pH到6-9之間自動發(fā)生混凝沉淀進一步去除有 機污染物，然后出水再進入后續(xù)處理單元。所述PH值調節(jié)可根據(jù)需要選擇，優(yōu)選采用氫氧 化鈉調節(jié)PH值。所述后續(xù)處理單元為生物處理單元。所述填充有人工沸石顆粒裝置內(nèi)的人工沸石因處理高濃度乳化油廢水被部分消 耗后，可通過向裝置內(nèi)補充人工沸石顆粒以保證裝置內(nèi)人工沸石的填充量要求。本發(fā)明所述沸石由于需在酸性條件下具有一定的溶解性，最好為人工沸石，人工 沸石是粉煤灰與氫氧化鈉水溶液在95°c下活化反應得到物質，可在市場上購得。本發(fā)明所述高濃度乳化油廢水，是指油和表面活性劑共存形成的乳狀液體，油含 量在2000mg/L以上，甚至達到5000mg/L以上，C0D&濃度在10000mg/L以上，甚至可高達 100 萬 mg/L。所述填充有人工沸石顆粒的裝置可以為水槽或罐裝結構的裝置，可用于填充人工 沸石以及通入乳化油廢水。發(fā)明人經(jīng)多年研究發(fā)現(xiàn)人工沸石材料中的無機礦物質在低pH條件下會溶解出 來，在多孔材料人工沸石的存在下與高濃度乳化油廢水中的表面活性劑和油類物質發(fā)生反 應，使其脫穩(wěn)從而達到破乳的效果，利用該原理處理高濃度乳化油廢水效果好。進一步的，經(jīng)人工沸石處理過的酸性廢水為滿足出水要求調節(jié)PH至6-9時，由于 其酸性條件的變化，可自動發(fā)生混凝沉淀，進一步去除有機物和油分，特別是CODtt含量。有益效果1，本發(fā)明預處理工藝破乳除油效果好，特別適用于處理高濃度乳化油，處理后的 乳化油廢水的油含量可降到100mg/L以下，C0D&降低到2000mg/L以下，完全能滿足后續(xù)生 物處理單元的進水要求，有效保證最終高濃度乳化油廢水的達標排放，在促進企業(yè)的節(jié)能 減排和可持續(xù)發(fā)展方面具有重要意義。2，本發(fā)明工藝設備極為簡單、沸石原料易得，，操作簡便，與目前冷軋鋼廠普遍采 用的超濾除油工藝相比，投資成本和運行成本可降低三分之二左右，無需添加任何化學添 加劑，不對環(huán)境造成任何二次污染。3，本發(fā)明改變了目前沸石除油的慣常認識，并非利用沸石的吸原理，而是研究發(fā)現(xiàn)了沸石的消耗原理，即在低PH條件下使人工沸石部分溶解后與高濃度乳化油廢水中的 表面活性劑和油類物質發(fā)生反應，以消耗人工沸石的原理除油，因此只需補充消耗的沸石， 而無需經(jīng)常更換沸石，省時省力，操作簡便，也不會存在吸附飽和后沸石的后期處理問題， 進一步大幅降低了運行及維護成本。4，本發(fā)明方法特別適用于處理來自軋鋼廠的高濃度乳化油廢水，對于含油和C0D&高的其他行業(yè)如機械業(yè)切削液乳化油和醫(yī)藥乳化液廢水也同樣適用。
具體實施例下面以來自軋鋼廠和醫(yī)藥注射液的乳化液為例，進一步具體闡述本發(fā)明實施方法。實施例1 將冷軋乳化液廢水送入調節(jié)池，通入蒸汽調節(jié)溫度至60°C，加入濃硫酸調節(jié)pH為 1，然后將冷軋乳化液送入人工沸石罐(人工沸石粒徑為30目，填充量為5kg/m3水)，間歇 攪拌繼續(xù)反應1小時后，出現(xiàn)明顯的破乳現(xiàn)象，廢水表層出現(xiàn)大量浮渣，水體狀態(tài)由最初的 乳白色乳化態(tài)轉化為清澈的透明態(tài)。繼續(xù)向撇除浮油的酸性廢中加入氫氧化鈉調節(jié)PH到 7-8，立即出現(xiàn)明顯的絮凝沉淀，水質狀況明顯好轉，反應結束后過濾出水。監(jiān)測結果表明， 乳化油廢水中初始油分和C0D&濃度分別為5010mg/L和56000mg/L，預處理后分別降低到 48mg/L和1340mg/L，完全滿足后續(xù)生物處理單元的進水要求。當系統(tǒng)運行一段時間后，通 過向人工沸石罐中添加人工沸石顆料以補充被耗消掉的人工沸石，滿足沸石的填充要求。實施例2，將將初始pH為7醫(yī)藥注射用乳化液廢水送入調節(jié)池，控制乳化液廢水溫 度0-70°C，加入濃硫酸調節(jié)pH為0. 5-2，送入人工沸石罐(人工沸石粒徑為10-50目，填充 量為2-10kg/m3水)，間歇攪拌繼續(xù)反應0. 5-2小時后，出現(xiàn)明顯的破乳現(xiàn)象，廢水表層出現(xiàn) 大量浮渣，水體狀態(tài)由最初的乳白色乳化態(tài)轉化為清澈的透明態(tài)，然后加入氫氧化鈉調節(jié) PH到6-9，立即出現(xiàn)明顯的絮凝沉淀，水質狀況明顯好轉，反應結束后過濾出水。監(jiān)測結果 表明，廢水C0D&和油濃度由50000mg/L和5000mg/L降低到了 1000mg/L和30mg/L。對比實施例1 將與實施例2相同的初始pH為7的醫(yī)藥注射用乳化液廢水送入 調節(jié)池，控制乳化液廢水溫度0-70°C，不調節(jié)pH，送入人工沸石罐(人工沸石粒徑為10-50 目，填充量為2-10kg/m3水)，間歇攪拌繼續(xù)反應0. 5-2小時后，觀察不到任何破乳現(xiàn)象，監(jiān) 測結果表明，廢水C0D&濃度仍在50000mg/L左右，說明簡單的沸石吸附對高濃度乳化液不 會產(chǎn)生處理效果。對比實施例2 將將與實施例2相同的醫(yī)藥注射用乳化液廢水送入調節(jié)池，控制乳 化液廢水溫度0-70°C，加入濃硫酸調節(jié)pH為0. 5-2，但不與沸石混合，間歇攪拌繼續(xù)反應 0. 5-2小時后，觀察不到任何破乳現(xiàn)象，監(jiān)測結果表明，廢水0 &濃度仍在50000mg/L左右， 說明簡單的加酸加熱對高濃度乳化液基本沒有處理效果。
權利要求
一種高濃度乳化油廢水的沸石預處理工藝，其特征在于，包括先將調節(jié)池中的高濃度乳化油廢水溫度調節(jié)到0-70℃，pH到0.5-2，然后將高濃度乳化油廢水送入填充有沸石顆粒的裝置，人工沸石粒徑為10-50目，填充量為2-10kg/m3水，廢水停留時間為0.5-2小時，最后出水進入后續(xù)處理單元。
2.如權利要求1所述的高濃度乳化油廢水的沸石預處理工藝，其特征在于，所述沸石 為人工沸石。
3.如權利要求1所述的高濃度乳化油廢水的沸石預處理工藝，其特征在于，所述調節(jié) 高濃度乳化油廢水溫度是通過向調節(jié)池中通入蒸汽加熱的方法調節(jié)，PH值是通過加入濃硫 酸的方法調節(jié)。
4.如權利要求1或2或3所述的高濃度乳化油廢水的沸石預處理工藝，其特征在于，所 述沸石粒徑為30-50目，填空量為5-10kg/m3水，廢水停留時間為0. 5-2小時。
5.如權利要求1或2或3所述的高濃度乳化油廢水的沸石預處理工藝，其特征在于，經(jīng) 沸石除油后的酸性廢水調節(jié)PH到6-9之間自動發(fā)生混凝沉淀，進一步去除有機物，然后再 進入后續(xù)處理單元。
6.如權利要求1或4所述的高濃度乳化油廢水的沸石預處理工藝，其特征在于，所述后 續(xù)處理單元為生物處理單元。
7.如權利要求1或2或3所述的高濃度乳化油廢水的沸石預處理工藝，其特征在于，所 述填充有沸石顆粒裝置內(nèi)的沸石因處理高濃度乳化油廢水被部分溶解消耗后，可通過向裝 置內(nèi)補充沸石顆粒以保證裝置內(nèi)沸石的填充量要求。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高濃度乳化油廢水的沸石預處理工藝，解決了現(xiàn)有乳化油廢水處理工藝復雜、運行成本高、容易造成二次污染、處理乳化油效果差的問題，技術方案包括先將調節(jié)池中的高濃度乳化油廢水溫度調節(jié)到0-70℃，pH到0.5-2，然后將高濃度乳化油廢水送入填充有沸石顆粒的裝置，人工沸石粒徑為10-50目，填充量為2-10kg/m3水，廢水停留時間為0.5-2小時，最后出水進入后續(xù)處理單元。本發(fā)明工藝簡單，投資及運行成本低、操作簡單、無任何化學添加劑、無二次污染，預處理后的乳化油廢水的油含量可降到100mg/L以下，CODCr降低到2000mg/L以下，完全能滿足后續(xù)生物處理單元的進水要求。
文檔編號C02F1/02GK101830593SQ201010177898
公開日2010年9月15日 申請日期2010年5月14日 優(yōu)先權日2010年5月14日
發(fā)明者吳高宏, 吳高明, 袁松虎 申請人:武漢悟拓科技有限公司