CN101475272A - 冷轧钢厂含油废水的预处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种冷轧钢厂含油废水的预处理工艺，解决了现有冷轧钢厂含油废水预处理工艺存在的破乳效果差、投资高、能耗高、废油回收率低，同时还产生大量的废渣及处理后出水不达标的问题。通过酸化破乳油回收处理、再次破乳处理、絮凝处理和气浮分离，采用通入蒸气、酸化破乳实现废油的回收利用，提高废油回收率，降低能耗和投资、废渣量少，预处理后的废水各项指标可降低到二级处理的要求，大大减轻二级处理的负荷。
Description
技术领域
本发明涉及冶金行业废水处理工艺，具体地说是一种冷轧钢厂含油废水的预处理工艺。
背景技术
冷轧含油废水主要来自轧机机组、磨辊间和带钢脱脂机组、平整机组以及各机组的油库排水等，是钢铁行业最难处理的废水之一。含油废水根据油的形态及分离特性，可分为浮油、分散油、乳化油、溶解油和油二固体物。其中乳化油在污水中呈乳浊状，油滴粒径一般为0.1～25μm，油滴外表包裹一层带负电荷的水化膜，在水中表面活性剂作用下乳化物呈稳定状态，油粒长期保持稳定，难以用机械的方法分离。轧钢厂含油废水的主要特点是：①有机物含量高，通常为CODCr10000～25000mg/L；②化学成分复杂，主要成分有油性添加剂、防锈添加剂、助溶添加剂和乳化剂等，③含油分含量高，在1％～8％质量之间。武汉钢铁(集团)公司冷轧厂每年排出数万吨含油废水，污染强度极大。
含油废水处理最终都需要进行生化处理以保证出水水质，因而生化处理前面的预处理显得尤为重要。对于低乳化油含量的废水的预处理技术主要包括两类，(1)以超滤为代表的膜过滤技术，其中以陶瓷膜过滤加接触氧化法为核心的处理工艺目前应用最为普遍。采用该法处理含油废水的最大不足是处理后的出水水质不稳定，经常不达标，在国内各大钢铁企业的应用效果均不理想。其主要原因在于皂化度较高、分子链较长的乳化液含油废水会堵塞超滤膜表面，使超滤无法进行下去，因而对溶解性的COD无法去除。同时该法占地面积较大、投资很高。(2)以破乳为代表的化学预处理工艺，通常采用一次化学破乳加气浮处理，对于高浓度的冷轧含油废水处理效果也不理想，主要因为(1)该类含油废水的浓度过高，仅依靠通常使用的破乳剂(如聚铝等)进行一次破乳在此条件下无法达到理想的处理效果；(2)含油废水温度较低，一般低于60℃，会影响油分的析出。经过该预处理工艺的含油废水油含量最多降至30mg/L，CODCr最多降至2000mg/L，从而增加二级处理负荷，严重影响二级处理效果，直接导致废水排放不达标。
就钢铁行业冷轧含油废水而言，研究能够回收油类物质、高效破乳，并为二级废水处理***提供良好进水水质的预处理技术，对于保证冷轧含油废水处理后的稳定达标排放和钢铁行业节能减排目标的实现具有十分重要的意义。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述技术问题，提供一种投资成本低、能耗低、维护成本低、破乳效果好、二次污染小、废油回收率高并为生化二级废水处理***提供良好进水水质的冷轧钢厂含油废水的预处理工艺。
技术方案包括下述步骤：
(1)酸化破乳、油回收处理：将调节池中的含油废水加热到60℃-70℃，并调节pH在3.0-4.0之间，优选浓硝酸调节PH值，反应3-5小时，通过浮油收集装置收集浮在废水表层的油分；
(2)再次破乳处理：将经过油回收处理后的废水送入絮凝槽内，调节pH在7.0-8.5，加入破乳剂进行破乳处理；
(3)絮凝处理：向絮凝槽中废水投加絮凝剂进行絮凝反应；
(4)气浮分离：将絮凝处理后的废水送入气浮槽，通过微小气泡的上浮作用使絮凝产生的浮渣分离，气浮出水后即完成预处理工艺。
所述步骤(1)中调节池中的废水采用通入蒸汽加热。
所述步骤(2)使用氢氧化钠调节PH值。
所述步骤(2)中的破乳剂为聚合硫酸铁和聚合氯化铝的复合破乳剂，两者质量比8-12∶1，优选10∶1，加入废水中的浓度为400-800mg/L，搅拌反应10-30min。
所述步骤(4)中，在废水进入气浮槽前的管道中投加絮凝剂，加入废水中的浓度为1-2mg/L，通过投加微量絮凝剂加强絮凝反应，以便浮渣充分分离，强化气浮效果。
所述步骤(3)及步骤(4)中的絮凝剂为阴离子型聚丙烯酰胺，其中在步骤(3)中絮凝剂加入废水中的浓度为15-20mg/L，絮凝反应10-20分钟。
本发明采用了两次破乳，首先对含油废水加热的同时进行酸化破乳，再使用破乳剂再次进行破乳处理，对于高浓度的冷轧钢厂含油废水破乳效果特别好。通过大量研究发现，通过调节含油废水PH3.0-4.0之间进行反应，可使含油废水中的大部分油分(包括乳化油、浮油及分散油等)浮到表层，通过该步骤得到的油分是重要的工业原料，可以用于制备和提炼多种石化产品，在预处理降低废水污染程度保证后续二级处理效果的同时，并实现油分的资源化利用。经过酸化破乳、油回收处理后的废水中CODCr降到5000-10000mg/L，油含量可降至150mg/L。所述调酸可以采用硫酸、硝酸等酸性调节剂，但是考虑到减少预处理工艺及后续工艺相关设备大部分为钢铁材料，特别优选采用浓硝酸进行调节，它较其它酸性调节剂可减少设备的腐蚀，延长设备使用寿命。
所述浮油收集装置为现有各种可用于液面浮油收集的设备，如市场上销售的撇油机、滗油器、管式收油机、浮筒式钢带收油机等。
在步骤(2)中将经酸化破乳、油回收处理后的废水泵入絮凝槽中进一步进行二次破乳处理。由于经过一次酸化破乳、回收了大量油分，废水中油的含量下降，这里破乳剂可以选用目前常用的各种用于含油废水破乳剂，如聚合氯化铝、聚合硫酸铁、硫酸铝或其它破乳剂。但是出于对破乳效果最优的考虑，发明人经过多年摸索，选用了含有聚合硫酸铁和聚合氯化铝的复合破乳剂，其质量比为8-12∶1，优选为10∶1，每升废水中的浓度为400-800mg，搅拌反应10-30min。聚合硫酸铁和聚合氯化铝复合破乳剂是金属盐类化合物，加入乳化油废水中，其阳离子有去除乳化油界面存在的表面活性剂及抑制双电层的作用，使油滴经凝集、吸附而被去除。无机破乳剂破乳的特点是效果稳定、处理费用较低，结合气浮工艺，加入适量的铝盐有利于气浮的浮渣上浮。
在步骤(3)中絮凝剂也可以选用现有的如阳离子聚丙烯酞胺、聚丙烯睛，聚胺、聚醚、天然改性物等常用絮凝剂，优选阴离子聚丙烯酰胺(PAM)作为絮凝剂使用，实验证明其絮凝效果最好，每升废水中的浓度为15-20mg，絮凝反应10-20分钟。
在步骤(2)中对废水调节PH值时，可以选用目前常用的碱性调节剂，如碳酸氢钠、氧氧化钾、氢氧化钠等，特别优选氢氧化钠，主要是因为其调节废水PH值并进行反应时，废水中产生的废渣较少，能进一步减少废渣的二次污染。
最后经破乳和絮凝反应后的废水进入气浮槽进行固液分离处理，通过微小气泡的上浮作用使絮凝产生的浮渣分离，使废水中的油含量降低至10mg/L以下，CODCr降低至1000mg/L以下，最终出水进入后续处理单元。
本发明预处理工艺采用两次破乳，即酸化破乳回收油分及选用特殊的复合破乳剂进一步破乳，再进行絮凝处理和气浮分离，使高浓度冷轧含油废水经预处理后，油和COD浓度大大降低，油含量降低到10mg/L以下，CODCr降低到1000mg/L以下，废水各项指标降低到二级处理的要求。其投资成本低、能耗低、维护成本低、破乳效果好、废渣少、二次污染小，可以确保后续二级处理的高效稳定运行，减轻二级处理的负荷。并且废油回收率高，每处理1吨油份含量为7％的含油废水可回收油分约50公斤左右，收集的大量油分可以回收再利用，创造经济效益，在促进企业的节能减排和可持续发展方面具有重要意义，不仅适用于冷轧钢厂含油废水的预处理，也适用于其他行业机械切削液乳化液废水的预处理。
附图说明
图1为本发明工艺流程图。
其中1-调节池、2-气浮装置、3-泵、4-絮凝槽、5-汽浮槽、M表示电机。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步解释说明：
参照图1，冷轧钢厂含油废水的预处理工艺具体为下述步骤：
(1)油回收处理；向调节池1中通入蒸汽，加热含油废水温度至60℃-70℃，并加入浓硝酸(浓度30％质量以上)调节pH在3.0-4.0之间，反应3-5小时，通过浮油收集装置2(撇油机)收集浮在废水表层的油分；
(2)破乳处理：将经过油回收处理后的废水泵入絮凝槽4内，加入氢氧化钠调节pH在7.0-8.5，加入聚合硫酸铁和聚合氯化铝的复合破乳剂进行破乳处理，两者质量比8-12:1，加入废水中的浓度为400-800mg/L，搅拌反应10-30min。
(3)絮凝处理：投加絮凝剂为阴离子型聚丙烯酰胺进行絮凝反应，加入废水中的浓度为15-20mg/L，絮凝反应10-20分钟。
(4)气浮分离：将絮凝处理后的废水送入气浮槽5，并在进入气浮槽5前的管道中投加浓度为1-2mg/L的絮凝剂阴离子型聚丙烯酰胺，以强化气浮效果，通过微小气泡的上浮作用使絮凝产生的浮渣充分分离，气浮出水后即完成预处理工艺。
Claims (7)
1、一种冷轧钢厂含油废水的预处理工艺，其特征在于，包括下述步骤：
(1)酸化破乳、油回收处理：将调节池中的含油废水加热到60℃-70℃，并调节pH在3.0-4.0之间，反应3-5小时，通过浮油收集装置收集浮在废水表层的油分；
(2)再次破乳处理：将经过油回收处理后的废水送入絮凝槽内，调节pH在7.0-8.5，加入破乳剂进行破乳处理；
(3)絮凝处理：向絮凝槽中的废水投加絮凝剂进行絮凝反应；
(4)气浮分离：将絮凝处理后的废水送入气浮槽内，通过微小气泡的上浮作用使絮凝产生的浮渣分离，气浮出水后即完成预处理工艺。
2、如权利要求1所述的冷轧钢厂含油废水的预处理工艺，其特征在于，所述步骤(1)中采用浓硝酸调节pH值。
3、如权利要求1或2所述的冷轧钢厂含油废水的预处理工艺，其特征在于，所述步骤(1)中采用通入蒸汽的方式对调节池中的含油废水进行加热。
4、如权利要求1所述的冷轧钢厂含油废水的预处理工艺，其特征在于，所述步骤(2)采用氢氧化钠调节PH值。
5、如权利要求1或4所述的冷轧钢厂含油废水的预处理工艺，其特征在于，所述步骤(2)中的破乳剂为聚合硫酸铁和聚合氯化铝的复合破乳剂，两者质量比8-12∶1，加入废水中的浓度为400-800mg/L，搅拌反应10-30min。
6、如权利要求1所述的冷轧钢厂含油废水的预处理工艺，其特征在于，所述步骤(4)中，在废水进入气浮槽前的管道中投加浓度为1-2mg/L的絮凝剂。
7、如权利要求1或6所述的冷轧钢厂含油废水的预处理工艺，其特征在于，所述步骤(3)及步骤(4)中的絮凝剂为阴离子型聚丙烯酰胺，其中在步骤(3)中絮凝剂加入废水中的浓度为15-20mg/L，絮凝反应10-20分钟。
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