CN101786694A - 鲁奇炉煤制气废水的粗粒化除油方法 - Google Patents

Abstract

鲁奇炉煤制气废水的粗粒化除油方法，它涉及一种粗粒化除油方法。本发明解决了现有的除油方法存在的处理效果差、成本高、容易造成二次污染的问题。方法：一、向粗粒化装置内装填粗粒化填料；二、用泵将待处理的鲁奇炉煤制气废水输送到装有粗粒化填料的粗粒化装置中，粗粒化装置采用下部进水、上向流过滤，滤速为6~7m/h，粗粒化装置的水处理时间为20~40h，即实现了鲁奇炉煤制气废水的除油。本发明的方法处理效果好，成本低，在处理过程没有产生难处理的污泥，没有对处理水造成二次污染的现象。

Description

鲁奇炉煤制气废水的粗粒化除油方法

技术领域

本发明涉及一种粗粒化除油方法。

背景技术

煤化工行业的生产工艺流程多而且复杂，每个生产环节都会产生大量的、成分复杂的废水，其中以高浓度的煤气洗涤废水为主。废水中既有酚类化合物和苯类化合物等易降解有机物和砒咯、萘、呋喃、眯唑类等可降解类有机物，还含有砒啶、咔唑、联苯、三联苯等难降解有机物，同时含有氰化物、硫化物、氨氮等无机污染物，是一种典型的高浓度有毒有害、难生物降解的工业废水。

厌氧生物工艺因具有容积负荷高、剩余污泥少、动力消耗少和能降解很多好氧生物难以降解的有机物等优点成为煤化工废水治理技术的研究热点。然而，经过酚、氨回收处理后的煤制气废水中仍然含有一定的油类污染物，浓度可达100mg/l以上。废水中的油类污染物不仅会提高废水的COD，增加生物处理单元的负荷，而且在生物转化过程中油类污染物首先会被水解为长链脂肪酸。长链脂肪酸在较低浓度就可以对生物产生抑制作用，对污水的后续处理造成较大的影响。因此，需要在生化处理前将油类污染物从污水中去除。

目前，常用的除油方法有重力法、絮凝法、气浮法和电化学法等；⑴重力法是利用油水的密度差实现油水的分离。利用油的密度比水小的原理，经过一定时间的沉淀，粒径较大的可浮油和部分分散油在重力的作用下浮到水面，从水中分离出来。重力法适合除去水中的浮油。基于重力分离原理的油水分离装置种类繁多，主要有平板式、斜板式（平板、波纹板）和粗粒化式（分波纹对置型、列管及峰管）等。平板式隔油池已有很长的历史，池型最简单，操作方便，除油效率稳定，但占地面积大，受水流不均匀性影响，处理效果不好。斜板式油水分离装置是根据1904年汉逊等人提出的“浅池原理”对平板式隔油池改进，可大大提高除油效率。粗粒化式是将材料填充于粗粒化装置中，当含油废水通过填料层的时候，废水中的分散油发生附着或相互碰撞而凝聚成较大粒径的油珠，凝聚的油珠在重力作用下浮到水面而从废水中分离出来。对于粗粒化除油的机理，主要有附着聚结原理和油珠碰撞理论。附着聚结原理主要适用于亲油性的粗粒化材料。当污水流经装填有亲油性的粗粒化材料的装置时，微小粒径的油珠便在亲油性较强的粗粒化材料表面上附着，并不断地聚结增大，变成粒径较大的油珠，由于重力和水力冲动的作用，油珠从粗粒化材料表面脱落下来，使材料表面得到“更新”。只要保持一定的水力条件，微小油珠聚结为大油珠的粗粒化过程，便是不可逆转的。碰撞聚结则是油珠之间的能量转换过程。粗粒化材料作为填充物，无论是粒状、纤维状或其它胶结物，其间的空隙构成水流通道，犹如无数根直径很小而又互相连通的弯曲管道，当含油污水流经这些通道时，极大地增加油珠间的碰撞机会，运动中的油珠互相碰撞,聚合成粒径更大的油珠，大油珠在重力作用下上浮去除。该技术关键是粗粒化材料，材料的形状主要有纤维状和颗粒状。常用的亲水性材料是在聚酰胺、聚乙烯醇、维尼纶等纤维内引入酸基（磺酸基、磷酸基等）和盐类，亲油性材料主要有蜡状球、聚烯系或聚苯乙烯系球体或发泡体、聚氨酯发泡体等。无论是哪种材料都必须有足够的机械强度及耐油性，以保持其在一定温度下，在动态的含油污水中的物、化性质的稳定。

⑵絮凝法是处理含油废水的一种常用方法。其原理是借助混凝剂对胶体粒子的静电中和、吸附、架桥等作用使胶体粒子脱稳，在絮凝剂的作用下，发生絮凝沉淀以去除污水中的悬浮物和不溶性污染物。该方法效果好，但是占地大，药剂用量大，而且会产生大量难处理的污泥，容易造成二次污染。

⑶气浮法是将空气通入到含油废水中，形成水—气—粒三相混合体系，在气泡从水中析出的过程中，微小气泡成为载体，粘附了水中污染物，其密度远小于水而浮出水面。由于乳化油的稳定性，气浮前必须先采取脱稳、破乳措施。目前使用的气浮法包括加压气浮法、变压气浮法、叶轮气浮法和扩散板气浮法等。该方法效果好，工艺成熟，但设备和运行费用高，日常操作和维护要求严格。同时由于煤化工废水中含有一些具有生色和助色基团的物质，当采用空气气浮时，由于氧的引入会导致废水的颜色大大加深，对废水的达标排放造成很大的困难，该方法效果差。

⑷电化学法中最常用的方法是电絮凝法，其原理是使用可溶性阳极如金属铝或铁作牺牲电极,通过化学反应，产生微小气泡和金属氢氧化物，具有气浮和混凝的双重作用。电絮凝法具有处理效果好、占地面积小、操作简单、浮渣量相对较少等优点，但存在着阳极金属消耗量大、需要大量盐类作辅助药剂、耗电量高且运行费用较高等缺点。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的除油方法存在的处理效果差、成本高、容易造成二次污染的问题，而提供了鲁奇炉煤制气废水的粗粒化除油方法。

本发明鲁奇炉煤制气废水的粗粒化除油方法按照以下步骤进行：一、向粗粒化装置内装填粗粒化填料，其中，粗粒化填料为果壳，粗粒化装置中的填料层以卵石为承托层，果壳层厚度为粗粒化装置高度的0.4~0.8倍；二、用泵将待处理的鲁奇炉煤制气废水输送到装有粗粒化填料的粗粒化装置中，粗粒化装置采用下部进水、上向流过滤，滤速为6~7m/h，粗粒化装置的水处理时间为20~40min，即实现了鲁奇炉煤制气废水的除油。

本发明中油类污染物的粗粒化原理包括两个方面：附着聚结原理和油珠碰撞理论。附着聚结是指当含油污水流经装填有粗粒化材料的粗粒化装置时，微小粒径的油珠便在粗粒化材料表面上附着，并不断地聚结增大成为油膜。由于重力和水力冲动的作用，油膜从粗粒化材料表面脱落下来，变成粒径较大的油珠，使材料表面得到“更新”。只要保持一定的水力条件，微小油珠聚结为大油珠的粗粒化过程，便是不可逆转的。在小油珠的附着聚结的同时还发生了碰撞聚结。碰撞聚结是油珠之间的能量转换过程。装填在粗粒化装置中的果壳填料之间的空隙构成水流通道，犹如无数根直径很小而又互相连通的弯曲管道，虽然本发明的滤速较小，但是在这些流道中，废水的流速却很大。当含油污水流经这些通道时，极大地增加油珠间的碰撞机会，运动中的油珠互相碰撞,聚合成粒径更大的油珠。粗粒化过程中聚结的大油珠在重力的作用下浮选出来，从而实现了对废水的除油。

本发明有如下优点：

a、本发明采用价廉易得的果壳作为粗粒化材料。该粗粒化填料具有密度适宜、硬度高、抗磨损、抗压性好、化学性能稳定，不在酸碱中溶解等优点，同时具有多孔性和多面性，使得实际运行过程中填料损失小，利用率高，除油效果显著，本发明的除油效果好，，除油率可达90%以上；

b、本发明采用上向流过滤，可以有效的避免粗粒化填料层的粒径级配，实现填料层的深层吸附和过滤，充分发挥粗粒化填料的除油截污效能，延长过滤周期；

c、本发明所采用的滤速一方面可以延长废水与粗粒化填料的接触时间，充分发挥粗粒化作用，同时又可以避免粗粒化填料的流化和随水流的损失。

d、本发明的除油方法占地面积小、操作简单、不需要大量盐类作辅助药剂，极大的降低了成本，在处理过程没有产生难处理的污泥，没有对处理水造成二次污染的现象。

具体实施方式

本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组合。

具体实施方式一：本实施方式鲁奇炉煤制气废水的粗粒化除油方法按照以下步骤进行：一、向粗粒化装置内装填粗粒化填料，其中，粗粒化填料为果壳，粗粒化填料的厚度为粗粒化装置高度的0.4~0.8倍（即粗粒化装置高度的2/5~4/5）；二、用泵将待处理的鲁奇炉煤制气废水输送到装有粗粒化填料的粗粒化装置中，粗粒化装置采用下部进水、上向流过滤，滤速为6~7m/h，粗粒化装置的水处理时间为20~40min，即实现了鲁奇炉煤制气废水的除油。

本实施方式粗粒化装置中的粗粒化填料是用卵石作为承托层，其中卵石可从市场上购买得到。

本实施方式粗粒化装置可从市场上购买得到。

本实施方式的果壳可从市场上购买得到。

本实施方式待处理的鲁奇炉煤制气废水中总油浓度为90~107mg/l。

本实施方式的方法除油效果好，除油率可达90%以上。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤一中果壳为核桃果壳。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一至二不同的是：步骤一中粗粒化填料的厚度为粗粒化装置高度的0.5倍。其它步骤及参数与具体实施方式一至二相同。

具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式三不同的是：步骤二中滤速为7m/h，粗粒化装置的水处理时间为0.5h。其它步骤及参数与具体实施方式三相同。

具体实施方式五：本实施方式鲁奇炉煤制气废水的粗粒化除油方法按照以下步骤进行：一、向粗粒化装置内装填粗粒化填料，其中，粗粒化填料为果壳，粗粒化填料的厚度为粗粒化装置高度的0.5倍；二、用泵将待处理的鲁奇炉煤制气废水输送到装有粗粒化填料的粗粒化装置中，粗粒化装置采用下部进水、上向流过滤，滤速为6m/h，粗粒化装置的水处理时间为35min，即实现了鲁奇炉煤制气废水的除油。

本实施方式采用LYS型粗粒化装置，该装置可从市场上购买得到。

本实施方式粗粒化装置中的粗粒化填料是用卵石作为承托层，其中卵石可从市场上购买得到。

本实施方式的果壳为核桃果壳，核桃果壳可从市场上购买得到。

具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式四不同的是步骤二中滤速为7m/h，粗粒化装置的水处理时间为30min。其它步骤及参数与具体实施方式四相同。

具体实施方式五和具体实施方式六中待处理的鲁奇炉煤制气废水中总油浓度为100mg/l，pH值为6.5~8，SS为20mg/l。处理结果如1所示.

表1

从表1的数据可以看出，本发明的方法除油效果好，且本发明的方法既能够满足实际工程中后续处理工艺对含油量的要求，有可以减小粗粒化装置的容积。

Claims (4)

1.鲁奇炉煤制气废水的粗粒化除油方法，其特征在于鲁奇炉煤制气废水的粗粒化除油方法按照以下步骤进行：一、向粗粒化装置内装填粗粒化填料，其中，粗粒化填料为果壳，粗粒化填料的厚度为粗粒化装置高度的0.4~0.8倍；二、用泵将待处理的鲁奇炉煤制气废水输送到装有粗粒化填料的粗粒化装置中，粗粒化装置采用下部进水、上向流过滤，滤速为6~7m/h，粗粒化装置的水处理时间为20~40min，即实现了鲁奇炉煤制气废水的除油。

2.根据权利要求1所述的鲁奇炉煤制气废水的粗粒化除油方法，其特征在于步骤一中果壳为核桃果壳。

3.根据权利要求1或2所述的鲁奇炉煤制气废水的粗粒化除油方法，其特征在于步骤一中粗粒化填料的厚度为粗粒化装置高度的0.5倍。

4.根据权利要求3所述的鲁奇炉煤制气废水的粗粒化除油方法，其特征在于步骤二中滤速为7m/h，粗粒化装置的水处理时间为0.5h。