CN111533329A - 一种用于处理含油废水的方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于处理含油废水的方法及系统。本发明的一种用于处理含油废水的方法，包括如下步骤：S1：调节废水初始pH至2.5～3；S2：向调节pH值后的废水中加入铁碳填料及过氧化氢进行曝气反应一段时间；S3：调节S2中的废水的pH值至7～8，然后加入絮凝剂进行混凝沉淀。本发明的一种用于处理含油废水的系统，包括通过管路依次连通的酸化反应器、反应中间器、管道混合器、类芬顿反应器和混凝反应器。本发明将待处理的含油废水，将废水pH通过硫酸控制在2.5～3.0，利用复合的铁碳填料及过氧化氢通过曝气进行芬顿反应，使得铁碳填料充分和废水、过氧化氢接触，从而极大提高类芬顿工艺的效率。本发明的系统结构简单、废水处理效率高。
Description
技术领域
本发明涉及废水处理技术领域，尤其涉及一种用于处理含油废水的方法及系统。
背景技术
石油化工工业生产的废水也给人类社会带来较为严重的环境污染，石油类污染物也被列为环境中应优先控制的潜在的危险性大的毒害性污染物，其中石油化工企业生产工艺中会产生大量的冲洗废水，其废水污染物浓度高、成分复杂且具有毒性难以生物降解。其中含有大量的难降解有机物(如芳硝基化合物)、油和悬浮物等，COD可达3000mg/L以上，废水处理难度大，国内一般采用“物化+生化”处理。因此在利用生物处理法处理石油化工冲洗废水前，需对石油化工冲洗废水进行预处理，去除有毒害的物质并提高废水的可生化性。通常采用芬顿法处理，即利用过氧化氢和亚铁离子组成的强氧化性的体系，对含油废水中的难降解物质进行氧化分解。但常规的芬顿工艺产泥量极大，pH应用范围较窄，反应条件难以控制，并且系统占地面积大，建设成本高。
发明内容
本发明的目的在于，针对现有技术的上述不足，提出一种提高废水处理效率的用于处理含油废水的方法及系统。
本发明的一种用于处理含油废水的方法，包括如下步骤：
S1：调节废水初始pH至2.5～3；
S2：向调节pH值后的废水中加入铁碳填料及过氧化氢通过曝气进行芬顿反应一段时间；
S3：调节S2中的废水的pH值至7～8，然后加入絮凝剂进行混凝沉淀。
进一步的，所述铁碳填料的制备过程如下：
(1)铁填料制备：选取含Fe3O4或FeO的铁皮或铁粉做含铁原料，将其利用硫酸酸洗5min后，利用球磨机细磨至300～500目；
(2)粘结剂制备：配置质量浓度为10％左右的碳酸氢钠溶液，将硅藻土与碳酸氢钠溶液按照质量比1:1进行混合，并用搅拌机进行搅拌，使得硅藻土膨松；
(3)将步骤(1)细磨的铁填料和活性炭以质量比7:3进行混合均匀后，再加入约占铁填料和活性炭总质量1％～1.5％的氧化镁、氧化铜和四氧化三钴颗粒，其中氧化铜、氧化镁和四氧化三钴颗粒的质量比约14:5:1放入进行研磨混匀，再加入步骤(2)制备的粘结剂进行进一步混匀；
(4)将混好的原料制成球形颗粒，制粒完成后放入120℃烘箱烘干4h，筛选出所制的完整球型颗粒；
(5)将球型颗粒煅烧，煅烧温度为900℃，煅烧时间为10h，冷却后，截留100目～200目之间的颗粒，再次进行利用球磨机研磨成型。
进一步的，所述絮凝剂包括PAC和PAM。
本发明的一种用于处理含油废水的系统，包括通过管路依次连通的酸化反应器、反应中间器、管道混合器、类芬顿反应器和混凝反应器。
进一步的，所述酸化反应器包括酸化反应罐和第一pH检测仪，酸化反应罐设有与其内部相通的第一加料口和进水口，所述第一pH检测仪用于检测所述酸化反应罐内液体的pH值。
进一步的，所述反应中间器包括中间反应罐和第一搅拌机，所述中间反应罐上设有与其内部相连通的第二加料口，所述第一搅拌机包括第一搅拌桨和第一驱动件，所述第一搅拌桨的一端设置在所述中间反应罐内，另一端伸出所述中间反应罐与所述第一驱动件传动连接。
进一步的，所述类芬顿反应器包括类芬顿反应罐、铁碳填料床和曝气装置，所述铁碳填料床设置在所述类芬顿反应罐内，所述曝气装置包括曝气管和风机，所述曝气管设置在所述类芬顿反应罐内，且位于所述铁碳填料床的下方，所述曝气管的进气端伸出所述类芬顿反应罐与所述风机的出气口相连通，所述曝气管上设有多个膜片式微孔曝气盘。
进一步的，所述类芬顿反应罐上设有与其内部相通的出液口，所述出液口通过管路与所述混凝反应器相连通，位于所述出液口和所述混凝反应器之间的管路上设有回流管，所述回流管的一端与该管路连通，另一端与所述类芬顿反应罐相连通。
进一步的，所述类芬顿反应罐上设有与其内部相通的冲洗口和排污口，所述冲洗口设置在所述类芬顿反应罐的顶部，所述排污口设置在所述类芬顿反应罐的底部。
进一步的，所述混凝反应器包括混凝反应罐、第二搅拌机和第二pH检测仪，所述混凝反应罐的顶部设有多个与其内部相连通的第三加料口，所述第二搅拌机包括第二搅拌桨和第二驱动件，所述第二搅拌桨的一端设置在所述混凝反应罐内，另一端伸出所述混凝反应罐与所述第二驱动件传动连接，所述第二pH检测仪用于检测所述混凝反应罐内液体的pH值。
本发明将待处理的含油废水通过硫酸控制在2.5～3.0，利用复合的铁碳填料及过氧化氢通过曝气进行芬顿反应，使得铁碳填料充分和废水、过氧化氢接触，从而极大提高类芬顿工艺的效率。并且该反应产生的铁泥细小，在反应体系内易于和催化剂分离，极大地缩小了反应容器的容积。同时，由于气体不断地曝气搅拌，对填料表面进行摩擦，有效地避免了填料钝化的问题。
本发明的铁碳填料，活性高、性质稳定、堆密度低，易于曝气搅拌；采用规整的球形结构清洗更方便，更加高效稳定，无钝化、堵塞、板结的情况。本发明的铁碳填料比表面积大、孔隙率高，能够与废水进行充分接触，反应更加均匀彻底。
本发明的系统将待处理的含油废水，将通过酸化反应器将废水pH通过pH调节剂控制在2.5～3.0，在反应中间器中向废水中加入双氧水，再通过管道混合器进一步混合，然后利用复合的铁碳填料及过氧化氢在类芬顿反应器内通过曝气搅拌，使得铁碳填料充分和废水、过氧化氢接触，并促进了类芬顿反应器内水流的流动，从而极大提高类芬顿工艺的效率，最后将废水通入混凝反应器中，混凝沉淀，本发明的系统结构简单、废水处理效率高。本发明的系统结构简单、废水处理效率高。
附图说明
图1为本发明的用于处理含油废水的系统的结构示意图。
1-酸化反应器；11-酸化反应罐；111-第一加料口；112-进水口；12-第一pH检测仪；2-反应中间器；21-中间反应罐；211-第二加料口；22-第一搅拌机；221-第一搅拌桨；222-第一驱动件；3-管道混合器；4-类芬顿反应器；41-类芬顿反应罐；411-出液口；412-回流管；413-冲洗口；414-排污口；42-铁碳填料床；43-曝气装置；431-曝气管；431a-膜片式微孔曝气盘；432-风机；5-混凝反应器；51-混凝反应罐；511-第三加料口；52-第二搅拌机；521-第二搅拌桨；522-第二驱动件；53-第二pH检测仪。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
取1m3的含油冲洗废水于一系列桶中，并分别向桶中加入500kg新型铁碳填料，用硫酸和氢氧化钠溶液调节初始pH，并分别向反应桶中投加系列定量的双氧水，同时开启曝气反应一定时间，随后回调pH值并加入PAC、PAM进行混凝沉淀，取过滤后的上清液进行COD测定。采取正交试验，因素A为反应时间，因素B为初始调节的废水pH，因素C为双氧水投加量。
正交试验结果如下表2所示：
表2正交实验结果
经过模型分析，结合实验过程中经济性和可操作性，在该含油冲洗废水处理中，采用该类芬顿工艺最佳反应条件为：反应时间120min、进水pH值为3、双氧水投加量为3％，COD的去除率可达60％及以上。
铁碳填料的制备过程如下：
(1)铁填料制备：选取含Fe3O4或FeO的铁皮或铁粉做含铁原料，将其利用硫酸酸洗5min后，利用球磨机细磨至300～500目；
(2)粘结剂制备：配置质量浓度为10％左右的碳酸氢钠溶液，将硅藻土与碳酸氢钠溶液按照质量比1:1进行混合，并用搅拌机进行搅拌，使得硅藻土膨松；
(3)将步骤(1)细磨的铁填料和活性炭以质量比7:3进行混合均匀后，再加入约占铁填料和活性炭总质量1％～1.5％的氧化镁、氧化铜和四氧化三钴颗粒，其中氧化铜、氧化镁和四氧化三钴颗粒的质量比约14:5:1放入进行研磨混匀，再加入步骤(2)制备的粘结剂进行进一步混匀；
(4)将混好的原料制成球形颗粒，制粒完成后放入120℃烘箱烘干4h，筛选出所制的完整球型颗粒；
(5)将球型颗粒煅烧，煅烧温度为900℃，煅烧时间为10h，冷却后，截留100目～200目之间的颗粒，再次进行利用球磨机研磨成型。
絮凝剂可以包括PAC和PAM。
如图1所示，本发明的一种用于处理含油废水的系统，包括通过管路依次连通的酸化反应器1、反应中间器2、管道混合器3、类芬顿反应器4和混凝反应器5。
本发明将待处理的含油废水，将通过酸化反应器1将废水pH通过pH调节剂控制在2.5～3.0，在反应中间器2中向废水中加入双氧水，再通过管道混合器3进一步混合，然后利用复合的铁碳填料及过氧化氢在类芬顿反应器3内通过曝气搅拌，使得铁碳填料充分和废水、过氧化氢接触，并促进了类芬顿反应器3内水流的流动，从而极大提高类芬顿工艺的效率，最后将废水通入混凝反应器5中，混凝沉淀，本发明的系统结构简单、废水处理效率高。
进一步的，废水进入酸化反应器1中，可以采用浓度98％的硫酸初始调节废水的pH,然后将废水通入反应中间器2中，向反应中间器2中加入双氧水搅拌，经过管道混合器3进一步混合后，通入类芬顿反应器4中进行反应，在反应一段时间后，将废水通入混凝反应器5，向混凝反应器5中加入絮凝剂，对废水进行混凝沉淀处理，处理后的废水进入下一段生化工艺进行处理。
酸化反应器1可以包括酸化反应罐11和第一pH检测仪12，酸化反应罐11设有与其内部相通的第一加料口111和进水口112，第一pH检测仪12用于检测酸化反应罐11内液体的pH值。通过第一加料口111向酸化反应罐11内加入pH调节剂，废水从进水口112进入酸化反应罐中。
反应中间器2的结构有多种，在这里不做限定，在本实施例中，反应中间器2可以包括中间反应罐21和第一搅拌机22，中间反应罐21上设有与其内部相连通的第二加料口211，第一搅拌机22包括第一搅拌桨221和第一驱动件222，第一搅拌桨221的一端设置在中间反应罐21内，另一端伸出中间反应罐21与第一驱动件222传动连接。通过第二加料口211向中间反应罐21加入双氧水，第一驱动件222驱动第一搅拌桨221转动，混合废水和双氧水。
类芬顿反应器4可以包括类芬顿反应罐41、铁碳填料床42和曝气装置43，铁碳填料床42设置在类芬顿反应罐41内，曝气装置43对类芬顿反应罐41内的液体进行曝气。这样类芬顿反应器4产生的铁泥细小，在反应体系内易于和催化剂分离，极大地缩小了反应容器的容积。同时，由于气体不断地曝气搅拌，对填料表面进行摩擦，有效地避免了填料钝化的问题。
铁碳填料床42可以占据类芬顿反应器4的2/3，铁碳填料床42采用玻璃钢支撑，铁碳填料床42的支撑上填充PP填料陶瓷球形成一个稳定的骨架，铁碳填料铺设在PP填料陶瓷球形成的稳定骨架上面，铁碳填料可根据需求量自行添加，一般在定制时应确定好。
曝气装置43的结构有多种，在这里不做限定，在本实施例中，曝气装置43可以包括曝气管431和风机432，曝气管431设置在类芬顿反应罐41内，且位于铁碳填料床42的下方，曝气管431的进气端伸出类芬顿反应罐41与风机432的出气口相连通，曝气管431上设有多个膜片式微孔曝气盘431a。采用膜片式微孔曝气盘431a，曝气效果好，同时软连接部分采用EPDM橡胶材料，具有很好的抗震性及密封性，能够有效地避免冲击振动而使得连接部位产生断裂现象，同时软连接件与曝气管431路采用应力膨胀软连接，更换或检修简便。
类芬顿反应罐41上可以设有与其内部相通的出液口411，出液口411通过管路与混凝反应器5相连通，位于出液口411和混凝反应器5之间的管路上设有回流管412，回流管412的一端与该管路连通，另一端与类芬顿反应罐41相连通。设有回流管412，灵活调节回流水量，针对未反应完全的废水可进行回流再次处理，以保证废水处理达标。
类芬顿反应罐41上可以设有与其内部相通的冲洗口413和排污口414，冲洗口413设置在类芬顿反应罐41的顶部，排污口414设置在类芬顿反应罐41的底部。可利用类芬顿反应器4顶部的冲洗口413外接水流对整个类芬顿反应罐41进行清洗，清洗时应打开曝气装置43，使得清洗效果更好，当类芬顿反应罐41底部排污口414清洗水清澈，则表示类芬顿反应罐41清洗完毕。
混凝反应器5的结构有多种，在这里不做限定，在本实施例中，混凝反应器5可以包括混凝反应罐51、第二搅拌机52和第二pH检测仪53，混凝反应罐51的顶部设有多个与其内部相连通的第三加料口511，第二搅拌机52包括第二搅拌桨521和第二驱动件522，第二搅拌桨521的一端设置在混凝反应罐51内，另一端伸出混凝反应罐51与第二驱动件522传动连接，第二pH检测仪53用于检测混凝反应罐51内液体的pH值。通过第三加料口511向混凝反应罐51加入絮凝剂。
以上未涉及之处，适用于现有技术。
虽然已经通过示例对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围，本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例来做出各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的方向或者超越所附权利要求书所定义的范围。本领域的技术人员应该理解，凡是依据本发明的技术实质对以上实施方式所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种用于处理含油废水的方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1：调节废水初始pH至2.5～3；
S2：向调节pH值后的废水中加入铁碳填料及过氧化氢通过曝气进行芬顿反应一段时间；
S3：调节S2中的废水的pH值至7～8，然后加入絮凝剂进行混凝沉淀。
2.如权利要求1所述的一种用于处理含油废水的方法，其特征在于：所述铁碳填料的制备过程如下：
(1)铁填料制备：选取含Fe3O4或FeO的铁皮或铁粉做含铁原料，将其利用硫酸酸洗5min后，利用球磨机细磨至300～500目；
(2)粘结剂制备：配置质量浓度为10％左右的碳酸氢钠溶液，将硅藻土与碳酸氢钠溶液按照质量比1:1进行混合，并用搅拌机进行搅拌，使得硅藻土膨松；
(3)将步骤(1)细磨的铁填料和活性炭以质量比7:3进行混合均匀后，再加入约占铁填料和活性炭总质量1％～1.5％的氧化镁、氧化铜和四氧化三钴颗粒，其中氧化铜、氧化镁和四氧化三钴颗粒的质量比约14:5:1放入进行研磨混匀，再加入步骤(2)制备的粘结剂进行进一步混匀；
(4)将混好的原料制成球形颗粒，制粒完成后放入120℃烘箱烘干4h，筛选出所制的完整球型颗粒；
(5)将球型颗粒煅烧，煅烧温度为900℃，煅烧时间为10h，冷却后，截留100目～200目之间的颗粒，再次进行利用球磨机研磨成型。
3.如权利要求1所述的一种用于处理含油废水的方法，其特征在于：所述絮凝剂包括PAC和PAM。
4.一种用于处理含油废水的系统，其特征在于：包括通过管路依次连通的酸化反应器(1)、反应中间器(2)、管道混合器(3)、类芬顿反应器(4)和混凝反应器(5)。
5.如权利要求4所述的一种用于处理含油废水的系统，其特征在于：所述酸化反应器(1)包括酸化反应罐(11)和第一pH检测仪(12)，酸化反应罐(11)设有与其内部相通的第一加料口(111)和进水口(112)，所述第一pH检测仪(12)用于检测所述酸化反应罐(11)内液体的pH值。
6.如权利要求5所述的一种用于处理含油废水的系统，其特征在于：所述反应中间器(2)包括中间反应罐(21)和第一搅拌机(22)，所述中间反应罐(21)上设有与其内部相连通的第二加料口(211)，所述第一搅拌机(22)包括第一搅拌桨(221)和第一驱动件(222)，所述第一搅拌桨(221)的一端设置在所述中间反应罐(21)内，另一端伸出所述中间反应罐(21)与所述第一驱动件(222)传动连接。
7.如权利要求6所述的一种用于处理含油废水的系统，其特征在于：所述类芬顿反应器(4)包括类芬顿反应罐(41)、铁碳填料床(42)和曝气装置(43)，所述铁碳填料床(42)设置在所述类芬顿反应罐(41)内，所述曝气装置(43)包括曝气管(431)和风机(432)，所述曝气管(431)设置在所述类芬顿反应罐(41)内，且位于所述铁碳填料床(42)的下方，所述曝气管(431)的进气端伸出所述类芬顿反应罐(41)与所述风机(432)的出气口相连通，所述曝气管(431)上设有多个膜片式微孔曝气盘(431a)。
8.如权利要求7所述的一种用于处理含油废水的系统，其特征在于：所述类芬顿反应罐(41)上设有与其内部相通的出液口(411)，所述出液口(411)通过管路与所述混凝反应器(5)相连通，位于所述出液口(411)和所述混凝反应器(5)之间的管路上设有回流管(412)，所述回流管(412)的一端与该管路连通，另一端与所述类芬顿反应罐(41)相连通。
9.如权利要求8所述的一种用于处理含油废水的系统，其特征在于：所述类芬顿反应罐(41)上设有与其内部相通的冲洗口(413)和排污口(414)，所述冲洗口(413)设置在所述类芬顿反应罐(41)的顶部，所述排污口(414)设置在所述类芬顿反应罐(41)的底部。
10.如权利要求4-9任一项所述的一种用于处理含油废水的系统，其特征在于：所述混凝反应器(5)包括混凝反应罐(51)、第二搅拌机(52)和第二pH检测仪(53)，所述混凝反应罐(51)的顶部设有多个与其内部相连通的第三加料口(511)，所述第二搅拌机(52)包括第二搅拌桨(521)和第二驱动件(522)，所述第二搅拌桨(521)的一端设置在所述混凝反应罐(51)内，另一端伸出所述混凝反应罐(51)与所述第二驱动件(522)传动连接，所述第二pH检测仪(53)用于检测所述混凝反应罐(51)内液体的pH值。
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