一種含油廢水的處理方法與流程
2023-07-25 04:02:26 2
本發明涉及一種含油廢水的處理方法。
背景技術：
：含油廢水是一種常見的工業廢水，它的來源十分廣泛，主要包括石油開採和煉製行業、石油化工行業以及餐飲和食品加工行業。據統計，世界上每年至少有500～1000萬噸油類廢水通過各種途徑進入水體，在造成水資源汙染和油資源浪費的同時，油類汙染物對環境生態和人體健康也有極大影響。因此，一直以來國內外研究機構都對含油廢水的處理方法非常重視。國內多採用「老三套」(隔油-絮凝氣浮-生化)工藝處理含油廢水，隨著生產工藝的發展、出水水質要求的提高以及國家汙水綜合排放標準日益嚴格，「老三套」處理工藝急需改進。其中，化學絮凝和氣浮處理技術都需投加絮凝劑，成本較高、汙染較大，且這些手段所需設備體積大，佔地多，後續處理複雜，難以被中、小企業所接收；生物處理技術只能處理含油廢水中可生化降解的物質，因而只能有限地去除廢水中的汙染物，而且含油廢水成分複雜，處理效率並不好，出水油含量高；然而電解絮凝氣浮技術適應面廣，能同時處理含油廢水中多種汙染物，而且佔地少、操作簡便靈活、易實現自動控制、汙泥量少、後處理極為簡單，通常稱之為清潔處理技術，因此用它來代替絮凝氣浮工藝是切實可行的，而且非常有競爭力。電解絮凝是在外電壓作用下，使用可溶性陽極如金屬鋁或鐵作犧牲電極，通過化學反應，既產生氣浮分離所需要的氣泡，也產生使懸浮物絮凝的絮凝劑。利用電解絮凝方法治理含油廢水，國內外都有大量的報導。但是，經電解絮凝法出來的水質由於含有Fe2+和Fe3+等，大部分水會有顏色，一般 為褐色或綠色，不能直接排放。CN104291415A公開了一種電凝聚處理軋制乳化廢水的方法，該方法通過採用鋁板為陽極板，通過溶出鋁來實現絮凝的作用，儘管該方法能夠達到較好的COD去除效果，但是其使用的鋁板作為陽極仍然會存在電極溶蝕的問題。採用可溶性陽極板會存在明顯的不均勻溶出現象，極板變薄的速度不一致，電解一段時間後，會導致極板塊狀脫落。金屬電極的溶蝕會使水中產生雜質離子，而且存在陽極金屬消耗量大、耗電量高且運行費用較高等缺點。技術實現要素：本發明的目的是在於克服現有的含油廢水的處理方法需要採用可溶性陽極板進行電解絮凝的缺陷，提供一種採用非可溶性陽極板也可以進行電解絮凝的含油廢水的處理方法。為了實現上述目的，本發明提供一種含油廢水的處理方法，其中，該方法包括：在錫鹽存在下，將含油廢水進行電解，將所述電解後的含油廢水進行沉降，其中，所述電解採用的陽極板為鈦基金屬氧化物塗層電極。通過本發明提供的含油廢水的處理方法，可以在採用鈦基金屬氧化物塗層電極這種非可溶性陽極板的情況下，使得其可在不消耗陽極的情況下進行電解，能夠獲得電解絮凝、電解氣浮和自由基氧化的三重作用，從而達到較好的含油廢水的處理效果，處理後的廢水可以直接排放或者回用。本發明的其它特徵和優點將在隨後的具體實施方式部分予以詳細說明。具體實施方式以下對本發明的具體實施方式進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體實施方式僅用於說明和解釋本發明，並不用於限制本發明。本發明提供一種含油廢水的處理方法，其中，該方法包括：在錫鹽存在下，將含油廢水進行電解，將所述電解後的含油廢水進行沉降，其中，所述電解採用的陽極板為鈦基金屬氧化物塗層電極。根據本發明，對所述含油廢水並無特別限定，可以是各種來源的含油廢水，例如石油開採、石油煉製、石油化工、油品貯運、車輛清洗、機械製造和食品加工中的一種或多種產生的含油廢水。而本發明的方法可以用於上述各種來源的任何含油量的含油廢水的處理，例如可以用於含油量為5-900mg/L的含油廢水(優選適用於對10-50mg/L的含油量的含油廢水的處理)的處理。在本發明的一種優選的實施方式中，本發明的方法適用於對含油量為10-100mg/L，COD值為100-600mg/L，BOD5值為30-200mg/L，SS值為20-200mg/L的含油廢水的處理。更優選地，所述含油廢水的含油量為10-40mg/L，COD值為300-500mg/L，BOD5值為70-120mg/L，SS值為70-120mg/L。根據本發明，在錫鹽存在下，對所述含油廢水進行電解，可以在不消耗陽極下，獲得電解絮凝、電解氣浮和自由基氧化的三重作用，為了能夠更好地利用這三重作用降解所述含油廢水中的油汙，優選地，相對於所述含油廢水的體積，以錫離子計所述錫鹽的投加量為0.005-0.1mg/L，優選為0.01-0.05mg/L。這裡的投加量指的是相對於待處理的含油廢水的體積量來說，錫鹽帶來的錫離子的濃度。其中，所述錫鹽可以為本領域常見的可溶於水的錫鹽，優選地，所述錫鹽為氯化錫、氯化亞錫、硫酸錫和硝酸錫中的一種或多種。根據本發明，所述電解採用的陽極板是不會因電解而損耗的鈦基金屬氧化物塗層電極。其中，所述鈦基金屬氧化物塗層電極是指通過在鈦金屬板的一個或兩個表面上塗覆金屬氧化物形成的電極板。該鈦基金屬氧化物塗層電 極所用的金屬氧化物可以是本領域常規的用於塗布鈦板等金屬電極板的金屬氧化物，優選情況下，該金屬氧化物為SnO2、IrO2、TiO2、PbO2和RuO2中的一種或多種。為了更好地達到對含油廢水的處理效果，本發明中的鈦基金屬氧化物塗層電極的金屬氧化物塗層的厚度優選為5-20μm，金屬氧化物的晶粒尺寸優選為4-30nm，更優選為5-15nm。在本發明的一種優選的實施方式中，所述陽極板為Ti/SnO2電極板、Ti/IrO2電極板、Ti/PbO2電極板或Ti/RuO2電極板。另外，所述電解採用的陰極板可以為本領域常規的用作陰極的電極，優選地，所述電解的陰極板為鈦金屬板、鎳金屬板、石墨板或鈦鎳合金板。根據本發明，為了能夠更好地通過電解來達到對所述含油廢水進行處理的上述三重作用，優選地，所述電解的條件包括：極板間距為1-3cm，電流密度為10-50mA/cm2(更優選為20-40mA/cm2)，反應溫度為25-40℃，電解時間為2-20min(更優選為5-10min)，pH為5-9。其中，為了保證含油廢水有一定的導電能力，其電導率需要≥1mS/cm，而當電導率<1mS/cm時，可向該含油廢水中加入氯化鈉或硫酸鈉。根據本發明，上述電解可以在本領域常規的反應容器中進行，只要能夠達到上述電解效果即可，優選地，所述電解在電解反應器中進行，而這樣的電解反應器可以為水泥材質的容器、鋼板材質的容器、塑料材質的容器、玻璃材質的容器等，另外，選用的反應容器的體積可以為任意大小，可以根據待處理的含油廢水的量進行選擇，此處不再贅述。根據本發明，當所述陰極板和陽極板位於反應容器之中時，優選情況下，所述陰極板、陽極板與反應容器的容器壁的兩面平行，所述陰極板和陽極板具有相同或者相近的面積，該面積的大小可以根據待處理的含油廢水的量和所用的反應容器的體積選擇，例如本發明的優選實施方式中電極板的面積為 380-420cm2。根據本發明，該方法還包括將所述電解後的含油廢水進行沉降，所述沉降可以在本領域常規的沉澱池中進行，本發明對此並無特別限定。優選地，所述沉澱池的表面負荷為0.2-1.3m3/(m2.h)。根據本發明，所述沉降可以將電解後的含油廢水中的懸浮顆粒等雜質沉降下來，從而得到相對淨化了的廢水，為了使得含油廢水在沉降環節達到更好的處理效果，優選地，所述沉降的停留時間為1-6h。該停留時間是指從含油廢水進入沉澱池至其離開沉澱池所需的時間。根據本發明，本發明提供的方法既可以是間歇處理含油廢水的方法，但是出於工業化使用考慮，本發明的方法優選為連續處理含油廢水的方法，即含油廢水以一定的流量不斷地注入到電解所在的容器中，電解所在的容器與沉降所在的容器連通，使得電解後的含油廢水也不斷地通入到沉降的容器中。在採用連續方法的情況下，在電解反應器中的停留時間即為電解時間。其中，本領域技術人員應當理解的是，在採用連續的方法的情況下，所述錫鹽也可以連續地投入，並且可以根據上述的投加量來換算錫鹽的投加流量。通過本發明提供的含油廢水的處理方法，可以在錫鹽存在下採用鈦基金屬氧化物塗層電極這種非可溶性陽極板進行電解，獲得電解絮凝、電解氣浮和自由基氧化的三重作用，從而達到較好的含油廢水的處理效果。以下將通過實施例對本發明進行詳細描述。以下實施例和對比例中，所採用的含油廢水的處理方法為連續的處理方法，即含油廢水從電解反應器的進水口不斷地加入到反應器中進行電解，電解後的廢水又不斷地排入到沉澱池中進行沉降，沉降後的廢水不斷地從沉澱池的出水口排出。以下實施例和對比例中，每天進入實施例和對比例的電解反應器的含油 廢水的進水水質默認為同樣的，都是表1所示的進水水質。含油量的測定採用GB/T12152-2007中的紅外光度法；化學需氧量(COD)的測定採用GB11914-89的重鉻酸鹽法；五日生化需氧量(BOD5)的測定採用GB7488-87的測定方法；懸浮物(SS)的測定採用GB/T11901-1989的測定方法。實施例1本實施例用於說明本發明的含油廢水的處理方法。將含油廢水以48L/h的體積流量送入到電解反應器中進行電解，並以1.42mg/h的投加速度加入五水合四氯化錫(即以錫離子計四氯化錫的投加量為0.01mg/L)，電解後的含油廢水以48L/h的體積流量送入到沉澱池中進行沉降，其中：電解反應器：陽極為Ti/SnO2電極，陰極為鈦板，極板間距1cm；電流密度為20mA/cm2，電解時間為5min，進水溫度25℃，pH為6；沉澱池：表面負荷為0.8m3/(m2·h)，停留時間為3.5h；待沉澱池的出水口水質基本穩定後，連續30天，每天分別從電解反應器的進水口和沉澱池的出水口各取一份水樣測定水樣中的含油量、含油量去除率、COD、COD去除率、BOD5、BOD5/COD和SS，檢測結果見表1和表2所示。實施例2本實施例用於說明本發明的含油廢水的處理方法。將含油廢水以24L/h的體積流量送入到電解反應器中進行電解，並以1.3mg/h的投加速度加入硫酸錫(即以錫離子計硫酸錫的投加量為0.03mg/L)，電解後的含油廢水以24L/h的體積流量送入到沉澱池中進行沉 降，其中：電解反應器：陽極為Ti/IrO2電極，陰極為石墨板，極板間距2cm；電流密度為30mA/cm2，電解時間為10min，進水溫度30℃，pH為5；沉澱池：表面負荷為0.80m3/(m2·h)，停留時間為3.5h；待沉澱池的出水口水質基本穩定後，連續30天，每天分別從電解反應器的進水口和沉澱池的出水口各取一份水樣測定水樣中的含油量、含油量去除率、COD、COD去除率、BOD5、BOD5/COD和SS，檢測結果見表1和表2所示。實施例3本實施例用於說明本發明的含油廢水的處理方法。將含油廢水以30L/h的體積流量送入到電解反應器中進行電解，並以3.07mg/h的投加速度加入硝酸錫(即以錫離子計硝酸錫的投加量為0.05mg/L)，電解後的含油廢水以30L/h的體積流量送入到沉澱池中進行沉降，其中：電解反應器：陽極為Ti/PbO2電極，陰極為鎳金屬板，極板間距3cm；電流密度為40mA/cm2，電解時間為8min，進水溫度40℃，pH為9；沉澱池：表面負荷為1m3/(m2·h)，停留時間為2.8h；待沉澱池的出水口水質基本穩定後，連續30天，每天分別從電解反應器的進水口和沉澱池的出水口各取一份水樣測定水樣中的含油量、含油量去除率、COD、COD去除率、BOD5、BOD5/COD和SS，檢測結果見表1和表2所示。實施例4本實施例用於說明本發明的含油廢水的處理方法。將含油廢水以40L/h的體積流量送入到電解反應器中進行電解，並以4.09mg/h的投加速度加入硝酸錫(即以錫離子計硝酸錫的投加量為0.05mg/L)，電解後的含油廢水以40L/h的體積流量送入到沉澱池中進行沉降，其中：電解反應器：陽極為Ti/RuO2電極，陰極為鈦鎳合金板，極板間距1.5cm；電流密度為25mA/cm2，電解時間為6min，進水溫度35℃，pH為7；沉澱池：表面負荷為1.2m3/(m2·h)，停留時間為2.3h；待沉澱池的出水口水質基本穩定後，連續30天，每天分別從電解反應器的進水口和沉澱池的出水口各取一份水樣測定水樣中的含油量、含油量去除率、COD、COD去除率、BOD5、BOD5/COD和SS，檢測結果見表1和表2所示。實施例5本實施例用於說明本發明的含油廢水的處理方法。根據實施例1所述的方法，所不同的是，電解反應器的電流密度為10mA/cm2，待沉澱池的出水口水質基本穩定後，連續30天，每天分別從電解反應器的進水口和沉澱池的出水口各取一份水樣測定水樣中的含油量、含油量去除率、COD、COD去除率、BOD5、BOD5/COD和SS，檢測結果見表1和表2所示。實施例6本實施例用於說明本發明的含油廢水的處理方法。根據實施例1所述的方法，所不同的是，電解反應器的電解時間為2min，待沉澱池的出水口水質基本穩定後，連續30天，每天分別從電解反應器的進水口和沉澱池的出水口各取一份水樣測定水樣中的含油量、含油量去除 率、COD、COD去除率、BOD5、BOD5/COD和SS，檢測結果見表1和表2所示。實施例7本實施例用於說明本發明的含油廢水的處理方法。根據實施例1所述的方法，所不同的是，氯化錫的投加量為0.005mg/L，待沉澱池的出水口水質基本穩定後，連續30天，每天分別從電解反應器的進水口和沉澱池的出水口各取一份水樣測定水樣中的含油量、含油量去除率、COD、COD去除率、BOD5、BOD5/COD和SS，檢測結果見表1和表2所示。對比例1根據實施例1所述的方法，所不同的是，電解過程中未投加錫鹽，待沉澱池的出水口水質基本穩定後，連續30天，每天分別從電解反應器的進水口和沉澱池的出水口各取一份水樣測定水樣中的含油量、含油量去除率、COD、COD去除率、BOD5、BOD5/COD和SS，檢測結果見表1和表2所示。對比例2根據實施例1所述的方法，所不同的是，陽極板採用的是石墨電極，待沉澱池的出水口水質基本穩定後，連續30天，每天分別從電解反應器的進水口和沉澱池的出水口各取一份水樣測定水樣中的含油量、含油量去除率、COD、COD去除率、BOD5、BOD5/COD和SS，檢測結果見表1和表2所示。對比例3根據實施例1所述的方法，所不同的是，陽極板採用的是金屬鐵電極，待沉澱池的出水口水質基本穩定後，連續30天，每天分別從電解反應器的進水口和沉澱池的出水口各取一份水樣測定水樣中的含油量、含油量去除率、COD、COD去除率、BOD5、BOD5/COD和SS，檢測結果見表1和表2所示，出口的水顏色為褐色，且鐵電極有鈍化和溶蝕現象。對比例4根據實施例1所述的方法，所不同的是，投加0.01mg/L的氯化鐵(以鐵離子計)代替氯化錫，待沉澱池的出水口水質基本穩定後，連續30天，每天分別從電解反應器的進水口和沉澱池的出水口各取一份水樣測定水樣中的含油量、含油量去除率、COD、COD去除率、BOD5、BOD5/COD和SS，檢測結果見表1和表2所示，出口的水顏色為褐色。對比例5根據實施例1所述的方法，所不同的是，投加0.01mg/L的氯化鋁(以鋁離子計)代替氯化錫，待沉澱池的出水口水質基本穩定後，連續30天，每天分別從電解反應器的進水口和沉澱池的出水口各取一份水樣測定水樣中的含油量、含油量去除率、COD、COD去除率、BOD5、BOD5/COD和SS，檢測結果見表1和表2所示。表1：30天裡水樣的檢測結果的波動範圍含油量/mg/LCOD/mg/LBOD5/mg/LSS/mg/L進水111.9-32.5320.6-431.472.6-97.876.1-102.2實施例10.5-0.934.6-50.713.8-21.91.6-7.7實施例20.4-0.833.7-50.113.6-21.81.4-6.9實施例30.4-0.733.2-48.913.5-21.21.4-6.5實施例40.5-0.834.1-49.313.6-21.61.5-7.1實施例51.2-1.847.3-63.216.9-28.65.2-9.9實施例61.5-1.949.6-67.518.8-29.35.3-10.4實施例71.8-2.251.2-69.419.4-30.15.6-11.0對比例18.3-26.6201.7-306.459.7-76.127.7-52.8對比例25.5-10.9102.1-176.237.3-53.118.5-33.8對比例35.2-1098.5-165.336.9-50.710.2-21.6對比例47.6-21.2188.7-286.955.2-7320.8-43.2對比例57.8-22.6190.2-29255.7-74.121.1-45表2：30天裡水樣的檢測結果平均值註：含油量去除率是指實施例和對比例的進水含油量和出水口含油量的差值與進水含油量的百分比；COD去除率是指實施例和對比例的進水COD和出水口COD差值與進水COD的百分比。從表1和表2中的數據可以看出，經過本發明的處理方法處理後的含油廢水，能夠獲得較高的含油量去除率，達到91％以上，甚至可以達到97％左右；並且可以獲得較高的COD去除率，能夠達到84％以上，甚至可以達到 88％以上；BOD5/COD的數值由0.23能夠提高到0.41以上，可生化降解性有顯著提高，SS也有所下降，因此，經過本發明的方法處理的廢水可以直接排放或回用。以上詳細描述了本發明的優選實施方式，但是，本發明並不限於上述實施方式中的具體細節，在本發明的技術構思範圍內，可以對本發明的技術方案進行多種簡單變型，這些簡單變型均屬於本發明的保護範圍。另外需要說明的是，在上述具體實施方式中所描述的各個具體技術特徵，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進行組合，為了避免不必要的重複，本發明對各種可能的組合方式不再另行說明。此外，本發明的各種不同的實施方式之間也可以進行任意組合，只要其不違背本發明的思想，其同樣應當視為本發明所公開的內容。當前第1頁1 2 3