一種超濾膜法處理高濃度多種類廢乳化液的方法與裝置的製作方法
2023-04-29 18:36:36
專利名稱：一種超濾膜法處理高濃度多種類廢乳化液的方法與裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種廢液處理的方法與裝置，具體地說涉及一種採用超濾膜法處理高濃度多 種類廢乳化液的方法及實現該方法的裝置，屬於廢水及廢液處理技術領域。
背景技術：
長期以來，我國水環境一直面臨著水體汙染和水資源短缺的雙重壓力。我國佔全球水資 源的6%，而人均水資源佔有量只有世界平均水平的1/4,被聯合國列為世界上最缺水的13 個國家之一。在中國的600多座城市中，現有400多個城市缺水，其中嚴重缺水的城市就有 100多個。而且，缺水地區已由華北、西北擴展到了長江流域、珠江流域等歷史上水資源豐 富的地區。此外，沿途的汙染也是面臨的一個難題，人類活動將大量汙染物排入了水中，目 前，長江區的太湖水系、西北諸河、淮河區、黃河區和海河區有近一半的水源地水質不合格， 松花江區和遼河區不合格水源地佔三分之一，我國有1.9億人飲用水有害物質含量超標。
水汙染的主要來源是工業廢水，全世界每年排放的工業廢水可達到四千多億噸。就排放 量而言，乳化液廢水居各類工業廢水之首，其來源分布於各行各業，從石油開採、石油化工、 精細化工、冶金企業的板材軋制，到機械製造業和加工業中的切削液和清洗液；從油品的運 輸和儲存、毛紡、皮革等到食品、食油、醫藥以至家居生活無所不有。油類對環境汙染的範 圍很廣泛，有的甚至不可逆轉。油類物質漂浮在水面，形成一層薄膜，能阻止空氣中的氧溶 解到水中，使水中的溶解氧減少，致使水體中浮遊生物因缺氧而死亡，也妨礙水生植物的光 合作用，從而影響水體的自淨，甚至使水體變臭，破壞水資源的利用價值。油類及其分解產 物中的一些有毒物質(如苯並芘及其它多環芳烴)對各種生物的致死濃度較低。 一方面，這些 有毒物質對生物發生直接毒害作用；另一方面，低於致死濃度的含有微量油的水用於養殖或 灌溉時，被生物吸收而富集，然後通過食物鏈進入人體，危害人體健康。
廢乳化液雖然會對環境和人體健康產生嚴重危害，但乳化液中含有大量珍貴的油資源， 將這些資源進行有效回收利用，對於緩解我國日益突出的資源短缺問題和環境汙染問題，體 現循環經濟理念，促進經濟的可持續發展，都將具有重要意義。
多年來人們開發出各種不同的廢乳化液治理方法，如沉澱法、氣浮法、吸附法、活性汙 泥法、生物膜法等。各種處理方法都有各自的特點和適用條件，且由於廢乳化液種類繁多， 成份複雜，油含量及油在水中的形式也各不相同，使其常常難以集中處理。例如全國各地危 險廢物處置中心物化車間收集的廢乳化液，同時含有多種油類成份，且廢液中乳化油濃度很
3高，可達10%~15%甚至更高。如何大批量地有效處理這些廢乳化液成為難點所在，同時，如
何進行乳化廢液的回收，實現變廢為寶和循環經濟，也是一個技術挑戰。
本發明中，申請人提出了一種採用超濾膜法處理高濃度多種類廢乳化液的方法及實現該 方法的裝置。該方法工藝簡潔合理，出水水質穩定達標排放，裝置結構緊湊、佔地面積小、 運行費用低，便於自動化操作與控制，同時，對乳化廢液進行回收，實現了變廢為寶和循環 經濟的理念。
發明內容
本發明的目的在於提供一種採用超濾膜法處理高濃度多種類廢乳化液的方法。該方法主 體工藝為"溶氣氣浮一超濾膜-電解氣浮"，通過投加高效破乳劑，破除廢水中的懸浮乳化液。 溶氣氣浮破乳技術配合多種複合高效破乳劑，提高了破乳效果。採用超濾膜進行油水分離， 使含油濃縮液得以多次濃縮，提高含油量。當濃縮到一定程度時，將濃縮液回流到氣浮池， 用刮板對上浮到表面的浮油進行分離，由於含油量較高，這些浮油浮渣可以進一步煉製回用， 實現變廢為寶和循環經濟。電解氣浮去除廢水中殘留的少量乳化油，並分解可能溶解於廢水
中的細微油類，進一步降低出水COD值。活性炭過濾系統，作為一個備用系統，當乳化液水 質發生變化時，確保出水水質穩定達標。
採用該方法處理高濃度多種類廢乳化液，工藝簡潔合理，處理成本低，出水經汙水處理 車間處理後，水質達到《汙水綜合排放標準》GB8978-1996第一類水質要求。
本發明的另一目的在於提供一種釆用超濾膜法處理高濃度多種類廢乳化液的裝置。該裝 置採用"溶氣氣浮一電解氣浮"兩級氣浮破乳技術，配合多種複合高效破乳劑，有效破除乳 化液；氣浮溶氣泵自後續中間水箱取水，提高溶氣泵壽命，改善氣浮處理效果，增加系統運 行穩定性和抗衝擊負荷能力；超濾系統清洗廢水返回貯槽重新處理，避免廢水排放；電解氣 浮系統，對廢水中殘留的乳化液進一步破乳，同時分解可能溶解於廢水中的油類，確保出水 COD達標；活性炭過濾系統，利用活性炭吸附水中的高分子有機物，它是一個備用系統，只 有當原水中乳化油含量突然增大時啟用，保障出水水質。
本發明是通過以下技術方案加以實現的
一種採用超濾膜法處理高濃度多種類廢乳化液的裝置，包括乳化液貯罐、乳化液提升泵、 溶氣氣浮系統、中間水箱、提升泵、超濾系統、超濾清洗廢水管路、超濾濃縮液回流管路、 氣浮溶氣水管路、電解氣浮系統、活性炭吸附器、超越管、清水箱。其特徵在於
溶氣氣浮系統通過提升泵與乳化液貯槽相連，提升泵後的管路系統上設有破乳劑投加系 統和pH調節系統，溶氣氣浮用水管路與超濾系統出水管路相連接，超濾系統設有清洗管路， 清洗廢水排放進入乳化液貯罐，超濾濃縮液出水管路與氣浮池相連，電解氣浮入口管路安裝有破乳劑和絮凝劑投加裝置，電解氣浮後增加活性炭吸附系統，電解氣浮出水管同時與活性 炭吸附系統及清水箱相連，可對出水進一步處理或直接送入下一級處理單元。
本發明還提供了一種採用超濾膜法處理高濃度多種類廢乳化液的方法，其特徵在於包括 以下過程
(1) 廢乳化液通過卸料泵進入乳化液貯罐，貯罐內的廢液液位達到一定高度後，啟動 乳化液提升泵，泵後投加高效破乳劑A、 B進行破乳，同時投加pH調節劑，將乳化液輸送至 溶氣氣浮系統；
(2) 氣浮的溶氣泵自後續中間水箱取水，回流至氣浮系統作為溶氣水，可以稀釋廢水 濃度，改善氣浮處理效果；
(3) 溶氣氣浮系統出水進入中間水箱，再經過二級提升泵提升至超濾系統；
(4) 超濾系統清洗廢水通過廢水管路返送入乳化液儲罐，作進一步處理，超濾濃縮液 回流到氣浮池，用刮板分離浮油，並對浮油進行回收；
(5) 超濾出水投加破乳劑C和絮凝劑，微調pH值，並送入電解氣浮系統；
(6) 若電解氣浮系統出水達標，通過超越管直接進入清水箱；若電解氣浮系統出水未 達標，或乳化液水質發生變化時，啟動活性炭過濾系統，之後再送入清水箱，以保障出水水 質。
本發明與現有方法裝置相比具有以下優點及突出性效果
(1) 本發明採用"溶氣氣浮一超濾膜一電解氣浮"工藝，可處理高濃度、多種類的廢乳 化液，乳化油濃度可達10% 15%，甚至更高；
(2) 高效破乳劑和pH調節劑改善破乳效果，氣浮溶氣泵自後續中間水箱取水，通過調 節回流比可以稀釋廢水濃度，改善氣浮處理效果，增加系統運行穩定性和抗衝擊負荷能力；
(3) 超濾膜單元可以採用耐高溫、耐強酸強鹼、有機溶劑和耐微生物侵蝕的無機陶瓷膜， 該膜機械強度高、孔徑分布窄，用於乳化液處理，系統運行穩定，出水效果好，油水分離效 率高，此外還可以採用聚偏氟乙烯(PVDF)、聚四氟乙烯(PTFE)等有機材料的超濾膜，有 機超濾膜製作成本低、膜組件裝填密度大，將其用於該廢乳化液處理工藝中，可有效截留廢 乳化液中的乳化油懸浮物，保證後續處理單元的順利進行，超濾系統清洗廢水返回廢液貯罐 重新處理，避免了廢液排放，超濾濃縮液回流入氣浮池，回收了油資源，實現循環經濟的理 念；
(4) 本工藝設有二級氣浮系統，採用電解氣浮處理工藝徹底去除廢水中殘留的低分子量 乳化油，同時分解可能溶於廢水中的油類，保證出水COD達標；
(5) 活性炭過濾系統有效吸附水中的高分子有機物，當乳化液水質發生較大波動時，保障出水水質。
本發明操作程序簡便，出水水質可達標排放，裝置結構緊湊、佔地面積小、運行費用低， 便於自動化操作與控制，同時又可以實現乳化液的回收再利用，實現變廢為寶和循環經濟。
附圖為本發明所述工藝及裝置圖。
圖中l為乳化液廢液，2為乳化液貯罐，3為乳化液提升泵，4、 5分別為高效破乳劑A、 B， 6為pH調節劑，7為溶氣氣浮系統，8為中間水箱，9為氣浮溶氣水管路，IO為浮油浮渣貯槽， ll為提升泵，12為超濾系統，13為清洗廢水管路，14為超濾濃水回流管路，15為破乳劑，16 為絮凝劑，17為電解氣浮系統，18為超越管，19為活性炭過濾系統，20為清水箱，21為清水 達標排放。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發明的原理、結構和工作過程作進一步說明。
如圖所示，乳化液廢液I經卸料泵進入乳化液貯罐2，啟動乳化液提升泵3將乳化液提升至 溶氣氣浮系統7，泵後投加高效破乳劑4、 5進行破乳，同時投加酸鹼調節劑6調節pH，氣浮的 浮油浮渣送入浮油浮渣貯罐IO，溶氣氣浮出水送入中間水箱8，之後經提升泵ll提升至超濾系 統12，超濾系統清洗廢水通過廢水管路13返送入乳化液儲罐2，作進一步處理，超濾濃水通過 回流管路14回流入氣浮系統7，超濾出水投加破乳劑15和絮凝劑16,微調pH值，並送入電解 氣浮系統17，若電解氣浮系統17出水達標，則通過超越管18直接送入清水箱20，若超濾出水 COD值超標，或乳化液水質發生變化時，啟動活性炭過濾系統19，之後再送入清水箱20。活 性炭吸附系統19作為備用單元，可靈活運行。
下面列舉實施案例來說明本發明的效果，伹本發明的權利要求範圍並非僅限於此。
實施例l:在北京危險廢水處置中心的物化車間，乳化廢液來自各機械廠、鋼鐵廠、實驗 室，含有大量有機油和表面活性劑，COD為100000 120000mg/L，還含有少量有機物。採用 本發明所述方法和裝置對該廢液進行處理，處理量4500 t/y (15.0 t/d)，去汙水處理車間處理 後，廢液出水水質中油類含量為50 100mg/L，達到《汙水綜合排放標準》GB8978-1996第一 類水質要求，氣浮單元回收的浮油浮渣送入下一單元煉製回收其中的油資源。
實施例2:來自某機械加工廠的廢乳化液，COD高達50000 80000mg/L，採用本發明所 述方法和裝置對該廢液進行處理，處理量為25.0t/d，裝置穩定運行l個月，去汙水處理車間處 理後，廢液出水水質中油類含量為20 50mg/L，達到《汙水綜合排放標準》GB8978-1996第 一類水質要求，氣浮單元回收的浮油浮渣送入下一單元煉製回收其中的油資源。
權利要求
1. 一種超濾膜法處理高濃度多種類廢乳化液的方法及裝置，其特徵在於包括以下過程(1) 廢乳化液通過卸料泵進入乳化液貯罐，貯罐內的廢液液位達到一定高度後，啟動 乳化液提升泵，泵後投加高效破乳劑A、 B進行破乳，同時投加pH調節劑，將乳化液輸送至 一級氣浮系統；(2) 氣浮的溶氣泵自後續中間水箱取水，回流至氣浮系統作為溶氣水，提高溶氣泵壽命， 稀釋了廢水濃度，改善氣浮處理效果；(3) 溶氣氣浮系統出水進入中間水箱，再經過二級提升泵提升至超濾系統；(4) 超濾系統清洗廢水通過廢水管路返送入乳化液儲罐，作進一步處理，超濾濃縮液回 流到氣浮池，用刮板分離浮油，並對浮油進行回收，超濾出水投加破乳劑C和絮凝劑，微調 pH值，並送入二級氣浮系統；(5) 若二級氣浮系統出水達標，通過超越管直接進入清水箱，若超濾出水COD值超標， 或乳化液水質發生變化時，啟動吸附系統，之後再送入清水箱，以保障出水水質。
2. 按照權利要求l所述的一種高濃度多種類廢乳化液處理方法及裝置，其特徵在於所 述廢乳化液為高濃度、多種類的廢乳化液，乳化油濃度可達10%~15%，甚至更高。
3. 按照權利要求l所述的一種高濃度多種類廢乳化液處理方法及裝置，其特徵在於所 述一級氣浮系統為高效溶氣氣浮，包括混凝和氣浮兩個部分，混凝藥劑採用高效破乳劑。
4. 按照權利要求1所述的一種超濾膜法處理高濃度多種類廢乳化液的方法及裝置，其特 徵在於所述超濾系統用的膜為無機陶瓷膜或有機膜。
5. 按照權利要求1所述的一種超濾膜法處理高濃度多種類廢乳化液的方法及裝置，其特 徵在於所述二級氣浮系統為電解氣浮，氣泡載荷大，汙染物去除率高。
6. 按照權利要求1所述的一種超濾膜法處理高濃度多種類廢乳化液的方法及裝置，其特徵在於所述吸附系統為活性炭過濾系統。
7. 按照權利要求3所述的一種超濾膜法處理高濃度多種類廢乳化液的方法及裝置，其特徵在於氣浮的溶氣泵自後續中間水箱取水。
8. 按照權利要求4所述的一種超濾膜法處理高濃度多種類廢乳化液的方法及裝置，其特 徵在於所述有機膜的材料可以為聚偏氟乙烯(PVDF)、聚四氟乙烯(PTFE)等。
9. 按照權利要求4所述的一種超濾膜法處理高濃度多種類廢乳化液的方法及裝置，其特徵在於所述超濾系統對含油濃縮液進行多次濃縮，濃縮液回流到氣浮池。
10. 按照權利要求4所述的一種超濾膜法處理高濃度多種類廢乳化液的方法及裝置，其 特徵在於所述超濾系統的清洗廢水通過廢水管路返送入乳化液貯罐，作進一步處理。
全文摘要
本發明公開了一種採用超濾膜法處理高濃度多種類廢乳化液的方法及實現該方法的裝置，屬於廢水及廢液處理技術領域。本發明主體工藝為「溶氣氣浮—超濾膜—電解氣浮」，採用高效溶氣氣浮系統，有效減少藥劑用量，促進破乳效果，氣浮溶氣水取自後續中間水箱，靈活調節稀釋廢水濃度，增加了系統運行穩定性和抗衝擊負荷能力。超濾系統選用通量大、分離效率高、膜壽命長的超濾膜，實現油水分離，同時對乳化液進行多次濃縮，回收浮油，超濾清洗廢水回流後重新處理，減少了廢液排放。電解氣浮去除廢水中殘留乳化油和溶解的油類，進一步降低出水COD值。原水水質發生變化時，活性炭吸附單元保證出水水質達標。本發明方法和裝置可處理高濃度、多種類的廢乳化液，工藝簡潔合理，出水水質良好，裝置布局緊湊，便於自動化控制，同時又可以實現乳化液的回收，實現變廢為寶和循環經濟。
文檔編號C02F1/44GK101311127SQ20081008939
公開日2008年11月26日 申請日期2008年4月16日 優先權日2008年4月16日
發明者範正虹, 邢林林, 陳福泰, 麻麗峰 申請人:北京清大國華環保科技有限公司