一种煤化工废水两级强化混凝除油的预处理方法
【专利摘要】本发明涉及一种煤化工废水两级强化混凝除油的预处理方法，具体步骤为：(1)一级混凝?浮沉处理：将隔油池的出水引入一级混凝池中，向一级混凝池中先加入无机高分子混凝剂，形成小絮体后再加入有机高分子絮凝剂使絮体变大，一级混凝池出水流入浮沉池进行油、水分离；(2)二级混凝?气浮处理：将浮沉池的出水引入二级混凝池中，向二级混凝池中先后加入无机高分子混凝剂与有机高分子絮凝剂，二级混凝池出水进入气浮池，在气浮池内采取气浮的方式进行二级强化混凝除油处理，使得气浮池出水含油量低于80?100mg/L，适于后续的生化处理过程。与现有技术相比，本发明具有除油效能好、运行稳定、处理成本低等优点。
【专利说明】
一种煤化工废水两级强化混凝除油的预处理方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种污水的预处理方法，尤其是涉及一种煤化工废水两级强化混凝除 油的预处理方法。
【背景技术】
[0002] 我国淡水资源贫乏，人均占有量仅为世界平均值的1/4，并且分布不均衡，尤其水 资源与煤炭资源呈逆向分布，当前水资源已成为影响我国煤化工产业发展的首要因素。然 而我国在引进和发展煤化工核心技术时，往往没有及时引进和发展煤化工废水处理技术， 其配套废水处理技术落后。
[0003] 煤化工废水是一种污染物成分极其复杂、难降解物质较多的高浓度有机废水，含 有油类、酚类、氰化物、硫化物等多种污染物。其中油类污染物虽不属于我国优先控制的污 染物质，但在煤化工废水中也属于难处理污染物，如果处理不好，会影响后续处理单元的正 常运行。
[0004] 煤化工废水主要来自于煤炭热加工和煤气净化过程及煤化工产品的精制过程。其 中，煤化工废水中油类主要是焦油，焦油在水中的存在形式主要以浮油、分散油、乳化油、溶 解油、油-固体物等5种物理状态存在。传统的含油污水处理方法包括气浮法、过滤法、粗粒 化法等。但是煤化工废水含有挥发酚、氨等物质，气浮法易夹带逸出，对环境造成恶劣影响。 煤化工废水也具有一定的粉尘量和黏度，使用过滤法需要进行反洗，操作复杂。而粗粒化法 对废水的含尘量要求也很高，若含尘量太高，会造成材料堵塞。
[0005] 化学破乳法是应用比较广泛的一种破乳方法，主要利用破乳剂改变油水界面性质 和膜强度。采用化学破乳法要充分考虑其化学破乳剂对后续蒸氨、萃取脱酚等工序的影响， 以及破乳剂的使用成本。而解决该问题，需要选择合适的工艺，提高除油效率。
【发明内容】
[0006] 本发明基于一级混凝气浮除油效果不明显且运行成本较高等的现状，提出了一种 煤化工废水两级强化混凝除油的预处理方法。
[0007] 本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0008] -种煤化工废水两级强化混凝除油的预处理方法，采用复合絮凝剂通过两级强化 混凝除油的方式去除废水中高浓度的乳化油，使得煤化工废水中含油量低于80-100mg/L， 适于后续的生化处理过程。该方法包括以下步骤：
[0009] (1)-级混凝-浮沉处理:将隔油池的出水引入一级混凝池中，向一级混凝池中先 加入无机高分子混凝剂，形成小絮体后再加入有机高分子絮凝剂使絮体变大，一级混凝池 出水流入浮沉池进行油、水分离；
[0010] (2)二级混凝-气浮处理:将浮沉池的出水引入二级混凝池中，向二级混凝池中先 后加入无机高分子混凝剂与有机高分子絮凝剂，二级混凝池出水进入气浮池，在气浮池内 采取气浮的方式进行二级强化混凝除油处理，使得气浮池出水含油量低于80-100mg/L。
[0011] 一级混凝-浮沉处理与二级混凝-气浮处理步骤中，所述的无机高分子混凝剂选自 聚合氯化铝或聚合氯化铁，优选聚合氯化铝，同种用量下，聚合氯化铝的脱除效率比聚合氯 化铁好。无机高分子混凝剂作为破乳剂使用。
[0012] 一级混凝-浮沉处理与二级混凝-气浮处理步骤中，所述的有机高分子絮凝剂选用 聚丙烯酰胺，可以将聚合物高分子链在悬浮的颗粒与颗粒之间发生架桥作用，使得颗粒与 颗粒之间聚集，更有利于其沉降过程。
[0013] 一级混凝-浮沉处理步骤中，所述的无机高分子混凝剂投加量为200~300mg/L，所 述的有机高分子絮凝剂投加量为3~5mg/L。二级混凝-气浮处理步骤中，所述的无机高分子 混凝剂投加量为200~300mg/L，所述的有机高分子絮凝剂投加量为5~7mg/L。二级混凝-气 浮处理过程有机高分子絮凝剂的投加量比一级混凝-浮沉处理过程投加量多，是因为一级 混凝气浮沉淀过程中有大量较容易去除的乳化油，易形成较大絮体，所以投加有机高分子 絮凝剂的量少;而二级强化混凝气浮过程中超稳定乳化油难形成较大絮体，所以投加有机 高分子絮凝剂的量大一点。
[0014] 一级混凝-浮沉处理步骤中，采用部分溶气气浮，控制溶气罐的压力为0.4~ 0.5Mpa，这是因为一级混凝-浮沉处理中产生的絮体多且大，因此需要适当增大进气量，并 增加溶气罐压力以减小气泡体积。气浮沉淀停留时间控制在20~30min。如果停留时间太 短，不利于絮体的沉淀;如果停留时间太长，因为气浮形成的气泡絮凝体在较长的停留时间 下因气泡破裂，絮凝体下沉。
[0015] 二级混凝-气浮处理步骤中，采用部分溶气气浮，控制溶气罐的压力为0.2~ 0.3MPa，二级混凝-气浮处理过程应适当减小进气量并增大气泡体积。气浮停留时间控制在 10~15min，是因为实验中投加了混凝剂PAC，如果停留时间过长，混凝剂形成的絮凝体增大 比重加重，当重力大于其浮力便会下沉，从而影响气浮的处理效果。
[0016] 一级混凝-浮沉处理步骤中，所采用的浮沉池包括池体，池体内按水流方向依次为 进水区、浮沉区及出水区，在进水区连接有进水管，且在进水区内设有搅拌桨，在浮沉区设 有与进水区相连通的用于溶气水进入的溶气水进口，所述的浮沉区内上层为气浮区，下层 为沉淀区，在气浮区设有刮渣机并设有渣斗出口，在气浮区与沉淀区之间设有缓冲区，在缓 冲区内设有集水管，集水管伸出至出水区，在出水区设有出水口。
[0017] 所采用的浮沉池的结构特性为：
[0018] (1)在气浮区与沉淀区之间设置一缓冲区，其高度为0.5-0.8m，故气浮池水深较传 统气浮池水深超出0.5-0.8m;
[0019] (2)溶气水进口位于气浮区下缘1/4-1/3深度处；
[0020] (3)集水管位于距沉淀区上缘0.3-0.5m处，采用支架固定于池内壁；
[0021 ] (4)为平稳池内水流流态，池体内水流上升速度为0.5-1. Omm/s;
[0022] (5)为避免集水孔水流流速过快形成抽吸现象，进而干扰沉淀区水流稳定，集水管 上开设有集水孔，集水孔的水流流速为〇. 3-0.5m/s，集水孔与水平成45°角，分二排交错排 列。
[0023]本发明中二级混凝-气浮过程，控制溶气罐的压力为0.2~0.3MPa，二级混凝气浮 过程应适当减小进气量并增大气泡体积。气浮停留时间控制在10~15min，是因为实验中投 加了混凝剂PAC，如果停留时间过长，混凝剂形成的絮凝体增大比重加重，当重力大于其浮 力便会下沉，从而影响气浮的处理效果。
[0024]与现有技术相比，本发明利用无机高分子混凝剂与有机高分子絮凝剂，通过二级 强化混凝气浮沉淀对煤化工废水进行预处理。一方面，可以加强对废水中乳化油的去除，使 得废水中含油量不超过l〇〇mg/L，有利于后续的生化处理过程;另一方面，可适当降低废水 的浊度、色度、高分子有机物以及某些重金属有毒物质，有利于水质的净化。本发明工艺原 理明晰合理、运行稳定、处理成本低，且不存在二次污染问题，具有较高的实用价值和环境、 经济效益。
【附图说明】
[0025]图1为本发明工艺流程示意图；
[0026]图2为浮沉池的结构示意图。
【具体实施方式】
[0027] -种煤化工废水两级强化混凝除油的预处理方法，其流程如图1所示，该方法包括 以下步骤：
[0028] (1)一级混凝-浮沉处理:将隔油池的出水引入一级混凝池中，向一级混凝池中先 加入无机高分子混凝剂，形成小絮体后再加入有机高分子絮凝剂使絮体变大，一级混凝池 出水流入浮沉池进行油、水分离；
[0029] (2)二级混凝-气浮处理:将浮沉池的出水引入二级混凝池中，向二级混凝池中先 后加入无机高分子混凝剂与有机高分子絮凝剂，二级混凝池出水进入气浮池，在气浮池内 采取气浮的方式进行二级强化混凝除油处理，使得气浮池出水含油量低于80-100mg/L。
[0030] 一级混凝-浮沉处理步骤中，所采用的浮沉池如图2所示，包括池体，池体内按水流 方向依次为进水区、浮沉区及出水区，在进水区连接有进水管1，且在进水区内设有搅拌桨 2,在浮沉区设有与进水区相连通的用于溶气水进入的溶气水进口 6,浮沉区内上层为气浮 区3,下层为沉淀区5,在气浮区3设有刮渣机7并设有渣斗出口 8,在气浮区3与沉淀区5之间 设有缓冲区4，在缓冲区4内设有集水管9，集水管9伸出至出水区，在出水区设有出水口 11， 在沉淀区5连接有用于污泥排放的排泥管10,所采用的浮沉池的结构特性为：
[0031] (1)在气浮区与沉淀区之间设置一缓冲区，其高度为0.5-0.8m，故气浮池水深较传 统气浮池水深超出0.5-0.8m;
[0032] (2)溶气水进口位于气浮区下缘1/4-1/3深度处；
[0033] (3)集水管位于距沉淀区上缘0.3-0.5m处，采用支架固定于池内壁；
[0034] (4)为平稳池内水流流态，池体内水流上升速度为0.5-1. Omm/s;
[0035] (5)为避免集水孔水流流速过快形成抽吸现象，进而干扰沉淀区水流稳定，集水管 上开设有集水孔，集水孔的水流流速为〇. 3-0.5m/s，集水孔与水平成45°角，分二排交错排 列。
[0036]下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。
[0037]在下列实施例中，所用的煤化工废水中化学需氧量(COD)的浓度，采用重铬酸钾法 (GB11914-89)测定;总油的浓度，采用重量法(CJ/T51 -2004)测定。
[0038] 实施例
[0039] 本实施例以新疆某煤制气废水为处理对象。该处理废水中COD浓度为17061mg/L， 丁咐农度为699211^/1，氨氮浓度为313511^/1，总油浓度为149611^/1，？!1值为8.82。重力除油后 隔油池出水中总油浓度为1284mg/L，总油去除率14.2 %。
[0040] (1)将隔油池的出水引入一级混凝池中，向一级混凝池中先加入无机高分子混凝 剂，形成小絮体后再加入有机高分子絮凝剂使絮体变大，一级混凝池出水流入浮沉池进行 油、水分离；
[0041] A.考查在不同投加量条件下，分别以聚合氯化铝和聚合氯化铁为混凝剂探究COD 和总油的去除情况，结果如表1所示。
[0042] 表1总油的变化情况
[0044]由表1可见，以聚合氯化铝作为混凝剂对总油的去除效果明显高于聚合氯化铁。在 投加量为〇.48kg/t水时总油的浓度为275mg/L，去除率达到78%。之后继续增加混凝剂的投 加量，总油的去除率也没有明显的增大，所以我们选择聚合氯化铝为混凝剂，最佳投加量为 0·48Kg/t水。
[0045] B.考查在不同pH条件下，加入0.48Kg/t水的聚合氯化铝和IOg/1水的聚丙烯酰胺时 COD和总油的去除情况，结果如表2所示。
[0046] 表2C0D和总油的变化情况
[0049]由表2可见，在pH = 7的时候，总油的浓度最低为275mg/L，去除率达到78%;C0D的 浓度为12600mg/L，去除率达到26%。在酸性和碱性条件下，COD和总油的去除率均较低，故 选择pH=7时投加复合絮凝剂。
[0050] (2)二级混凝-气浮处理:将浮沉池的出水引入二级混凝池中，向二级混凝池中先 后加入无机高分子混凝剂与有机高分子絮凝剂，二级混凝池出水进入气浮池，在气浮池内 采取气浮的方式进行二级强化混凝除油处理，使得气浮池出水含油量低于80-100mg/L。如 果采用一次絮凝沉淀，最终出水中含油量为275mg/L，去除率为78% ;若采用二级强化混凝 除油技术(即将复合絮凝剂分两次投加），其中一级混凝气浮沉淀除油过程中混凝剂的投加 量为200~300mg/L，聚丙烯酰胺的投加量为3~5mg/L，出水中含油量为438mg/L;二级混凝 气浮池中混凝剂的投加量为200~300mg/L，聚丙烯酰胺的投加量为5~7mg/L，出水85mg/L， 去除率为93%，比一次混凝气浮除油效率提高了 15%。
[0051]上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。 熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般 原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领 域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的 保护范围之内。
【主权项】
1. 一种煤化工废水两级强化混凝除油的预处理方法，其特征在于，采用复合絮凝剂通 过两级强化混凝除油的方式去除废水中高浓度的乳化油，使得煤化工废水中含油量低于 80-100mg/L〇2. 根据权利要求1所述的一种煤化工废水两级强化混凝除油的预处理方法，其特征在 于，该方法包括以下步骤： (1) 一级混凝-浮沉处理：将隔油池的出水引入一级混凝池中，向一级混凝池中先加入 无机高分子混凝剂，形成小絮体后再加入有机高分子絮凝剂使絮体变大，一级混凝池出水 流入浮沉池进行油、水分离； (2) 二级混凝-气浮处理：将浮沉池的出水引入二级混凝池中，向二级混凝池中先后加 入无机高分子混凝剂与有机高分子絮凝剂，二级混凝池出水进入气浮池，在气浮池内采取 气浮的方式进行二级强化混凝除油处理，使得气浮池出水含油量低于80-100mg/L。3. 根据权利要求2所述的一种煤化工废水两级强化混凝除油的预处理方法，其特征在 于，一级混凝-浮沉处理与二级混凝-气浮处理步骤中，所述的无机高分子混凝剂选自聚合 氯化铝或聚合氯化铁。4. 根据权利要求2所述的一种煤化工废水两级强化混凝除油的预处理方法，其特征在 于，一级混凝-浮沉处理与二级混凝-气浮处理步骤中，所述的有机高分子絮凝剂选用聚丙 烯酰胺。5. 根据权利要求2所述的一种煤化工废水两级强化混凝除油的预处理方法，其特征在 于，一级混凝-浮沉处理步骤中，所述的无机高分子混凝剂投加量为200~300mg/L，所述的 有机高分子絮凝剂投加量为3~5mg/L。6. 根据权利要求2所述的一种煤化工废水两级强化混凝除油的预处理方法，其特征在 于，二级混凝-气浮处理步骤中，所述的无机高分子混凝剂投加量为200~300mg/L，所述的 有机高分子絮凝剂投加量为5~7mg/L。7. 根据权利要求2所述的一种煤化工废水两级强化混凝除油的预处理方法，其特征在 于，一级混凝-浮沉处理步骤中，采用部分溶气气浮，控制溶气罐的压力为0.4~0.5Mpa，气 浮沉淀停留时间控制在20~30min。8. 根据权利要求2所述的一种煤化工废水两级强化混凝除油的预处理方法，其特征在 于，二级混凝-气浮处理步骤中，采用部分溶气气浮，控制溶气罐的压力为0.2~0.3MPa，气 浮停留时间控制在10~15min。9. 根据权利要求2所述的一种煤化工废水两级强化混凝除油的预处理方法，其特征在 于，一级混凝-浮沉处理步骤中，所采用的浮沉池包括池体，池体内按水流方向依次为进水 区、浮沉区及出水区，在进水区连接有进水管，且在进水区内设有搅拌桨，在浮沉区设有与 进水区相连通的溶气水进口，所述的浮沉区内上层为气浮区，下层为沉淀区，在气浮区设有 刮渣机并设有渣斗出口，在气浮区与沉淀区之间设有缓冲区，在缓冲区内设有集水管，集水 管伸出至出水区，在出水区设有出水口。10. 根据权利要求9所述的一种煤化工废水两级强化混凝除油的预处理方法，其特征在 于，所采用的浮沉池的结构特性为： (1) 在气浮区与沉淀区之间设置一缓冲区，其高度为〇. 5-0.8m; (2) 溶气水进口位于气浮区下缘1/4-1/3深度处； (3) 集水管位于距沉淀区上缘0.3-0.5m处，采用支架固定于池内壁； (4) 池体内水流上升速度为0.5-1.Omm/s; (5) 集水孔的水流流速为0.3-0.5m/s，集水孔与水平成45°角，分二排交错排列。
【文档编号】C02F103/10GK105923830SQ201610414926
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年6月14日
【发明人】陈秀荣, 张玉莹, 庄有军, 李佳慧, 于泽亚, 王璐, 徐燕
【申请人】华东理工大学