冷軋含油廢水預(yù)處理氣浮試驗(yàn)研究

第第頁冷軋含油廢水預(yù)處理氣浮試驗(yàn)研究冷軋含油及乳化液廢水具有成分復(fù)雜,化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,水質(zhì)變化幅度大,CODCr達(dá)標(biāo)排放困難等特點(diǎn),而成為冷軋廢水最難處理的一類污水。目前,針對(duì)此類廢水處理,寶鋼等國(guó)內(nèi)諸多鋼廠均采用無機(jī)陶瓷膜超濾裝置+生物接觸氧化技術(shù)。但真正做到CODCr穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放的企業(yè)并不多,為此,有的鋼企積極進(jìn)行技術(shù)探索,例如:邯鋼應(yīng)用固定化微生物技術(shù)來降解冷軋含油廢水中的COD,Gaia-BAF出水COD可穩(wěn)定保持在85~98mg/L,小于100mg/L。但新國(guó)標(biāo)規(guī)定2023年1月1日起,總排口CODCr的排放標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)小于70mg/L,達(dá)標(biāo)企業(yè)更是少之甚少,迫使許多鋼廠進(jìn)行技術(shù)改造,馬鋼2130冷軋經(jīng)技改后CODCr排放達(dá)標(biāo),寶鋼2030冷軋正在技改之中。

武鋼某冷軋廠含油及乳化液廢水處理主要采用無機(jī)陶瓷膜超濾加生物接觸氧化法工藝。自投產(chǎn)以來,一直存在下列問題:乳化液調(diào)節(jié)池加熱破乳回收上層浮油效果不佳,易存在皂化現(xiàn)象;超濾循環(huán)箱CODCr濃度富集,出水CODCr濃度太高;生化池容積小,停留時(shí)間短,CODCr去除率低,出水CODCr偏高;生化池二沉池出水CODCr一直在1000mg/L以上,導(dǎo)致整個(gè)廢水處理系統(tǒng)最終排口CODCr不合格。

綜上,含油乳化液廢水系統(tǒng)超濾進(jìn)水CODCr較高,超出設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì),而超濾去除CODCr能力有限,導(dǎo)致超濾出水CODCr較高,不滿足生物接觸氧化池進(jìn)水水質(zhì),以致最終排口CODCr超標(biāo)。所以,本研究開展了超濾前增加氣浮設(shè)備進(jìn)行預(yù)處理試驗(yàn),以降低超濾進(jìn)水CODCr值,達(dá)到設(shè)計(jì)要求。內(nèi)容包括:尋找合適的酸及最佳破乳pH范圍;篩選合適的混凝劑和絮凝劑,確定最佳投加濃度,并進(jìn)行中試試驗(yàn)。其目的就是獲得最佳工藝參數(shù),論證氣浮+超濾+生物接觸氧化的處理效果,以滿足CODCr排放要求?，F(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果表示:無論進(jìn)水CODCr高低,氣浮裝置的去除率均為90%左右,能很好解決冷軋含油乳化液廢水預(yù)處理問題,能保證總排口CODCr達(dá)標(biāo)排放。

1實(shí)驗(yàn)

1.1試驗(yàn)裝置：車間排來的含油乳化液廢水由調(diào)節(jié)池收集,并調(diào)節(jié)到一定溫度和水質(zhì)要求,加熱破乳回收上層浮油。投加適當(dāng)?shù)乃?、混凝劑、絮凝劑?用氣浮法分離去除乳化態(tài)的油及污染物。用超濾裝置截留小顆粒油珠和大分子溶解性有機(jī)物。剩余極少量膠體狀油珠及小分子水溶性有機(jī)污染物利用經(jīng)過馴化的微生物進(jìn)行生化降解。生化出水經(jīng)斜板池澄清后排至酸堿廢水系統(tǒng)進(jìn)一步處理,最終實(shí)現(xiàn)CODCr達(dá)標(biāo)排放。

1.2廢水的水質(zhì)和水量

1.2.1設(shè)計(jì)水質(zhì)

1.2.2實(shí)際運(yùn)行水質(zhì)：含油乳化液廢水系統(tǒng)(含濃堿廢水)設(shè)計(jì)平均水量24m3/h,來水主要污染物指標(biāo)CODCr在10000~20000mg/L之間,pH在9~14之間。超濾進(jìn)水CODCr在20000~40000mg/L。生物接觸氧化池進(jìn)水CODCr在2800~4000mg/L。二沉池出水CODCr在1000mg/L以上。由此可知,超濾進(jìn)水CODCr含量大于設(shè)計(jì)值,導(dǎo)致超濾出水CODCr值超出生物接觸氧化池設(shè)計(jì)要求。

1.3試驗(yàn)藥劑：濃鹽酸,市售,工業(yè)級(jí),質(zhì)量分?jǐn)?shù)為31%;濃硫酸,市售,工業(yè)級(jí),分量分?jǐn)?shù)為98%;濃硝酸,市售,工業(yè)級(jí),質(zhì)量分?jǐn)?shù)為46%。上述酸使用時(shí)配制1:1溶液。聚合氯化鋁(PAC),市售,含Al2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)為28%;聚合氯化鋁鐵(PAFC),市售,含Al2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)為27%,Fe2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4%;聚合硫酸鐵(PFS),市售,含全鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為19%;三氯化鐵(FeCl3),市售,純度為96%;明礬,市售,含硫酸鋁鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%。上述混凝劑使用時(shí)配制5%溶液。聚丙烯酰胺(PAM),陰離子型,法國(guó)產(chǎn),分子量1200萬,使用時(shí)配制0.1%溶液。

1.4試驗(yàn)方法

1.4.1燒杯小試試驗(yàn)：氣浮裝置進(jìn)水酸破乳試驗(yàn);混凝劑和絮凝劑的種類和用量篩選試驗(yàn),分別取氣浮進(jìn)水100mL,投加各種藥劑后,在攪拌器150r/min下攪拌5min后,沉淀30min,取上清液測(cè)CODCr。

1.4.2現(xiàn)場(chǎng)中試試驗(yàn)按照?qǐng)D1所示流程,依次投加小試試驗(yàn)確定的藥劑,最后取出水檢測(cè)CODCr指標(biāo)

1.5分析方法：CODCr采用快速消解分光光度法(HJ/T399-2023),儀器采用CM-02型臺(tái)式測(cè)定儀(北京雙暉京承電子產(chǎn)品有限公司);pH值采用玻璃電極法(GB/T6920-1986),儀器采用PHS-3C型pH計(jì)(上海精科儀器有限公司)。

2結(jié)果與討論

2.1小試試驗(yàn)

2.1.1不同pH值對(duì)破乳的影響：武鋼某冷軋含油乳化液一般呈堿性,取其100mL為試驗(yàn)水樣。用11鹽酸調(diào)節(jié)其pH,分別用PAC、PAFC、PFS、FeCl3和明礬作混凝劑,投加量為100mg,再分別加入陰離子PAM絮凝劑1mg,攪拌5min后,混凝沉降30min,待水樣沉淀完全后,取上清液考察在不同pH條件下CODCr的去除情況,原水CODCr為15345mg/L。

由表2可以看出,

隨著pH值的減小,試驗(yàn)水樣的CODCr去除率均逐漸增加,但超過極限值后,CODCr的去除率不再增加。在陰離子PAM投加量、進(jìn)水CODCr含量、pH變動(dòng)較大的情況下,投加PAC、PAFC、PFS的試驗(yàn)水樣,CODCr去除率保持規(guī)律性地穩(wěn)定變化。在pH10的水質(zhì)條件下,投加PFS試驗(yàn)水樣的CODCr去除率最高,幾乎均在89%以上。加入混凝劑PFS的試驗(yàn)水樣,pH從8.24下降至5.57時(shí),CODCr平均去除率從56%增加至92%,但pH持續(xù)下降時(shí)CODCr去除率變化不大。由以上可得,最佳pH為8.0~9.0,最佳混凝劑為PFS。

2.1.2酸的選擇對(duì)CODCr的影響：由表2可得,武鋼某冷軋含油乳化液在pH10條件下,有利于混凝劑破乳。而武鋼某冷軋含油乳化液pH一般高于13,故在投加混凝劑前需調(diào)節(jié)pH?，F(xiàn)分別用H2SO4、HNO3、HCl調(diào)節(jié)試驗(yàn)水樣pH,考察其對(duì)混凝劑去除CODCr的影響。取100mL武鋼某冷軋含油乳化液為試驗(yàn)水樣,投加混凝劑為100mg,陰離子PAM絮凝劑1mg,原水CODCr為15345mg/L。

由表3結(jié)果可見,

用HNO3調(diào)節(jié)水樣的平均CODCr去除率要高于HCl,略高于H2SO4。在選用混凝劑PFS條件下,用H2SO4的CODCr去除率只比HNO3低1%,考慮到兩者價(jià)格因素,決定選用H2SO4。

2.1.3混凝劑的選擇與劑量確定：分別取100m