膜技术被称为21世纪的水处理技术,是近40年来发展最迅速、应用最广泛的技术。冷轧厂乳化液(含油)废水处理领域,也是膜技术最重要的应用领域之一。
冷轧厂乳化液(含油)废水是钢铁行业冷轧厂生产过程产生的一种废水,主要成分为2%~10%的矿物油和乳化剂,性质十分稳定,用一般物理和生化方法难以得到理想的处理效果,通常出水含油量为800~1000mg/L,达不到环保排放的要求。
冷轧厂乳化液(含油)废水的处理方法有:重力分离法、颗粒化法、深层过滤法、气浮分离法和超滤膜分离法。重力分离法、颗粒化法和气浮分离法的去除率较低,出水含油量高,只能作为含油废水的预处理;超滤膜分离法具有去除效率高,出水效果好的优点,具体分为有机超滤膜分离法和无机超滤膜分离法。
有机超滤膜分离法,主要应用于大型钢铁项目,冷轧厂乳化液超滤膜处理也在其中。乳化液通过有机超滤膜处理后,出水含油量为10~30mg/L。目前在国内设计、制造和安装的首套乳化液有机超滤膜处理系统,出水已达到了引进超滤装置的水平。有机超滤膜具有系统结构简单,出水水质好的优点。但有机膜还有明显的缺陷,存在耐油、耐温性能差、使用寿命短的缺点。近几年冷轧厂乳化液(含油)废水处理膜已由有机超滤膜转为无机陶瓷膜。
无机陶瓷膜是以Al2O3多孔陶瓷为支撑体的氧化铝膜,其具有耐高温(800℃)、耐高压(1MPa)、耐腐蚀、抗微生物侵蚀等优点,因此已应用于石油开采(油田注入水的处理)、食品饮料、制药、生物工程、污水处理及饮用水净化等领域。无机陶瓷膜对液体中所含机械杂质的分离主要依据筛分理论,可以进行油水分离是因为无机陶瓷膜是一种极性膜,具有亲水疏油的特性,水与膜的界面能小于油与膜的界面能,所以在相同的压力下,水比油容易通过膜孔而实现分离。因此,无机陶瓷膜在冷轧厂乳化液(含油)废水处理应用上有广阔的前景。
由于无机陶瓷微滤膜处理冷轧厂乳化液(含油)废水在国内的应用时间较短,对其处理系统了解不多。本文结合一些工程实际,介绍了该工艺的系统及组成。
2处理系统进出水水质
无机陶瓷微滤膜处理冷轧厂乳化液(含油)废水处理系统;利用小型污水处理设备对进出水进行初级处理。机陶瓷微滤膜处理冷轧厂乳化液(含油)废水处理系统进出水质对比
3.1调节池预处理
来自冷轧厂的废乳化液及部分含油废水首先进入格栅除污机,除去大颗粒悬浮物。然后进入气浮机预处理调节池。调节池接收间断和连续来的含油废水,起均质均量调节作用,同时起到浮油直接回收和颗粒沉淀作用。经预处理后的含油废水通过提升泵送至纸带过滤机。在调节池上设有刮油刮渣机,将池底沉渣刮到渣坑中;浮油通过悬浮式吸油泵送至废油回收箱。沉渣将被泵往冷轧其它系统浓缩处理或集中挖出焚烧。废水提升泵受调节池和循环池液位计的控制;由在线温度检测仪调节蒸汽加热;由在线pH表指示调节池酸碱性。
3.2纸带过滤机过滤处理
调节池中含油废水被泵送至超滤循环池前,通过具有磁过滤纸带的过滤机进行过滤,去除废水中大于5μm的金属或非金属颗粒。
3.3超滤处理及辅助装置
供料泵将循环池含油废水送至循环泵入口,与大回流液混合进入超滤膜,一部分通过膜,成为净化的渗滤液,大部分进行大回流,还有一部分回流至循环池。通过供料泵连续给料,循环泵工作,并经调节形成一个超滤管正常工作所必须的压力网。
该系统包括循环池、超滤管、供料泵、循环泵、液位传感器、压力传感器、温度传感器、流量传感器及各种自控阀门。蒸汽加热管、压力和温度报警和保护装置与有机膜系统相同。
3.4超滤膜处理系统清洗
系统共设一套清洗装置,清洗过程分漂洗、碱洗、酸洗。在整个清洗过程中,清洗泵和循环泵均投入工作。清洗时,先漂洗一段时间,而后自动投入酸洗和碱洗工作。正常清洗采用碱性清洗液清洗,并定期加用酸性清洗液清洗,以提高清洗质量。清洗后达到的效果以在清洗过程中超滤净水量的增量为指标,由流量传感器计算机数模转换CRT显示并参与控制,清洗结束后即可重新投入超滤运行。
超滤膜清洗装置由漂洗池、碱洗池、酸洗池和清洗泵组成。在每个池中设有蒸汽加热管,由池内的在线温度表检测废水温度,通过装设在管道上的阀控制蒸汽加量,以保证超滤管所需的最佳工艺温度。各个池内都设有液位计,指示各池的液位。
3.5废油收集与输送
收集调节池分离出的废油及分解箱废油。蒸汽将废油加热至80℃,以便于输送。运输车定期将废油送出。
4结论
(1)采用无机陶瓷微滤膜工艺,经过多次工程实际应用证明,用于处理冷轧厂乳化液(含油)废水是完全可行的。
(2)无机陶瓷微滤膜处理冷轧厂乳化液(含油)废水,出水目前还达不到国家的排放要求(油≤10mg/L),出水需采用MBR等生化处理。
(3)废油处理可采用硝酸处理,也可采用破乳剂进行处理。
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