南方航空含油废水小试研究报告材料.doc

目 录1 前言12 废水水质调查分析13 小试实验结果1油布洗涤废水混凝处理实验1实验方法23.1.2 实验结果与讨论23.1.3 小结4荧光检验废水Fenton氧化处理实验43.2.1 实验方法43.2.2 实验结果与讨论43.2.3 小结5乳化液膜处理实验53.3.1 实验方法53.3.2 实验结果与讨论63.3.3 小结8乳化液浓缩液破乳实验83.4.1 实验方法83.4.2 实验结果与讨论93.4.3 小结104工艺处理效率估算104.1 主厂区工艺处理效率估算104.2 新厂区工艺处理效率估算105 结论与建议111 前言本实验报告主要对三周以来针对南方航空高浓度含油废水所作的小试研究进展说明总结，小试实验结果为含油废水处理工艺流程的有效性和可靠性提供一定的理论依据。研究报告主要分为三大局部，第一局部是废水水质调查分析，第二局部是模拟相应的处理工艺流程对三种高浓度含油废水进展处理的小试实验结果，第三局部为根据小试实验结果对整套工艺处理效率进展估算。2 废水水质调查分析南方航空公司所提供的三种高浓度含油废水分别为油布洗涤废水、荧光检验废水和乳化液废水，对这三种废水水质的分析主要包括化学需氧量CODcr(COD)、石油类物质含量与pH值，具体测定结果见表1：表1 废水水质废水种类COD(mg/L)石油类(mg/L)pH值油布洗涤废水91631030078荧光检验废水4781250078乳化液废水1075681380093 小试实验结果设计方案中三种废水的处理工艺流程如下：1油布洗涤废水：油布洗涤废水集水池隔油混凝反响气浮沉淀别离陶瓷膜除油系统生化处理2荧光检验废水：荧光检验废水集水池Fenton氧化脱色混凝反响气浮沉淀别离生化处理3乳化液废水：乳化液废水集水池陶瓷膜除油系统混凝反响气浮沉淀别离生化处理4乳化液浓缩液：破乳隔油混凝反响气浮沉淀别离生化处理小试实验模拟工艺流程中的处理步骤，油布洗涤废水小试实验主要针对混凝反响，荧光检验废水小试实验主要为Fenton氧化脱色，乳化液废水小试实验主要为陶瓷膜除油处理，乳化液浓缩液小试实验主要为物理化学法进展破乳处理。混凝处理实验采用混凝方法对油布洗涤废水进展处理，选用了硫酸铝(Al2(SO4)3·18H2O)、硫酸亚铁(FeSO4·7H2O、聚合氯化铝(PAC)三种常用的混凝剂进展比拟实验，其中前两种为无机低分子混凝剂，后一种为无机高分子混凝剂，并采用聚丙烯酰胺PAM作为助凝剂。小试研究采用烧杯搅拌实验法。烧杯搅拌实验是确定混凝剂最优投放剂量使用较多的研究方法，包括快速搅拌、慢速搅拌和静止沉淀三个阶段。本实验于快速搅拌的时候投加一定量的混凝剂和助凝剂，快速搅拌1min，然后改成慢速搅拌，慢速搅拌5min，最后停止搅拌，静置1h，取样进展分析测定。3.1.2 实验结果与讨论油布废水的初始pH为7左右，初始COD=7370mg/L。PAM投加量均为100ml水样中参加浓度的阴离子型PAM溶液5滴即0.2mL。混凝剂PAC+助凝剂PAM原水pH为7左右，且PAC的适宜pHX围为59，因此废水初始pH不需调节。 表2 不同PAC投加量下的处理效果PAC投加量(mg/L)处理后废水的CODmg/LCOD去除率表观处理效果6002770出水混浊 ，乳白色900552出水澄清1200443出水澄清1500490出水澄清图1 PAC投加量和COD去除率的关系由表2和图1可知，当PAC投加量900mg/L时，混凝效果较好，COD去除率均大于90，出水澄清。3.1.2.2 混凝剂Al2(SO4)3·18H2O +助凝剂PAM原水pH为7左右，且Al2(SO4)3·18H2O的适宜pHX围为6.07.8，因此废水初始pH不需调节。表3 不同Al2(SO4)3·18H2O投加量下的处理效果Al2(SO4)3·18H2O投加量(mg/L)处理后废水的CODmg/LCOD去除率表观处理效果4002610出水混浊，乳白色600515出水澄清900716出水澄清1200540出水澄清1500516出水澄清图2 Al2(SO4)3·18H2O投加量和COD去除率的关系由表3和图2可知，当Al2(SO4)3·18H2O投加量600mg/L时，混凝效果较好，COD去除率均大于90，出水澄清。3.1.2.3 混凝剂FeSO4·7H2O +助凝剂PAM原水pH为7左右，而FeSO4·7H2O的适宜pHX围为8.511，因此调节废水pH为9表4 不同FeSO4·7H2O投加量下的处理效果FeSO4·7H2O投加量(mg/L)处理后废水的CODmg/LCOD去除率表观处理效果600978出水混浊，淡黄色900689出水澄清1200525出水澄清1500570出水澄清 图3 FeSO4·7H2O投加量和COD去除率的关系由表4和图3可知，当FeSO4·7H2O投加量900mg/L时，混凝效果较好，COD去除率均大于90，出水澄清。3.1.3 小结从以上实验结果可以看出，三种混凝剂对该种废水均有良好的处理效果，当投加量900mg/L时，COD去除率均大于90，且出水澄清。建议选用聚合氯化铝PAC作混凝剂，PAM作为助凝剂，建议PAC投加量为900mg/L，PAM投加量为2mg/L。因为尽管硫酸铝(Al2(SO4)3·18H2O)和硫酸亚铁(FeSO4·7H2O)的价格较聚合氯化铝(PAC)低，但是前两种药液对设备的腐蚀性很强，且实验过程中发现用前两者作混凝剂时絮体相对较小，絮体上浮较慢。荧光检验废水Fenton氧化处理实验3.2.1 实验方法先用稀H2SO4调节荧光检验废水的pH为3，然后投加双氧水H2O2质量分数30%和硫酸亚铁FeSO4·7H2O并搅拌1h，停止搅拌后，用NaOH溶液调节废水pH10，最后静置沉降2h，取上清夜测量COD。实验首先按照Fenton氧化去除COD的常规用量进展投加，然后依次按比例减少Fenton试剂投加量，考察此时COD 的去除率。3.2.2 实验结果与讨论荧光废水的初始pH为7左右，初始COD=4716mg/L。表5 不同Fenton试剂投加量下的处理效果投加条件Fe2+:H2O2:COD(质量比H2O2(mL/L)FeSO4·7H2O(mg/L)处理后COD(mg/LCOD去除率表观现象常规投量1/4:2:130283澄清1/2常规投量1/8:1:115313澄清1/4常规投量1/16:1/2:1517微混浊图4 Fenton试剂投加量和COD去除率的关系由表5和图4可知，当Fenton投加量是常规用量的1/2时即Fe2+:H2O2:COD(质量比1/8:1:1时)，COD去除效果较好，COD去除率均大于93，出水澄清。3.2.3 小结从以上实验结果可以看出，Fenton氧化对荧光检验废水有良好的处理效果。由于投加常规用量的1/2时COD去除率就达到了93.3%，出水澄清。因此综合处理效果和处理本钱，建议选用投加常规用量的1/2，即Fe2+:H2O2:COD(质量比=1/8:1:1 处理荧光检验废水。乳化液膜处理实验3.3.1 实验设备本实验选用了两个膜厂家分别提供的陶瓷微滤膜处理设备。厂家A的陶瓷膜孔径为40nm，厂家B的陶瓷膜孔径为50nm。3.3.2 实验方法厂家A：乳化液废水先经过工业滤油纸进展简单的过滤，除去废水中的颗粒状杂质与浮油类物质，然后进入陶瓷微滤膜处理系统进展处理。22。随着实验进展，乳化液被不断浓缩，按照浓缩倍数不同分别对滤出液和浓缩液进展取样，测定样品COD和石油类含量。厂家B：1将乳化液废水加热至60702。按照浓缩倍数对滤出液和浓缩液取样，测定COD和石油类含量。2。按照浓缩倍数对滤出液和浓缩液取样，测定COD和石油类含量。3.3.3 实验结果与讨论厂家A：乳化液膜处理实验数据记录见表6。表6实验原始数据浓缩倍数浓缩液体积L温度COD(mg/L)石油类(mg/L)滤出液浓缩液滤出液浓缩液原水602450091000842138004024300117800810184002302535015400085624100320260502190008973420041526200309500980483005122695034150010075340061027100378500102169100由表6数据可计算COD与石油类去除率，结果见表7：表7膜处理实验结果浓缩倍数浓缩液体积(L)温度()COD去除率石油类去除率原水6073.08%93.9%4073.30%23072.14%32071.37%41571.21%51270.38%61070.22%1从COD去除率来看，厂家A所提供的陶瓷膜对该乳化液废水的处理效率可达到72%左右；从石油类去除率来看，陶瓷膜对油类物质的去除率在93%左右。2随着浓缩倍数的升高，该陶瓷膜对该乳化液废水中石油类物质的截流效率比拟稳定，但对COD的去除效率明显降低。3随着膜处理的进展，乳化液废水在处理设备中不断循环的过程中温度是逐渐升高的，而COD与石油类去除率均随温度升高呈现出先升高后降低的趋势，在40时COD与石油类去除率均达最高。厂家B：1乳化液膜处理实验数据记录见表8。表8实验原始数据浓缩倍数COD/mg·L-1石油类/mg·L-1COD去除率石油类去除率滤出液浓缩液滤出液浓缩液原水250008430011701380070.3%91.5%22650014700011832410068.6%91.4%32695020630011913420068.1%91.4%42750029320012014830067.4%91.3%52775033200012155340067.1%91.2%从COD去除率来看，厂家B所提供的陶瓷膜对该乳化液废水的去除效率只有70%左右；从石油类去除率来看，该陶瓷膜的油类去除率可达到91%；随着浓缩倍数的增大膜的处理效率比拟稳定。2乳化液破乳后进膜处理实验数据见表9。表9乳化液破乳后膜处理实验数据浓缩倍数COD/mg·L-1石油类/mg·L-1COD去除率石油类去除率滤出液浓缩液滤出液浓缩液原水188602310081093518.4%13.4%2194002620083595116.1%10.7%3196102830084997515.1%9.2%由上表数据可以看出，乳化液经酸化破乳后，COD由84300mg/L降至23100mg/L，去除率达72.6%，油含量由13800mg/L降至935mg/L，去除率高达93.2%。破乳后的废水再进入陶瓷微滤膜系统处理后COD去除率只有18%，石油类去除率仅达13%。3.3.4 结论1厂家A和厂家B所提供的陶瓷微滤膜处理设备对乳化液废水的COD去除率分别为72%和70%，石油类去除率分别是93%和91%，均未达到预期的处理效率。2浓缩倍数对两家陶瓷膜的油类物质截流效率影响不大，随着浓缩倍数增大，COD和石油类物质的去除效率略有降低，但总体上看效率比拟稳定。3酸化破乳后的乳化液再进入陶瓷膜处理，COD和石油类物质的截流效率均很低，效果不明显。乳化液浓缩液破乳实验破乳实验的处理对象为乳化液浓缩液经过孔径40nm的陶瓷膜浓缩后的乳化液。在前期简单比拟了酸化、盐析和升温破乳处理效果的根底上，决定采用升温破乳，具体实验情况如下。3.4.1 实验方法采用浓盐酸37%调节浓缩液的pH至一定值或者投加一定量的NaCl于浓缩液中，然后将其置于水浴锅内，在一定的温度下破乳1h，然后测定其COD。由于浓缩液的COD绝大局部都来自于其中的油，所以浓缩液中的油可用COD来表示，实验中采用COD的去除率表示破乳效果。3.4.2 实验结果与讨论乳化液浓缩液的初始pH为79，COD为350000mg/L 。表10 升温破乳效果比拟温度()COD去除效率pH2pH3NaCl 1NaCl 3NaCl 5NaCl 1040346090温度()处理后COD(mg/L)pH2pH3NaCl 1NaCl 3NaCl 5NaCl 1040180250209650267050254800224700231000601351001739502471001617004060036750904790062300222600997502625028350图6 升温破乳效果由表10和图6可知，升温破乳效果明显。40时酸化和盐析的效果小于50%。当温度升高到60时，破乳效果明显增强，在破乳温度为60且投加1% NaCl的条件下，酸化较盐析效果差，但也超过了50%，盐析效果如此有很大幅度的提高，除NaCl 1%因投加量不足没有超过50%外，其他均大于50%，当NaCl 投加量为1%时COD去除率%。继续提高破乳温度，当温度达到90 时，盐析效果较60时有所提高，但相差不大，酸化效果有较大幅度的增长，达到80%以上。在实验过程中还发现，升温破乳油层别离明显，而盐析破乳的上浮油质量远远好于酸化破乳的质量，可以进展回收。3.4.3 小结根据以上实验结果，建议采用盐析+升温复合法进展破乳，其中NaCl投加量为5%，温度为90，破乳时间为1h，破乳效率为92%。对于上浮油如此可以进展回收。4工艺处理效率估算4.1 主厂区工艺处理效率估算表11 各工艺去除效果估算参数表处理废水水量90m3/d包括峰值各工艺去除效果估算以COD计废水名称废水水量(m3/d)废水水质COD(mg/L)石油类(mg/L)pH值处理工艺去除效率%剩余COD(mg/L)油布洗涤废水1018000260002000079混凝13501950清洗废水102000500020079隔油，气浮20，3011202800清洁地面废水202005002079隔油，气浮20，30112280荧光检验废水10180003000400047Fenton氧化901800乳化液废水51800003000079陶瓷膜6072000乳化液浓缩液5倍1350000/79破乳(NaCl 5%，90)9228000其它废水20300/79/进生化前合计75/78混合调节/5240假如使COD进入生化池前2000mg/L，膜处理出水应10000mg/L，膜去除效率应该95通过计算可知，采用升温+盐析复合法破乳NaCl 5%，90，经过厂区各种废水混合之后进入生化池前含盐量为700mg/L，符合生化要求。假如膜的去除率为60%，各种废水混合后COD5240mg/L；所以要实现废水进入生化池前COD2000mg/L，膜处理出水COD 应10000mg/L，膜对COD的去除效率应该95%。4.2 新厂区工艺处理效率估算表12各工艺去除效果估算参数表处理废水水量60m3/d各工艺去除效率以COD计设计处理能力60m3/h废水名称废水水量(m3/d)废水水质COD(mg/L)石油类(mg/L)pH值处理工艺去除效率%剩余COD(mg/L)其它含油废水402005002079隔油，气浮15，25127318荧光检验废水5180003000400047Fenton氧化90300400乳化液废水21800003000079膜处理6072000乳化液浓缩液(5倍)350000/79破乳(NaCl 5%，90)9228000进生化前合计47/78混合调节/3000假如使COD进入生化池前2000mg/L，膜处理出水应45000mg/L，膜去除效率应该75通过计算可知，采用升温+盐析复合法破乳NaCl 5%，90，经过厂区各种废水混合之后进入生化池前含盐量为640mg/L，符合生化要求。假如膜的去除率为60%，各种废水混合后COD3000mg/L；假如使废水进入生化池前COD2000mg/L，膜处理出水COD应45000mg/L，膜对COD的去除效率应该75%。5 结论与建议1选用PAC作混凝剂处理油布洗涤废水，当PAC投加量900mg/L时，COD去除率大于90，且出水澄清。建议选用聚合氯化铝PAC作混凝剂，PAM作为助凝剂， PAC投加量为900mg/L，PAM投加量为2mg/L。2Fenton氧化对荧光检验废水有良好的处理效果。投加Fenton试剂常规用量的1/2时COD去除率就达到了93.3%，且出水澄清。建议选用投加常规用量的1/2，即Fe2+:H2O2:COD(质量比=1/8:1:1处理荧光检验废水。3乳化液废水经陶瓷膜微滤系统处理后远未达到预期处理效果，因此膜处理出水需经过后续处理才能达到进生化反响系统的水质标准。4建议采用盐析+升温复合法对浓缩液进展破乳，其中NaCl投加量为5%，温度为90，破乳时间为1h，此时COD去除率达到92.5%。对于上浮油如此可以进展回收。5计算结果明确：采用升温+盐析复合法对浓缩液进展破乳NaCl 5%，90，经过厂区各种废水混合之后，主厂区和新厂区废水进入生化池前含盐量分别为700mg/L和640 mg/L，均符合生化要求。假如膜的去除率为60%，各种废水混合后主厂区混合废水COD5240mg/L，新厂区混合废水COD3000mg/L。所以要实现混合废水进入生化池前COD2000mg/L，主厂区要求膜对COD的去除效率95%，新厂区要求膜对COD的去除效率75 %。