公布日：2022.09.09
申請日：2022.06.20
分類(lèi)號：C02F9/14(2006.01)I;C02F1/24(2006.01)N;C02F1/463(2006.01)N;C02F1/461(2006.01)N;C02F1/56(2006.01)N;C02F3/30(2006.01)N;
C02F3/32(2006.01)N;C02F101/32(2006.01)N
摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種機油廢水的處理方法和處理系統，本發(fā)明提供的機油廢水的處理方法，包括將機油廢水依次經(jīng)過(guò)電絮凝處理、氣浮處理和沉淀處理，并將沉淀處理得到的清液進(jìn)行生化處理和電化學(xué)氧化處理；電化學(xué)氧化處理采用的電化學(xué)氧化陽(yáng)極為BDD(boron‑dopeddiamond摻硼金剛石)；機油廢水中COD含量≥180000mg/L。上述處理方法，能夠有效提高對機油中COD的去除。本發(fā)明還提供了用于實(shí)施上述處理方法的處理系統。
權利要求書(shū)
1.一種機油廢水的處理方法，其特征在于，包括將所述機油廢水依次經(jīng)過(guò)電絮凝處理、氣浮處理和沉淀處理，并將所述沉淀處理得到的清液進(jìn)行生化處理和電化學(xué)氧化處理；所述電化學(xué)氧化處理采用的電化學(xué)氧化陽(yáng)極為BDD；所述機油廢水中COD含量≥180000mg/L。
2.根據權利要求1所述的處理方法，其特征在于，所述電絮凝處理中，所用電絮凝陽(yáng)極(142)的材質(zhì)為摻雜貴金屬的鐵鋁合金。
3.根據權利要求1或2所述的處理方法，其特征在于，所述電絮凝處理的電壓為8-15V。
4.根據權利要求1或2所述的處理方法，其特征在于，所述電絮凝處理的電流為2500-3500A。
5.根據權利要求1所述的處理方法，其特征在于，所述處理方法還包括在所述氣浮處理的過(guò)程中添加絮凝劑；所述絮凝劑包括PAM。
6.根據權利要求1所述的處理方法，其特征在于，所述電化學(xué)氧化處理的電壓為5-10V。
7.根據權利要求1所述的處理方法，其特征在于，所述電化學(xué)氧化處理的電流為4000-8000A。
8.一種實(shí)施如權利要求1-7任一項所述處理方法的處理系統，其特征在于，包括經(jīng)由管道(700)依次連接的電絮凝池(100)、氣浮處理池(200)、沉淀池(300)、生化處理器(400)和電化學(xué)氧化池(500)。
9.根據權利要求8所述的處理系統，其特征在于，所述電絮凝池(100)中設有電絮凝裝置(140)和攪拌系統(130)。
10.根據權利要求9所述的處理系統，其特征在于，所述電絮凝池(100)中設有懸浮物捕捉系統(120)，用于捕捉所述電絮凝裝置(140)絮凝產(chǎn)生的絮凝顆粒。
發(fā)明內容
本發(fā)明旨在至少解決現有技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題之一。為此，本發(fā)明提出一種機油廢水的處理方法，能夠有效提高對機油中COD的去除。
本發(fā)明還提供了用于實(shí)施上述處理方法的處理系統。
根據本發(fā)明的第一方面實(shí)施例的一種機油廢水的處理方法，包括將所述機油廢水依次經(jīng)過(guò)電絮凝處理、氣浮處理和沉淀處理，并將所述沉淀處理得到的清液進(jìn)行生化處理和電化學(xué)氧化處理；
所述電化學(xué)氧化處理采用的電化學(xué)氧化陽(yáng)極為BDD(boron-dopeddiamond摻硼金剛石)；
所述機油廢水中COD含量≥180000mg/L。
根據本發(fā)明實(shí)施例的控制方法，至少具有如下有益效果：
(1)通常，機油廢水中的B/C比(BOD(生化需氧量)和COD的比值，表示可生化性)較低，甚至具有生物毒性，因此不能直接采用生物法去除其中的有機物。
本發(fā)明先將機油廢水進(jìn)行電化學(xué)絮凝處理，在電流電壓的作用下，其中的有機物分子鏈發(fā)生斷裂，生成可供生化處理的有機廢水。
也就是說(shuō)，電絮凝處理和生化處理相結合，可顯著(zhù)提升機油廢水中COD的去除率。
(2)本發(fā)明處理的機油廢水中，COD含量≥180000mg/L，對于如此高COD的機油廢水，領(lǐng)域內通常采用化學(xué)絮凝處理或者直接燃燒處理；
但是，燃燒處理可能釋放對環(huán)境有害的氣體(或者燃燒不完全的短鏈有機物)，化學(xué)絮凝處理會(huì )引入大量的絮凝劑，對后續固體廢物的處理過(guò)程產(chǎn)生不利影響。
本發(fā)明采用電絮凝處理、氣浮處理和沉淀處理相結合，首先，電絮凝處理還具有破乳作用，可將機油廢水中的乳化油轉變成浮油，經(jīng)氣浮處理在機油廢水的頂部收集、去除；同時(shí)，電絮凝處理和氣浮處理產(chǎn)生的小顆粒不溶物，可以在沉淀處理中去除。
也就是說(shuō)，本發(fā)明通過(guò)電絮凝處理、氣浮處理和沉淀處理，將機油廢水中的有機物去除，或轉化成了可被生物利用的有機物，對提升機油廢水中COD的去除具有重要意義。
(3)生化處理具有綠色、節能的優(yōu)點(diǎn)，但是處理效率低，耗時(shí)長(cháng)；以BDD為陽(yáng)極的電化學(xué)氧化法效率高，但是處理過(guò)程中受廢水中無(wú)機離子的影響較高；當廢水中COD含量較高時(shí)，電化學(xué)氧化法的電流利用率較低。
本發(fā)明將生化處理和以BDD為陽(yáng)極的電化學(xué)氧化處理結合在一起，一方面利用生化處理消耗廢水中的無(wú)機離子并消耗一部分的COD，為電化學(xué)氧化處理打基礎，一方面利用BDD作為陽(yáng)極，對生化處理所得的廢水進(jìn)行處理，提升了處理效率。并且BDD相對于其他貴金屬電極，對機油廢水的處理效果更加優(yōu)異。
根據本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述電絮凝處理中，所用電絮凝陽(yáng)極的材質(zhì)為摻雜貴金屬的鐵鋁合金。
由此，在所述電絮凝處理中，電絮凝陽(yáng)極被溶蝕，產(chǎn)生Al、Fe等離子，在經(jīng)一系列水解、聚合及亞鐵的氧化過(guò)程，發(fā)展成為各種羥基絡(luò )合物、多核羥基絡(luò )合物以至氫氧化物，使廢水中的膠態(tài)雜質(zhì)、懸浮雜質(zhì)凝聚沉淀而分離；同時(shí)，帶電的污染物顆粒在電場(chǎng)中泳動(dòng)，其部分電荷被電極中和而促使其脫穩聚沉。
進(jìn)一步的，通過(guò)電絮凝陽(yáng)極的選擇，可避免額外投加的絮凝劑。
根據本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述電絮凝陽(yáng)極中，鋁的質(zhì)量含量為1-5％。
由此，所述電絮凝陽(yáng)極可兼顧導電性和絮凝作用；同時(shí)溶出的離子量的配比能更好的發(fā)揮絮凝作用；且在所述電絮凝處理中鋁的溶出優(yōu)先于鐵的溶出；少量的鋁溶出后使所述電絮凝陽(yáng)極表面變得粗糙，提升了有效反應面積，促進(jìn)了所述電絮凝處理的進(jìn)程。
根據本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述電絮凝陽(yáng)極中，貴金屬包括銥、鉑、銠、金和銀中的至少一種。
根據本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述電絮凝陽(yáng)極中，貴金屬的摻雜的質(zhì)量濃度為0.05-0.5％。
由此，在陽(yáng)極表面，相當于也形成了一個(gè)微型的原電池(貴金屬為正極，鐵鋁為負極)，進(jìn)一步促進(jìn)了所述電絮凝處理的進(jìn)程。
根據本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述電絮凝處理的電壓為8-15V。
根據本發(fā)明的一些優(yōu)選的實(shí)施例，所述電絮凝處理的電壓約為10V。
根據本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述電絮凝處理的電流為2500-3500A。
根據本發(fā)明的一些優(yōu)選的實(shí)施例，所述電絮凝處理的電流約為3000A。
在上述電流、電壓條件下，可在保證絮凝效果、保證對B/C比提升的前提下，最大程度節約能耗。
根據本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述電絮凝處理后，機油廢水的B/C比≥0.3。
根據本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述電絮凝處理的水力停留時(shí)間為50-120min。
根據本發(fā)明的一些優(yōu)選的實(shí)施例，所述電絮凝處理的水力停留時(shí)間約為60min。
根據本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述氣浮處理的充氣量為110-150L/m3/h。
根據本發(fā)明的一些優(yōu)選的實(shí)施例，所述氣浮處理的充氣量約為120L/m3/h。
所述氣浮處理鼓入的氣泡，可以吸附在懸浮油或者固體懸浮物表面，借助氣泡的浮力作用，上述雜質(zhì)會(huì )漂浮在機油廢水表面，以便于去除。
在上述充氣量范圍內，可確保氣浮處理的充分進(jìn)行，也可盡可能節約氣浮處理的能耗。
根據本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述處理方法還包括在所述氣浮處理過(guò)程中添加絮凝劑；所述絮凝劑包括PAM(聚丙烯酰胺)。
根據本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述絮凝劑的用量為6-7g/m3。
為了使所述氣浮處理的效果更優(yōu)，領(lǐng)域內通常在過(guò)程中添加發(fā)泡劑。本發(fā)明中選用的絮凝劑為PAM，其除具有絮凝作用外，還兼具發(fā)泡劑的作用。由此可減少外加藥劑的投入，并提升該步驟中雜質(zhì)的去除效果。
根據本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述沉淀處理的水力停留時(shí)間為2-5h。
根據本發(fā)明的一些優(yōu)選的實(shí)施例，所述沉淀處理的水力停留時(shí)間約為3h。
根據本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述生化處理包括好氧處理和厭氧處理的結合。
機油廢水中的污染物種類(lèi)復雜，通過(guò)單純的好氧處理或厭氧處理，均不可能有效消耗其中的有機物。本發(fā)明通過(guò)將厭氧處理和好氧處理相結合，有效為后續的電化學(xué)氧化處理減負。
根據本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述生化處理還包括植物的消耗作用。
由此，可充分利用所述好氧處理以及厭氧處理產(chǎn)生的無(wú)機離子，以及所述機油廢水中本身含有的無(wú)機離子。
根據本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述生化處理的水力停留時(shí)間為24-72h。
根據本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述電化學(xué)氧化處理的電壓為5-10V。
根據本發(fā)明的一些優(yōu)選的實(shí)施例，所述電化學(xué)氧化處理的電壓約為7V。
根據本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述電化學(xué)氧化處理的電流為4000-8000A。
根據本發(fā)明的一些優(yōu)選的實(shí)施例，所述電化學(xué)氧化處理的電流約為6000A。
在上述電壓和電流范圍內，所述電化學(xué)氧化處理的電流利用率高，且機油廢水中的有機物含量被消耗的更徹底。
根據本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述處理方法處理得到的廢水，COD含量≤300mg/L。
也就是說(shuō)，所述處理方法對機油廢水中有機物的去除效率可≥
99.83％，去除絕對值≥179700mg/L，顯示出了優(yōu)越的技術(shù)進(jìn)步。
根據本發(fā)明的第二方面實(shí)施例，提出了一種實(shí)施所述處理方法的處理系統，所述處理系統包括經(jīng)由管道依次連接的電絮凝池、氣浮處理池、沉淀池、生化處理器和電化學(xué)氧化池。
根據本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述處理系統還設有隔油池，所述隔油池與所述電絮凝池聯(lián)通。由此可在所述機油廢水流入所述電絮凝池之前，去除其中的浮油。
根據本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述電絮凝池中設有電絮凝裝置和攪拌系統。
傳統的電絮凝池，雖然具有優(yōu)異的絮凝性能，但是容易出現絮凝產(chǎn)物粘附在電絮凝池壁，或粘附在電絮凝裝置上，影響電絮凝進(jìn)程的問(wèn)題。
本發(fā)明在所述電絮凝池中增設了攪拌系統，可一定程度緩解上述粘附作用。
根據本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述電絮凝裝置包括相對設置的電絮凝陰極和電絮凝陽(yáng)極，以及電絮凝電源；所述電絮凝電源的正極連接所述電絮凝陽(yáng)極，所述電絮凝電源的負極連接所述電絮凝陰極。
根據本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述電絮凝陽(yáng)極的面積可根據所述電絮凝池的體積以及所述處理系統要求的機油污水處理效率進(jìn)行設計，例如可以是80m2。
根據本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述電絮凝池中設有懸浮物捕捉系統，用于捕捉所述電絮凝裝置絮凝產(chǎn)生的絮凝顆粒。
由此，電絮凝產(chǎn)物可被定時(shí)清除出系統，進(jìn)一步緩解電絮凝產(chǎn)物對電絮凝池工作的影響。
根據本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述懸浮物捕捉系統包括連接桿、懸浮物入口和懸浮物容納區；所述連接桿的一端可移動(dòng)固定在電絮凝池側壁上，另一端連接所述懸浮物入口；所述懸浮物容納區與所述懸浮物入口連接。
在所述可移動(dòng)連接的作用下，所述懸浮物容納區裝滿(mǎn)后，可將所述懸浮物捕捉系統移出所述電絮凝裝置，以進(jìn)行清理、重復利用。
根據本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述懸浮物捕捉系統的設置個(gè)數≥2個(gè)，可以理解是的有2個(gè)、3個(gè)、4個(gè)或更多。由此可確保至少有一個(gè)正在工作的懸浮物捕捉系統。
根據本發(fā)明的一些實(shí)施例，借助所述攪拌系統的作用，所述懸浮物捕捉系統設于所述電絮凝裝置的下游。
具體的，經(jīng)過(guò)所述電絮凝裝置的混合物，流向所述懸浮物捕捉系統，經(jīng)所述懸浮物入口被所述懸浮物容納區過(guò)濾，濾出的溶液再次經(jīng)過(guò)所述電絮凝裝置進(jìn)行電絮凝處理。
根據本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述懸浮物入口所在平面與所述電絮凝池的底部的夾角在0°-90°之間(不包括端點(diǎn)值)，例如可以是15°、20°、30°、45°以及60°等。
由此，被捕捉進(jìn)去的絮凝顆粒在攪拌帶來(lái)的水流運動(dòng)過(guò)程中，不容易被沖出，即不會(huì )再次影響電絮凝池的正常工作。
根據本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述處理系統還包括與所述沉淀池相連的底泥處理系統。
所述底泥處理系統可對所述處理系統得到的底泥進(jìn)行脫水、干燥、回收再利用。
根據本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述處理系統還包括自所述電絮凝池流向所述底泥處理系統的管道；以將所述懸浮物捕捉系統捕捉到的絮凝物轉移至底泥處理系統。
根據本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述生化處理器包括自下而上依次堆疊的厭氧處理區和好氧處理區；所述好氧處理區上種植有植物。
根據本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述厭氧處理區中包括厭氧填料和厭氧細菌。
根據本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述好氧細菌層中包括好氧填料和好氧細菌。
所述厭氧填料、好氧填料分別獨立選自礫石、砂子和煤渣中的至少一種。
所述厭氧填料的粒徑大于所述好氧填料的粒徑。
根據本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述厭氧填料的粒徑為0.5-3cm。
根據本發(fā)明的一些優(yōu)選的實(shí)施例，所述厭氧填料的平均粒徑約為2cm。
根據本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述好氧填料的粒徑為1mm-5mm。
根據本發(fā)明的一些優(yōu)選的實(shí)施例，所述好氧填料的平均粒徑約為2mm。
由此，所述好氧填料的堆疊更加致密，盡可能的保證了所述厭氧處理區的厭氧環(huán)境。
根據本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述好氧細菌包括硝化細菌屬、芽孢桿菌屬、假單胞菌屬、青霉菌屬、黑曲霉菌屬中的至少一種。
根據本發(fā)明的一些優(yōu)選的實(shí)施例，所述好氧細菌包括硝化細菌屬。
所述硝化細菌屬可將水中的氨轉化為植物可用的硝酸根，進(jìn)而被植物利用，不影響后續電化學(xué)氧化處理的進(jìn)程。
根據本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述厭氧細菌包括反硝化細菌。
所述反硝化細菌可將所述污水中的硝態(tài)氮(亞硝酸鹽)轉化為氮氣。
由此，好氧細菌和厭氧細菌產(chǎn)生的生物作用相互結合，可充分利用機油廢水中的有機物，且生成的產(chǎn)物不會(huì )影響后續電化學(xué)氧化處理的進(jìn)程。
根據本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述電化學(xué)氧化池包括電化學(xué)陽(yáng)極和電化學(xué)氧化陰極。
根據本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述電化學(xué)陽(yáng)極和電化學(xué)氧化陰極之間的距離為0.5-3cm。
根據本發(fā)明的一些優(yōu)選的實(shí)施例，所述電化學(xué)陽(yáng)極和電化學(xué)氧化陰極之間的距離約為1cm。
根據本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述電化學(xué)陽(yáng)極的面積可根據所述電化學(xué)氧化池的尺寸以及所述處理系統的設計產(chǎn)能進(jìn)行匹配，例如可以是80m2。
若無(wú)特殊說(shuō)明，本發(fā)明中的“約”表示允許誤差在±2％之間，例如約100表示實(shí)際試驗中可在98-102之間浮動(dòng)，并不會(huì )明顯影響試驗結果。
（發(fā)明人：夏抗;錢(qián)瀚軒;唐英）
