公布日：2022.09.09
申請日：2022.06.20
分類號：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)明公開了一種機油廢水的處理方法和處理系統(tǒng)，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行生化處理和電化學氧化處理；電化學氧化處理采用的電化學氧化陽極為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)明還提供了用于實施上述處理方法的處理系統(tǒng)。
權利要求書
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行生化處理和電化學氧化處理；所述電化學氧化處理采用的電化學氧化陽極為BDD；所述機油廢水中COD含量≥180000mg/L。
2.根據(jù)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，所用電絮凝陽極(142)的材質(zhì)為摻雜貴金屬的鐵鋁合金。
3.根據(jù)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(jù)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(jù)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程中添加絮凝劑；所述絮凝劑包括PAM。
6.根據(jù)權利要求1所述的處理方法，其特征在于，所述電化學氧化處理的電壓為5-10V。
7.根據(jù)權利要求1所述的處理方法，其特征在于，所述電化學氧化處理的電流為4000-8000A。
8.一種實施如權利要求1-7任一項所述處理方法的處理系統(tǒng)，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)和電化學氧化池(500)。
9.根據(jù)權利要求8所述的處理系統(tǒng)，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(tǒng)(130)。
10.根據(jù)權利要求9所述的處理系統(tǒng)，其特征在于，所述電絮凝池(100)中設有懸浮物捕捉系統(tǒng)(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(nèi)容
本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術中存在的技術問題之一。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)明還提供了用于實施上述處理方法的處理系統(tǒng)。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面實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行生化處理和電化學氧化處理；
所述電化學氧化處理采用的電化學氧化陽極為BDD(boron-dopeddiamond摻硼金剛石)；
所述機油廢水中COD含量≥180000mg/L。
根據(jù)本發(fā)明實施例的控制方法，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)明先將機油廢水進行電化學絮凝處理，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，電絮凝處理和生化處理相結合，可顯著提升機油廢水中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，領域內(nèi)通常采用化學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)，化學絮凝處理會引入大量的絮凝劑，對后續(xù)固體廢物的處理過程產(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(zhuǎn)變成浮油，經(jīng)氣浮處理在機油廢水的頂部收集、去除；同時，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，本發(fā)明通過電絮凝處理、氣浮處理和沉淀處理，將機油廢水中的有機物去除，或轉(zhuǎn)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(jié)能的優(yōu)點，但是處理效率低，耗時長；以BDD為陽極的電化學氧化法效率高，但是處理過程中受廢水中無機離子的影響較高；當廢水中COD含量較高時，電化學氧化法的電流利用率較低。
本發(fā)明將生化處理和以BDD為陽極的電化學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機離子并消耗一部分的COD，為電化學氧化處理打基礎，一方面利用BDD作為陽極，對生化處理所得的廢水進行處理，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(jù)本發(fā)明的一些實施例，所述電絮凝處理中，所用電絮凝陽極的材質(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程，發(fā)展成為各種羥基絡合物、多核羥基絡合物以至氫氧化物，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，帶電的污染物顆粒在電場中泳動，其部分電荷被電極中和而促使其脫穩(wěn)聚沉。
進一步的，通過電絮凝陽極的選擇，可避免額外投加的絮凝劑。
根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，所述電絮凝陽極中，鋁的質(zhì)量含量為1-5％。
由此，所述電絮凝陽極可兼顧導電性和絮凝作用；同時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極表面變得粗糙，提升了有效反應面積，促進了所述電絮凝處理的進程。
根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，所述電絮凝陽極中，貴金屬包括銥、鉑、銠、金和銀中的至少一種。
根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，所述電絮凝陽極中，貴金屬的摻雜的質(zhì)量濃度為0.05-0.5％。
由此，在陽極表面，相當于也形成了一個微型的原電池(貴金屬為正極，鐵鋁為負極)，進一步促進了所述電絮凝處理的進程。
根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，所述電絮凝處理的電壓為8-15V。
根據(jù)本發(fā)明的一些優(yōu)選的實施例，所述電絮凝處理的電壓約為10V。
根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，所述電絮凝處理的電流為2500-3500A。
根據(jù)本發(fā)明的一些優(yōu)選的實施例，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(jié)約能耗。
根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，所述電絮凝處理后，機油廢水的B/C比≥0.3。
根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，所述電絮凝處理的水力停留時間為50-120min。
根據(jù)本發(fā)明的一些優(yōu)選的實施例，所述電絮凝處理的水力停留時間約為60min。
根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，所述氣浮處理的充氣量為110-150L/m3/h。
根據(jù)本發(fā)明的一些優(yōu)選的實施例，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)會漂浮在機油廢水表面，以便于去除。
在上述充氣量范圍內(nèi)，可確保氣浮處理的充分進行，也可盡可能節(jié)約氣浮處理的能耗。
根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，所述處理方法還包括在所述氣浮處理過程中添加絮凝劑；所述絮凝劑包括PAM(聚丙烯酰胺)。
根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，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)，領域內(nèi)通常在過程中添加發(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(jù)本發(fā)明的一些實施例，所述沉淀處理的水力停留時間為2-5h。
根據(jù)本發(fā)明的一些優(yōu)選的實施例，所述沉淀處理的水力停留時間約為3h。
根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，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復雜，通過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)明通過將厭氧處理和好氧處理相結合，有效為后續(xù)的電化學氧化處理減負。
根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，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)生的無機離子，以及所述機油廢水中本身含有的無機離子。
根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，所述生化處理的水力停留時間為24-72h。
根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，所述電化學氧化處理的電壓為5-10V。
根據(jù)本發(fā)明的一些優(yōu)選的實施例，所述電化學氧化處理的電壓約為7V。
根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，所述電化學氧化處理的電流為4000-8000A。
根據(jù)本發(fā)明的一些優(yōu)選的實施例，所述電化學氧化處理的電流約為6000A。
在上述電壓和電流范圍內(nèi)，所述電化學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(jù)本發(fā)明的一些實施例，所述處理方法處理得到的廢水，COD含量≤300mg/L。
也就是說，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)越的技術進步。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面實施例，提出了一種實施所述處理方法的處理系統(tǒng)，所述處理系統(tǒng)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氧化池。
根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，所述處理系統(tǒng)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(jù)本發(fā)明的一些實施例，所述電絮凝池中設有電絮凝裝置和攪拌系統(tǒng)。
傳統(tǒng)的電絮凝池，雖然具有優(yōu)異的絮凝性能，但是容易出現(xiàn)絮凝產(chǎn)物粘附在電絮凝池壁，或粘附在電絮凝裝置上，影響電絮凝進程的問題。
本發(fā)明在所述電絮凝池中增設了攪拌系統(tǒng)，可一定程度緩解上述粘附作用。
根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，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極，所述電絮凝電源的負極連接所述電絮凝陰極。
根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，所述電絮凝陽極的面積可根據(jù)所述電絮凝池的體積以及所述處理系統(tǒng)要求的機油污水處理效率進行設計，例如可以是80m2。
根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，所述電絮凝池中設有懸浮物捕捉系統(tǒng)，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)物可被定時清除出系統(tǒng)，進一步緩解電絮凝產(chǎn)物對電絮凝池工作的影響。
根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，所述懸浮物捕捉系統(tǒng)包括連接桿、懸浮物入口和懸浮物容納區(qū)；所述連接桿的一端可移動固定在電絮凝池側(cè)壁上，另一端連接所述懸浮物入口；所述懸浮物容納區(qū)與所述懸浮物入口連接。
在所述可移動連接的作用下，所述懸浮物容納區(qū)裝滿后，可將所述懸浮物捕捉系統(tǒng)移出所述電絮凝裝置，以進行清理、重復利用。
根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，所述懸浮物捕捉系統(tǒng)的設置個數(shù)≥2個，可以理解是的有2個、3個、4個或更多。由此可確保至少有一個正在工作的懸浮物捕捉系統(tǒng)。
根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，借助所述攪拌系統(tǒng)的作用，所述懸浮物捕捉系統(tǒng)設于所述電絮凝裝置的下游。
具體的，經(jīng)過所述電絮凝裝置的混合物，流向所述懸浮物捕捉系統(tǒng)，經(jīng)所述懸浮物入口被所述懸浮物容納區(qū)過濾，濾出的溶液再次經(jīng)過所述電絮凝裝置進行電絮凝處理。
根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，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(不包括端點值)，例如可以是15°、20°、30°、45°以及60°等。
由此，被捕捉進去的絮凝顆粒在攪拌帶來的水流運動過程中，不容易被沖出，即不會再次影響電絮凝池的正常工作。
根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，所述處理系統(tǒng)還包括與所述沉淀池相連的底泥處理系統(tǒng)。
所述底泥處理系統(tǒng)可對所述處理系統(tǒng)得到的底泥進行脫水、干燥、回收再利用。
根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，所述處理系統(tǒng)還包括自所述電絮凝池流向所述底泥處理系統(tǒng)的管道；以將所述懸浮物捕捉系統(tǒng)捕捉到的絮凝物轉(zhuǎn)移至底泥處理系統(tǒng)。
根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，所述生化處理器包括自下而上依次堆疊的厭氧處理區(qū)和好氧處理區(qū)；所述好氧處理區(qū)上種植有植物。
根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，所述厭氧處理區(qū)中包括厭氧填料和厭氧細菌。
根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，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(jù)本發(fā)明的一些實施例，所述厭氧填料的粒徑為0.5-3cm。
根據(jù)本發(fā)明的一些優(yōu)選的實施例，所述厭氧填料的平均粒徑約為2cm。
根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，所述好氧填料的粒徑為1mm-5mm。
根據(jù)本發(fā)明的一些優(yōu)選的實施例，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(qū)的厭氧環(huán)境。
根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，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(jù)本發(fā)明的一些優(yōu)選的實施例，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(zhuǎn)化為植物可用的硝酸根，進而被植物利用，不影響后續(xù)電化學氧化處理的進程。
根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，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(zhuǎn)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)物不會影響后續(xù)電化學氧化處理的進程。
根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，所述電化學氧化池包括電化學陽極和電化學氧化陰極。
根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，所述電化學陽極和電化學氧化陰極之間的距離為0.5-3cm。
根據(jù)本發(fā)明的一些優(yōu)選的實施例，所述電化學陽極和電化學氧化陰極之間的距離約為1cm。
根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，所述電化學陽極的面積可根據(jù)所述電化學氧化池的尺寸以及所述處理系統(tǒng)的設計產(chǎn)能進行匹配，例如可以是80m2。
若無特殊說明，本發(fā)明中的“約”表示允許誤差在±2％之間，例如約100表示實際試驗中可在98-102之間浮動，并不會明顯影響試驗結果。
（發(fā)明人：夏抗;錢瀚軒;唐英）
