本發明涉及水處理技術領域,特別涉及一種含油石墨廢水的處理方法與系統。
背景技術：
水污染是我國當前面臨的主要環境問題之一，而含油廢水的治理問題一直是困擾企業的難題。由于技術和經濟的原因，含油廢水一直很難完全實現達標排放。油污首先是污染水體，惡化水質，嚴重影響水資源的使用價值，使水體動植物發生畸形甚至滅絕；其次是污染大氣，部分的油類和它的分解物在自然因素作用下進入大氣，污染和毒化水體上空和周圍的大氣環境。這些污染通過食物鏈、生物圈最終危害人類自身的生存空間。因此，含油廢水的治理問題越來越得到重視。
在無縫廠熱軋無縫鋼管生產工藝中，需要加入高溫水基芯棒潤滑劑為無縫管穿管生產潤滑，其主要成分石墨乳在軋機冷卻中與噴淋水混在一起進入循環水系統，造成循環水懸浮物含量超標；在軋制冷卻過程中冷卻水還會帶下了一定量的潤滑油、液壓油，在高溫水基芯棒潤滑劑中三聚磷酸鈉、木質素磺酸鈉、分散劑、防沉劑等作用下乳化，形成比較穩定的含油石墨廢水，使用普通的平流沉淀池很難除去；同時，軋制過程中沖洗下來氧化鐵皮、灰塵等物質，在系統運行過程中，會在水中形成油泥，如不對含石墨、油的循環水進行有效處理，油泥等會堵塞冷卻噴淋頭，在水管壁形成泥垢，嚴重降低冷卻效果，影響冷卻系統的正常使用，從而影響正常生產。所以，對含油石墨軋鋼廢水處理，分離石墨、油脂及金屬氧化物是其處理工藝的關鍵。
由于含油廢水對環境危害大，多年來人們開發了許多治理方法，但由于油污的種類多，污染來源的性質復雜，排放量大，處理要求高，給含油廢水的治理帶來巨大的困難和壓力。目前常用的處理方法分為物理法、化學法和生物法。物理法是利用物理作用處理油類，如沉淀法、氣浮法、過濾法、膜法等；化學法通過破乳的作用處理廢水中的乳化油，如混凝沉淀法、酸化法等；生物法是利用微生物的作用將廢水中的膠粒狀油滴和溶解油去除，如活性污泥法、生物膜法、厭氧生物處理等。在實際處理含油廢水時，應根據所處理體系的特點以及處理方法的特點和適用條件選擇合適的方法。
1、專利CN 202164193 U公開了“一種油墨廢水處理系統”。該專利將油墨廢水依次 通過酸化反應池、氣浮和凈化處理池。通過酸化反應池與氣浮裝置的協同作用，有效地除去油墨廢水中的油墨，降低廢水中的COD。其中，酸化反應池能有效地將廢水中的油墨從廢水中析出，氣浮向廢水中釋放大量微細氣泡，靠浮力除去雜質。此專利對乳化油類處理效果有限，而且氣浮使用設備較多、易出故障。
2、專利CN 202576032 U公開了“含油廢水吸附處理及循環再生系統”。該專利發明了一種含油廢水吸附處理及循環再生系統。廢水經過裝有吸附樹脂的吸附過濾塔進行吸油處理，吸附樹脂飽和后，利用再生液進行吸附樹脂的再生，利用堿性的再生液加熱至70攝氏度左右，使再生液與油脂反應，之后冷卻至40攝氏度左右，經過活性污泥的曝氣處理，有效除去再生液中的油脂成分。該方法中吸附填料再生困難且過程復雜，處理成本高，反應過程中條件不易控制。
3、專利CN 102718285 A公開了“一種油田含油污水物理破乳方法”。該專利是一種油田含油污水物理破乳方法。具體為將含油污水先通過文丘里管，控制文丘里管喉部的含油污水壓力低于水的飽和蒸汽壓，再采用親油材料吸附游離狀態油分子，使油分子聚集形成油滴后去除。該方法能耗低、占地面積小，但也需要先曝氣預處理，破乳后需要吸附劑吸附，操作復雜，運行成本高。
4、專利CN 103265093 A公開了“一種含油溶液的除油方法”。該專利發明了一種含油溶液的除油方法。將含油的除油前液通過填充有羽毛的除油柱，使除油前液中的油被羽毛吸附，以降低除油后得到的除油后液中的含油量，當羽毛的吸附量達到飽和狀態時，停止進料，對羽毛進行報廢處理。該方法設備簡單，易于操作，但處理量有限，并需要在一定酸度條件下進行，并且含油羽毛無法有效處置，造成二次污染。
5、專利CN 102060350 A公開了“一種含油廢水深度處理工藝方法”。該專利由吸附和再生兩個系統構成：吸附系統由一系列實現并聯運行的多柱串聯的吸附塔組構成，交替對傳統工藝的低濃度30～50mg/L含油出水進行深度處理，吸附劑為改性粉煤灰、活性炭、膨脹石墨等吸附材料；當該組吸附塔吸附飽和后，將該組吸附塔切換至生物再生系統進行原位再生。該方法吸附效果穩定，處理效果好，但再生過程的微生物活性不穩定，吸附時間較長。
6、專利CN 202729850 U公開了“一種用煤渣吸附含油廢水裝置”。該專利用發明了一種用煤渣吸附含油廢水的裝置。利用驅動裝置把煤渣鋪成煤渣層，使含油廢水從煤渣吸附池中由下而上流入煤渣層，使含油廢水的油污染物被煤渣有效吸附，煤渣可通過出渣機構自動落到出渣車送入鍋爐燃燒；通過煤渣層吸附的含油廢水上清水流入溢水槽，再經過 沉淀排放。該方法結構簡單，操作方便，運行成本低，但吸附效果不理想，需要后續深度處理。
7、《工業用水與廢水》公開了“一種組合式除油設備的設計”，作者鄒芝芳,羅魁元,聶艷秋，2005,36(2):69-71。此文章采用集成方法設計了一種組合式除油設備，它綜合了豎向隔板分油法、蜂窩斜管分油法、磁性顆粒吸附過濾法的特點，結合了廢油循環處理。運行結果表明，出水油的含量低于1mg/L，處理效果良好。但該設備占地面積大，操作復雜，運行費用高。
8、《水處理技術》公開了“吸附－過濾工藝處理熱軋濁循環水除油試驗研究”，作者肖作義,閆繼寧,王振江,杜晶,2010,36(4):115-117。此篇文章針對包鋼薄板廠熱軋含油廢水的水質特征，進行了吸附過濾組合處理技術的適用性試驗。采用鋼渣吸附、陶粒濾料處理時，出水含油量為1.8～3.5mg·L-1(平均2.25mg·L-1)，懸浮物(SS)質量濃度1.8～5.5mg·L-1(平均3.07mg·L-1)。該方法僅能處理含油量較低的廢水，且出水pH值高，需要用酸對水進行pH調節。
9、《化工環保》公開了“含油廢水破乳除油的試驗研究及工業應用”，作者沈志剛,陳英瑞，2000,20(3):31-33。此篇文章對3種含油廢水進行了處理試驗，驗證了破乳劑的破乳除油效果，篩選出效果最佳的破乳藥劑并進行了工業應用，除油率可達90％左右。該方法適用于原有“隔油-浮選-曝氣沉淀”工藝處理效果不達標的情況，工藝復雜。
技術實現要素：
本發明所要解決的技術問題是提供一種含油石墨廢水的處理方法與系統。此種工藝可以有效的去除含油石墨廢水中的油類及懸浮物，同時作為焦化廠廢物的焦粉在吸附飽和后可不經再生而直接用于燒結生產，使系統運行成本顯著降低。處理后廢水中油類含量及懸浮物含量均低于1mg/L，符合《GB50050-2007工業循環冷卻水處理設計規范》及《GB13456-2012鋼鐵工業水污染物排放標準》中對懸浮物和石油類的排放要求。
為實現上述目的，本發明采用以下技術方案實現：
一種含油石墨廢水的處理方法，采用混凝沉淀和吸附組合工藝處理含油石墨廢水中的油、懸浮物質，具體包括以下幾個步驟：
A)首先向裝有廢水的反應池中加入30～50mg/L混凝劑，所述的混凝劑為明礬、氯化鈣、活化硅酸，按質量比為1～3:2～5:1～2(優選2：3：1)，在120～200r/min的轉速下攪拌1～2min，使廢水與混凝劑快速、充分混合，再加入0.1～0.2mg/L的絮凝劑，所述的絮凝劑為陽離子型聚丙烯酰胺、聚二甲基二烯氯化胺，按質量比為1～3:1(優選2： 1)，在40～80r/min的轉速下慢速攪拌2～4min，靜置沉淀20～50分鐘，使廢水中的油類、懸浮物沉淀；
B)將反應池中上清液用流量泵送入一級吸焦粉附塔底部，經焦粉吸附處理后從頂部流出，直接經管路送入二級焦粉吸附塔底部，經焦粉處理后從頂部溢流排出，進一步除去廢水中未沉降的乳化油、懸浮物，廢水與焦粉的吸附接觸時間為1～2小時，排出清水流入清水池。
一種含油石墨廢水的處理系統，包括反應池，加藥泵，流量泵，一級焦粉吸附塔，二級焦粉吸附塔及清水池；加藥泵位于反應池的頂部，反應池內設置電動攪拌裝置，攪動棒位于反應池中央位置液位以下，流量泵的抽水管插入反應池液面下，流量泵的出水管連接一級焦粉吸附塔底部進水口，一級焦粉吸附塔頂部出水口連接二級焦粉吸附塔底部進水口，二級焦粉吸附塔頂部出水口連接清水池。
所述加藥泵是混凝劑和絮凝劑的加入裝置。
所述的一級焦粉吸附塔和二級焦粉吸附塔內部裝有粒徑為0.83～1.65mm的干熄焦焦粉。
與現有的技術相比，本發明的有益效果是：
本發明提供了一種混凝沉淀和吸附組合工藝處理含油石墨廢水的方法。無縫廠的含油石墨廢水經過本發明處理后，廢水中油類含量及懸浮物含量均小于1mg/L，符合《GB50050-2007工業循環冷卻水處理設計規范》及《GB13456-2012鋼鐵工業水污染物排放標準》中對懸浮物和石油類的排放要求。由于本發明工藝能夠處理水量和污染物含量波動的含油石墨廢水，且投資和運行費用比較適合實際工程的應用，吸附飽和后焦粉可可不經再生而直接用于燒結生產，無二次污染，達到以廢治廢的目的。解決了鋼鐵行業生產中無縫廠含油石墨廢水處理的一大難題，對于企業的可持續發展具有重要的現實意義。
附圖說明
圖1為含油石墨廢水的處理系統結構示意圖。
圖中：1-加藥泵，2-電動攪拌裝置，3-反應池，4-流量泵，5-一級焦粉吸附塔，6-二級焦粉吸附塔，7-清水池
具體實施方式
下面結合附圖對本發明的具體實施方式進一步說明：
如圖1所示，一種含油石墨廢水的處理方法，包括加藥泵1，電動攪拌裝置2，反應池3，流量泵4，一級焦粉吸附塔5，二級焦粉吸附塔6，清水池7。其中加藥泵1位于反 應池3的頂部，是混凝劑和絮凝劑的加入裝置；電動攪拌裝置2帶動攪拌棒進行旋轉，攪拌棒置于反應池1中央位置液位以下，且轉速可以調節，能夠使得反應池內部液體充分混合；流量泵4是廢水的輸送裝置，流量泵的抽水管插入反應池液面下，可以將設定流量的液體輸送到一級、二級焦粉吸附塔5、6；一級、二級焦粉吸附塔為內部裝有粒徑為0.83～1.65mm的干熄焦焦粉的裝置，水流自下而上經過吸附塔內的焦粉，水中的污染物有效攔截，過濾后的清水由吸附塔頂部排出到清水池7。
實施例1
一種含油石墨廢水的處理方法如下：
A.將油類含量為149mg/L、總懸浮物為589mg/L的含油石墨廢水注入反應池3中，通過加藥泵1加入50mg/L的混凝劑(明礬、氯化鈣、活化硅酸質量比為3：4：2)，在電動攪拌裝置2以200r/min的轉速下攪拌1min，使廢水與混凝劑快速、充分混合，再通過加藥泵1加入0.1mg/L的絮凝劑(陽離子型聚丙烯酰胺、聚二甲基二烯氯化胺質量比3：1)，在80r/min的轉速下慢速攪拌2min，靜置沉淀20分鐘。
B.將沉淀后的上清液用流量泵4送入一級焦粉吸附塔5底部，經焦粉吸附和交換處理后從頂部流出，直接經管路送入二級焦粉吸附塔6底部，吸附塔直徑為80mm，高度500mm，廢水與吸附劑的吸附接觸時間為1.5個小時，處理后從頂部溢流排出到清水池7。
實施例2
將油類含量為149mg/L、總懸浮物為589mg/L的含油石墨廢水注入反應池中，加入40mg/L的混凝劑(明礬、氯化鈣、活化硅酸質量比為2：4：2)，在160r/min的轉速下攪拌1.5min，使廢水與混凝劑快速、充分混合，再加入0.2mg/L的絮凝劑(陽離子型聚丙烯酰胺、聚二甲基二烯氯化胺質量比3：1)，在60r/min的轉速下慢速攪拌3min，靜置沉淀30分鐘。
將沉淀后的上清液用流量泵送入一級焦粉吸附塔底部，經焦粉吸附和交換處理后從頂部流出，直接經管路送入二級焦粉吸附塔底部，使廢水與吸附劑的吸附接觸時間為1.5個小時，處理后從頂部溢流排出到清水池。
實施例3
將油類含量為149mg/L、總懸浮物為589mg/L的含油石墨廢水注入反應池中，加入50mg/L的混凝劑(明礬、氯化鈣、活化硅酸質量比為3：5：1)，在140r/min的轉速下攪拌2min，使廢水與混凝劑快速、充分混合，再加入0.1mg/L的絮凝劑(陽離子型聚丙烯酰胺、聚二甲基二烯氯化胺質量比3：1)，在40r/min的轉速下慢速攪拌4min，靜置 沉淀40分鐘。
將沉淀后的上清液用流量泵送入一級焦粉吸附塔底部，經焦粉吸附和交換處理后從頂部流出，直接經管路送入二級焦粉吸附塔底部，使廢水與吸附劑的吸附接觸時間為1個小時，處理后從頂部溢流排出到清水池。
實施例4
將油類含量為149mg/L、總懸浮物為589mg/L的含油石墨廢水注入反應池中，加入30mg/L的混凝劑(明礬、氯化鈣、活化硅酸質量比為2：3：1)，在120r/min的轉速下攪拌2min，使廢水與混凝劑快速、充分混合，再加入0.2mg/L的絮凝劑(陽離子型聚丙烯酰胺、聚二甲基二烯氯化胺質量比2：1)，在60r/min的轉速下慢速攪拌3min，靜置沉淀50分鐘。
將沉淀后的上清液用流量泵送入一級焦粉吸附塔底部，經焦粉吸附和交換處理后從頂部流出，直接經管路送入二級焦粉吸附塔底部，使廢水與吸附劑的吸附接觸時間為2個小時，處理后從頂部溢流排出到清水池。
實施例5
將油類含量為149mg/L、總懸浮物為589mg/L的含油石墨廢水注入反應池中，加入50mg/L的混凝劑(明礬、氯化鈣、活化硅酸質量比為2：3：1)，在200r/min的轉速下攪拌1min，使廢水與混凝劑快速、充分混合，再加入0.2mg/L的絮凝劑(陽離子型聚丙烯酰胺、聚二甲基二烯氯化胺質量比2：1)，在60r/min的轉速下慢速攪拌3min，靜置沉淀30分鐘。
將沉淀后的上清液用流量泵送入一級焦粉吸附塔底部，經焦粉吸附和交換處理后從頂部流出，直接經管路送入二級焦粉吸附塔底部，使廢水與吸附劑的吸附接觸時間為2個小時，處理后從頂部溢流排出到清水池。
上述測定結果如表1所示，結果表明該方法能夠有效的去除廢水中的油類及懸浮物，去除率均達到98％以上，達到《GB50050-2007工業循環冷卻水處理設計規范》及《GB13456-2012鋼鐵工業水污染物排放標準》的排放要求。
表1各實施例對油類及懸浮物的去除效果
上面所述僅是本發明的基本原理，并非對本發明作任何限制，凡是依據本發明對其進行等同變化和修飾，均在本專利技術保護方案的范疇之內。