一种使用表面改性重介质工艺去除重油的方法.pdf

本发明公开了一种适用于污水中重油去除的工艺方法，本工艺方法使用一种经过表面改性的重介质磁粉作为载体，磁粉表面通过复合吸附电荷，同时兼具混凝剂的作用。磁粉吸附污水中呈悬浮状态的重油，高效分离区通过在池底加设塔形磁系，增大磁粉的沉降速度。分离区水力负荷可达25-50m/h，大大降低了占地面积。吸附油泥的磁粉通过磁粉回收系统进行磁粉重复利用，本发明中磁粉的回收率可达99％。重油的去除率为85％以上。

1.  采用一种使用表面改性重介质工艺去除重油的方法，本工艺分为重介质加载区、絮凝区、高效分离区及重介质回收系统。

2.  权利要求1中的重介质加载区中投加粒径为200目表面经过改性的磁粉，表面具有活性点位与表面羟基电荷，比表面积大，通过吸附架桥、表面络合作用，实现污染物从水相中分离。表面改性磁粉同时具有混凝、加重混凝的作用。

3.  权利要求1和2中的重介质加载区设有变频加载搅拌器。

4.  权利要求1中的絮凝区设置变频絮凝搅拌器，搅拌器速度梯度为～400S^-1。

5.  权利要求1高效分离区利用磁场加速载有重油的重介质沉淀，水力负荷达到25-50m/h。

6.  权利要求5中的磁场是指在池底设置塔形磁系，塔形磁系沿轴向的磁场强度分布是上部弱，下部强，呈塔状。沿径向分布是周围弱，中间强；而且轴向的磁场梯度比径向大。

7.  权利要求6中的塔形磁系磁场强度不超过30mT，既能加速磁粉沉降，又避免磁粉吸附在磁系表面，难以分离。

8.  权利要求1和5中的高效分离区，底部为锥斗形式，附有油泥的重介质在锥斗中沉降，并通过回流泵，进入重介质回收系统。

9.  权利要求1和8中的重介质回收系统包括加热加药系统、高速管道剪切机和永磁型稀土磁分选机。

10.  权利要求9中的永磁型稀土磁分选机分选区磁场强度不低于5000Gs。

一种使用表面改性重介质工艺去除重油的方法
技术领域
本发明涉及一种污水中重油的预处理方法，利用磁粉作为重介质载体，去除悬浮在水中的大部分重油，实现优化工艺流程的效果。
背景技术
由于石油化工行业选用原油来源的不同，重油是一种密度约为0.95～1g/ml，粘度大的石油，在生产运行过程中，部分重油随污水进入到厂区污水处理系统中。由于重油密度接近于水的密度，在水中很难上浮或下沉，呈悬浮状态。即使在水中停留24h以上也只有小部分上浮，很难通过普通的隔油气浮工艺去除。且重油的粘度比普通油类的粘度大，更增加了分离难度。
本发明提出了一种新的重油处理方法。采用表面改性的粒径细小的重介质磁粉作为载体，通过改性，磁粉表面具有吸附电荷，可以吸附悬浮在水中的重油，同时具有混凝、加载混凝的作用。省却了混凝剂的投加。后续投加絮凝剂，附有油泥的磁粉形成大的矾花，在分离区中磁粉在塔形磁系的作用下快速的沉降，水力负荷可达25-50m/h，大大降低了分离区的面积。
本发明所选用的重介质工艺对重油的去除率达到85％以上，同时对磷、重金属、SS去除率达到90％以上，色度、COD去除率达到60％以上。
发明内容
本发明的目的在于提供一种污水中重油的预处理方法，通过表面 改性的重介质磁粉的作用，去除悬浮在水中的重油，并通过高效分离区实现油泥磁粉和水的分离。
本发明所选用的重油去除工艺分为重介质加载区、絮凝区、高效分离区和重介质回收系统。含有重油的原水首先进入重介质加载区，投加粒径为200目表面改性的磁粉作为重介质载体，同时兼具了混凝剂的作用。磁粉在搅拌器作用下与水充分混合，磁粉吸附水中的重油及其他污染物，形成核体。本发明所选用的磁粉表面通过复合吸附电荷的阳离子物质，兼具混凝作用，省却了混凝剂投加系统，减少了运行成本。
絮凝区中投加絮凝剂同时在絮凝搅拌器的作用下，使核体形成大的矾花，降低核体比重。同时设置变频絮凝搅拌器，搅拌器速度梯度选为～400S^-1，保证载有污染物的重介质不在絮凝区沉淀，并避免形成的矾花被打散。
高效分离区实现水和油泥的分离，由于负载有大量油泥的重介质为磁性物质，通过池底设置磁系，加快油泥沉降，水力负荷可达25-50m/h，池底的磁系选用塔形磁系，该磁系更适合分选粒径小的磁性物质。
高效分离区池底锥斗用于收集沉降的载有油泥的磁粉，并使用渣浆泵作为回流泵将磁粉回流到重介质回收系统中进行油泥和磁粉的分离，实现磁粉回收利用。
重介质回收系统包括加热加药系统、高速管道剪切机和永磁型稀土磁分选机。加热加药系统通过对吸附在磁粉上的油泥进行预处理， 降低油泥对磁粉的粘附，提高磁粉的回收率。高速管道剪切机通过转子高速旋转产生的剪切力，磁粉在剪切力、离心挤压、摩擦撞击等的作用下，与粘附的油泥分离，进入后续的磁分选机中。磁分选机的分选区选用高磁场强度的磁系，从而提高低浓度的磁粉回收率，本发明磁粉回收率可达99％。
本发明所选用的重介质工艺水力负荷高，节省占地面积。对重油的去除率达到85％以上，同时对磷、重金属、SS去除率达到90％以上，色度、COD去除率达到60％以上。是一种经济、可靠、高效的重油及污染物预处理方法和工艺。
附图说明 图1本发明的工艺平面图
图1中(一)为重介质加载区，(二)为絮凝区，(三)为高效分离区1—电磁流量计，2—进水管，3—加载搅拌器，4—絮凝剂投加系统，5—絮凝搅拌器，6—三角溢流堰，7—出水槽，8—塔形磁系，9—磁导板，10—支架，11—渣浆泵，12—阀门，13—汽水混合器，14—管道混合器，15—高速管道剪切机，16—永磁型稀土磁分选机，17—阀门，18—放空管
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明作进一步说明：
本发明涉及了一种污水中重油的预处理方法，通过表面改性重介质作为载体去除重油的方法。图1中原水通过上部进水管2流入重介质加载区(一)，该区中投加表面改性的磁粉作为吸附载体，投加量通过进水管上的电磁流量计1进行控制，保证其投加浓度在10g/l左 右，磁粉第一次投加通过吨袋投加装置或人工进行投加。加载搅拌器3的搅拌速度通过电磁流量计1控制频率，污水在重介质加载区(一)的停留时间为30s～1min。污水在重介质加载区(一)中经过磁粉成核，重油吸附等过程进入絮凝区(二)，絮凝区(二)中通过絮凝剂投加系统4投加絮凝剂，絮凝剂的投加浓度为0.5～1mg/l，采用速度梯度约为400S^-的变频絮凝搅拌器5，吸附有重油的磁粉形成大的絮体，进入后续高效分离区(三)，高效分离区(三)为方形池体，池体顶部设三角溢流堰6，用于收集处理后的清水。底部带有锥斗，锥斗与水平面夹角30°～60°之间，高效分离区底部设有塔形磁系8，磁系放置在磁导板9上，磁导板通过支架10支撑。吸附重油的磁粉在磁系的作用下，快速沉降在底部锥斗中，吸附有重油的磁粉通过渣浆泵11打入重介质回收系统中。
重介质回收系统包括加热加药系统、高速管道剪切机和永磁型稀土磁分选机。加热加药系统由汽水混合器13及管道混合器14组成，汽水混合器13通过蒸汽喷淋方式给磁粉预热，汽水混合器13也可使用水水混合器代替。管道混合器14通过投加强碱将重油进行水解，使油从磁粉表面剥离。
高速管道剪切机15通过转子的高速旋转，磁粉在剪切力、离心力、挤压碰撞等作用下实现油泥和磁粉的分离，高速管道剪切机15采用转子转速不低于1500rpm的剪切机。
经分离后的磁粉进入永磁型稀土磁分选机16，通过转动的磁鼓，在分选区中分选后产生的纯净磁粉通过卸料口重新进入重介质加载 区(一)。
特别说明，磁粉回收系统的管路及相关设备均采用耐磨损材质。
加热加药系统为非必需工艺，可根据水质情况选择性使用，当来水温度满足工艺要求，且油泥粘性小时，可以通过关闭阀门12，开启阀门17直接通过高速管道剪切机15和永磁型稀土磁分选机16进行磁粉分离回收。
以上相关介质和药剂的投加浓度均是在大量的相关实验及工程经验基础上确定的。
本发明所述的改性重介质的方法和工艺，不仅适用于重油的去除，同时也是对其他污染物的预处理工艺一种优化，具有普遍适用性。