核桃殼過濾器與超濾對寧化排水的除油研究

摘要：采用核桃殼過濾器與超濾組合工藝的中試裝置處理寧夏石化總排放水，考察了該工藝對石化廢水中油分的處理效果，并且使用模擬廢水考察了該工藝對油污染負荷的抗沖擊能力。實驗結果表明，核桃殼過濾器與超濾組合工藝對石化總排水中油以及油類造成的ＣＯＤ都有較好的處理效果，并且具備一定的抗污染沖擊能力。
關鍵詞：石化廢水　除油　核桃殼過濾器　超濾
中圖分類號：Ｘ７０３１　　
文獻標識碼　Ａ　　文章編號　１６７３９１０８（２００７）０８００８６０３
近年來，我國西北地區的水資源短缺已經成為限制工業發展不可回避的問題，因此工業上的節水與廢水回用也日益受到人們的重視。中國石油寧夏石化分公司地處寧夏銀川，每天消耗新鮮水３８０００ｔ，目前排放的廢水（化工污水、含油廢水、冷卻水和部分廠區生活污水）共計約８４００ｔ。若將這部分廢水全部進行處理回用將具有很大的節水效益和社會效益。另外，這股廢水的處理在各地石化企業也具有普遍性，目前各廠大都未對該股廢水提出合理的處理方式，因此本文的寧化總排水回用研究對其他石化企業也具有一定的借鑒意義。
寧化總排水的主要特征是鹽含量高且有一定量的油，要達到處理回用的目的需要采用反滲透處理。對于反滲透處理來講，其預處理對油份的去除效果是整個工藝的關鍵。核桃殼過濾器利用吸附、過濾、分離作用來去除廢水中的油類及部分懸浮物；超濾可以去除絕大部分油類及懸浮物［１，２］。因此本研究采用核桃殼過濾與超濾的二級工藝路線作為反滲透的預處理。由于超濾大多用于凈水的處理中，在含油廢水的處理上應用尚少，所以需要通過實驗來考察超濾對該廢水的處理效果；另外，還需考察該工藝對不同油污染程度廢水的抗沖擊能力。本著以上目的，本文作者采用中試實驗裝置對寧化總排水進行處理實驗研究，以期對我國石化企業的廢水處理與回用提供參考。
１　實驗部分
１．１　寧夏石化總排水水質情況
２００４～２００６年寧夏石化總排放水水質：ｐＨ為６～９，石油類含量為０～１５ｍｇ／Ｌ，濁度為０～７０ＮＴＵ，ＣＯＤ為０～１５０ｍｇ／Ｌ，而且水質出現較大波動的時間不多。
１．２　儀器與材料
實驗所用儀器有：油濃度檢測采用ＪＫ９５１Ａ多功能紅外測油儀，吉林科技開發公司產品；ＣＯＤ檢測采用２５０ｍＬ玻璃回流冷凝器，上海精密科學儀器公司產品。
實驗用超濾膜：膜材料為聚偏氟乙烯，截留分子量１０００００，膜面積３０ｍ２，海南立升產品。核桃殼過濾器：過濾器直徑０５ｍ，濾料填高１２ｍ；濾料粒徑１２～１６ｍｍ，排量３ｔ／ｈ，河南鞏義濾料廠產品。
１．３　工藝流程
廢水首先通過沉淀池沉淀，沉淀池出水溢流到緩沖池；緩沖池中廢水由高壓泵通過核桃殼過濾器，之后再通過超濾，最后收集到下一個集水箱。裝置處理水量２５ｔ／ｈ。具體流程如圖１所示。
１．４　實驗方法
核桃殼過濾器進水流量２５ｔ／ｈ，正常過濾１０ｈ，反洗２０ｍｉｎ；超濾采用錯流過濾，進水流量２５ｔ／ｈ，回收率８０％，過濾２５ｍｉｎ，反洗１ｍｉｎ。
２　結果與討論
２．１　核桃殼過濾器與超濾對寧化總排水除油效果
實驗進水流量２５ｍ３／ｈ，超濾產水２ｍ３／ｈ。在進水處、核桃殼過濾器出口和超濾出口處取樣分析其油濃度和ＣＯＤ。核桃殼過濾器與超濾組合工藝對寧夏石化總排水處理效果如圖２和圖３所示。
　　核桃殼過濾器與超濾組合實驗裝置對油的去除效果如圖２所示，實驗期間進水油濃度１～３ｍｇ／Ｌ，超濾出水油濃度在０５～１ｍｇ／Ｌ，可見裝置對油類的去除效果較明顯。圖３為實驗裝置對污水ＣＯＤ的影響，由圖３可見進水ＣＯＤ為１０～１２０ｍｇ／Ｌ，超濾出水ＣＯＤ為０～３０ｍｇ／Ｌ，裝置對油類等有機物也表現出了較好的去除作用。而且裝置出水均滿足反滲透進水要求，可以使用反滲透做下一步處理。
２．２　核桃殼過濾器與超濾的抗油污染沖擊能力
中試實驗除了要考察裝置對原污水的處理效果外，更重要的是確定該工藝對油污染負荷的承受能力，即抗油污染沖擊能力。為此，實驗在進水處投加油等污染物，使進水油濃度在０～３０ｍｇ／Ｌ間波動，ＣＯＤ在０～１８００ｍｇ／Ｌ間波動，通過實驗考察核桃殼過濾器與超濾組合工藝對模擬污水的處理效果。
裝置進水流量２５ｍ３／ｈ，超濾產水２ｍ３／ｈ。在進水處、過濾器出口和超濾出口處取樣分析其油濃度和ＣＯＤ。核桃殼過濾器與超濾組合工藝對模擬污水處理效果如圖４和圖５所示。
由圖４和圖５可見，核桃殼過濾器與超濾的組合工藝在進水油度較高、水質變化較大的情況下，依然具備較好的處理效果。核桃殼過濾器出水油濃度＜５ｍｇ／Ｌ，超濾出水油濃度＜１ｍｇ／Ｌ，此油濃度滿足反滲透進水要求。并且該工藝對油類等造成的ＣＯＤ也有較好的處理效果，核桃殼過濾器出水ＣＯＤ＜１００ｍｇ／Ｌ，超濾出水ＣＯＤ＜３０ｍｇ／Ｌ，也滿足反滲透進水要求，該出水可以進入反滲透工藝做下一步處理。
３　結　論
（１）根據該股廢水可生化性不好、鹽含量高并且含有油份等特點確定采用反滲透作為基本工藝，并且以核桃殼過濾＋超濾作為預處理工藝。
（２）核桃殼過濾器與超濾組合工藝對寧夏石化總排放水中油及油類等有機物造成的ＣＯＤ都具有較好的處理效果，出水滿足反滲透進水要求。
（３）該工藝體現了良好的抗油污染擊能力，對高油含量模擬廢水具有很好的處理效果，在進水油濃度達到３０ｍｇ／Ｌ、ＣＯＤ達到１８００ｍｇ／Ｌ時，出水油濃度在０～１ｍｇ／Ｌ，出水ＣＯＤ在０～３０ｍｇ／Ｌ，可滿足反滲透進水要求。
參考文獻
［１］吳光，邱廣明，陳翠仙，等，超濾膜法城市污水深度處理中水回用中試試驗研究．膜科學與技術，２００４，２４（１）：３８～４１