CN114477327B - 一种煤化工废水中油泥的去除方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种煤化工废水中油泥的去除方法，方法包括：在待处理煤化工废水中加入破乳材料LY‑01，搅拌，得到中间混合体系；在中间混合体系中，加入聚结材料LY‑02，搅拌，静置，分离，得到油泥处理后的废水；所述破乳材料LY‑01采用季铵盐类阳离子单体、亲油疏水单体及聚合醇胺制备得到；所述聚结材料LY‑02采用明胶、磁粉材料、柠檬酸及破乳材料LY‑01制备得到；本发明通过在待处理的煤化工废水中加入破乳材料LY‑01及聚结材料LY‑02，两者表面均带有丰富的正电荷和支链结构，使废水中带负电荷的胶体物质微粒发生脱稳，利用聚结材料LY‑02的聚结性能，将较小体积的聚集体进行聚结，最终实现油泥的分离去除。
Description
技术领域
本发明属于煤化工废水预处理技术领域，特别涉及一种煤化工废水中油泥的去除方法。
背景技术
煤化工废水出水水量大而且水质复杂，是一种难处理的化工废水；其中，每1吨煤的转化就会产生约0.8-1.1吨的废水，这类废水不仅出水水量大，而且还含有大量的固体悬浮颗粒、油、酚、氨氮等有毒有害物质；若煤化工废水的预处理工艺对油泥的去除效果不好，不仅会加大酚氨回收难度，降低其回收效率；而且，还会导致后续回收工艺的堵塞以及生化池的难以正常运行；因此，在煤化工废水预处理中对油泥的去除，就显得尤为重要
目前，对于煤化工废水中油泥的去除方法主要有重力沉降法、膜过滤法或化学混凝处理法等；由于废水中存在粒径分布在4-200um的细小固体悬浮胶体颗粒(如煤灰等)很难通过重力沉降等方法去除；因此，现有的去除方法无法很好地去除煤化工废水中油泥；若采用化学混凝处理法或膜过滤法，不仅存在药剂投加量大，膜污染严重等缺点；同时，还存在污泥产量大不易处理等问题；现有煤化工废水处理工艺中多采用过滤等技术将焦油与废水中固废物同步滤除，不适用于污染物浓度高，含油量大的煤化工废水，且未见有效回收油泥的工艺。
发明内容
针对现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种煤化工废水中油泥的去除方法，以解决现有的油泥去除过程无法有效去除油泥，药剂使用量大的技术问题。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：
本发明提供了一种煤化工废水中油泥的去除方法，包括以下步骤：
步骤1、在待处理煤化工废水中加入破乳材料LY-01，搅拌，得到中间混合体系；
步骤2、在中间混合体系中，加入聚结材料LY-02，搅拌，静置，分离，得到油泥处理后的废水；
其中，所述破乳材料LY-01，用于对待处理煤化工废水中的油泥类物质进行破乳处理，以使所述油泥物质聚集形成较小体积的聚集体；其中，所述破乳材料LY-01采用季铵盐类阳离子单体、亲油疏水单体及聚合醇胺制备得到；
所述聚结材料LY-02，用于对所述较小体积的聚集体进行聚结，形成较大体积的聚结体；其中，所述聚结材料LY-02采用明胶、磁粉材料、柠檬酸及破乳材料LY-01制备得到。
进一步的，待处理煤化工废水、破乳材料LY-01及聚结材料LY-02的体积比为(800-1000)：(10-20)：(1-5)。
进一步的，所述破乳材料LY-01的制备过程，具体如下：
将季铵盐类阳离子单体、亲油疏水单体及聚合醇胺混合，配制得到混合溶液；
在混合溶液中，加入引入剂，进行聚合反应，得到聚合反应产物；
在聚合反应产物中，加入交联剂，进行交联聚合反应，得到交联聚合产物；
对交联聚合产物进行分离提纯，得到所述的破乳材料LY-01。
进一步的，所述聚结材料LY-02的制备过程，具体如下：
将明胶溶解在水中，得到明胶溶液；并在明胶溶液中加入磁粉材料及柠檬酸，超声搅拌得到磁性胶体；
将所述破乳材料LY-01加入到磁性胶体中，搅拌，得到黑色溶液；
对黑色溶液进行磁性吸附分离，得到分离产物，并将分离产物洗涤后，冷干研磨成粉，得到所述的聚结材料LY-02。
进一步的，步骤1中，搅拌时间为6-10min，搅拌速率为400r/min-700r/min。
进一步的，步骤2中，搅拌时间为15-30min，搅拌速率为100r/min-400r/min。
进一步的，步骤2中，采用在磁场环境条件下，静置1-2h。
进一步的，油泥处理后的废水中油泥类物质的去除率为97.5％-98.8％，油的去除率达到48.3％-49.8％，COD去除率达到36.1％-39.2％。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明提供了一种煤化工废水中油泥的去除方法，通过在待处理的煤化工废水中加入破乳材料LY-01及聚结材料LY-02，两者表面均带有丰富的正电荷和支链结构，使废水中带负电荷的胶体物质微粒发生脱稳，并利用聚结材料LY-02的聚结性能，将较小体积的聚集体进行聚结，形成较大体积的聚结体；通过破乳材料LY-01及聚结材料LY-02的协同作用使煤化工废水中的油泥类物质发生破乳、聚结，最终实现油泥的分离去除；同时，有利于煤化工废水中油泥的去除，同时减少了污泥产量，增强了泥水分离效果，降低了油泥含水率，提高了整体出水水质，实现高效处理煤化工废水中的油泥；本发明油泥处理后的废水中油泥类物质的去除率为97.5％-98.8％，油的去除率达到48.3％-49.8％，COD去除率达到36.1％-39.2％；经对油泥预处理后的废水，能够显著提高后续酚氨回收效率，降低生化处理难度，显著增加经济效益。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题，技术方案及有益效果更加清楚明白，以下具体实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明所述的一种煤化工废水中油泥的去除方法，包括以下步骤：
步骤1、在待处理煤化工废水中加入破乳材料LY-01，在搅拌速率为400r/min-700r/min条件下，搅拌6-10min，得到中间混合体系；
步骤2、在中间混合体系中，加入聚结材料LY-02，在搅拌速率为100r/min-400r/min条件下，搅拌15-30min；之后在磁场环境条件下静置沉淀，分离，得到油泥处理后的废水。
本发明中，所述破乳材料LY-01，用于对待处理煤化工废水中的油泥类物质进行破乳处理，以使所述油泥物质聚集形成较小体积的聚集体；其中，所述破乳材料LY-01采用季铵盐类阳离子单体、亲油疏水单体及聚合醇胺制备得到；制备过程具体如下：
S1、将季铵盐类阳离子单体、亲油疏水单体及聚合醇胺混合，配制得到混合溶液；其中，季铵盐类阳离子单体为二甲基二烯丙基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵和甲基丙烯酰胺烷基氯化铵的一种；亲油疏水单体为甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸异癸酯和甲基丙烯酸丁酯中的一种；聚合醇胺为聚三乙醇胺。
S2、在混合溶液中，加入引入剂，进行聚合反应，得到聚合反应产物；其中，引发剂采用过硫酸铵、过硫酸钾和过氧化氢的一种。
S3、在聚合反应产物中，加入交联剂，进行交联聚合反应，得到交联聚合产物；其中，交联剂采用乙二胺、正丁胺和多乙烯多胺的一种。
S4、对交联聚合产物进行分离提纯，得到所述的破乳材料LY-01。
本发明中，所述聚结材料LY-02，用于对所述较小体积的聚集体进行聚结，形成较大体积的聚结体；其中，所述聚结材料LY-02采用明胶、磁粉材料、柠檬酸及破乳材料LY-01制备得到，制备过程具体如下：
步骤01、将明胶溶解在水中，得到明胶溶液；并在明胶溶液中加入磁粉材料及柠檬酸，超声搅拌得到磁性胶体；其中，磁粉材料为氧化铁磁粉、二氧化铬磁粉和金属磁粉的一种。
步骤02、将所述破乳材料LY-01加入到磁性胶体中，搅拌，得到黑色溶液。
步骤03、对黑色溶液进行磁性吸附分离，得到分离产物，并将分离产物洗涤后，冷干研磨成粉，得到所述的聚结材料LY-02。
本发明中，待处理煤化工废水、破乳材料LY-01及聚结材料LY-02的体积比为(800-1000)：(10-20)：(1-5)；油泥处理后的废水中油泥类物质的去除率为97.5％-98.8％，油的去除率达到48.3％-49.8％，COD去除率达到36.1％-39.2％。
本发明所述的煤化工废水中油泥去除方法，所述破乳材料LY-01采用季铵盐类阳离子单体、亲油疏水单体及聚合醇胺制备得到；所述破乳材料LY-01为高分子化合物，其携带有大量的正电荷基团，具有独特的亲油疏水性能，且表面含有丰富的链状结构；能够高效中和油泥类物质的胶体颗粒表面负电荷，破坏油泥类物质的稳定性，并且通过分子之间的相互作用力，使其快速地吸附在油水界面上，从而破坏O/W乳液，取代了表面活性剂和沥青质分子，降低油水的界面张力和界面膜强度，促进了油泥类物质颗粒间的凝聚效果快速产生，增强了小油泥颗粒间的聚并效果；所述聚结材料LY-02利用磁性胶体中的磁性材料对破乳材料LY-01进行改性得到，所述聚结材料作为性能优异的大分子表面活性剂，具有丰富的支链结构和特定的官能团，能够是分散在水中的油泥颗粒进行聚结，对煤化工废水中的油相、水相及泥相的快速分离具有极强的促进作用。
本发明中，通过在待处理废水中加入破乳材料LY-01及聚结材料LY-02，两者表面均带有丰富的正电荷和支链结构，使废水中带负电荷的胶体物质微粒发生脱稳，并利用聚结材料LY-02的聚结性能，将较小体积的聚集体进行聚结，形成较大体积的聚结体；通过破乳材料LY-01及聚结材料LY-02的协同作用使煤化工废水中的油泥类物质发生破乳、聚结，最终实现油泥的分离去除；更有利于煤化工废水中油泥的去除，同时减少了污泥产量，增强了泥水分离效果，降低了油泥含水率，提高了整体出水水质，实现高效处理煤化工废水中的油泥。
实施例1
本实施例1提供了一种煤化工废水中油泥的去除方法，包括以下步骤：
步骤1、按体积比为1000:20:1的比例，取待处理的煤化工废水、破乳材料LY-01及聚结材料LY-02。
步骤2、将破乳材料LY-01加入到待处理的煤化工废水，在搅拌速率为700r/min条件下，搅拌10min，以使待处理煤化工废水中的胶体基本脱稳，部分油泥发生聚集形成较小体积的聚集体，得到中间混合体系。
步骤3、在中间混合体系中，投加聚结材料LY-02，在搅拌速率为100r/min条件下，搅拌30min，以使废水中的油泥类物质团聚为较大体积的聚结体；在磁场环境条件下，静置2h，使油泥类物质进一步聚结后，分离，得到油泥去除后的废水。
实施例2
本实施例2提供了一种煤化工废水中油泥的去除方法，包括以下步骤：
步骤1、按体积比为1000:10:1的比例，取待处理的煤化工废水、破乳材料LY-01及聚结材料LY-02。
步骤2、将破乳材料LY-01加入到待处理的煤化工废水，在搅拌速率为600r/min条件下，搅拌6min，以使待处理煤化工废水中的胶体基本脱稳，部分油泥发生聚集形成较小体积的聚集体，得到中间混合体系。
步骤3、在中间混合体系中，投加聚结材料LY-02，在搅拌速率为200r/min条件下，搅拌25min，以使废水中的油泥类物质团聚为较大体积的聚结体；在磁场环境条件下，静置2h，使油泥类物质进一步聚结后，分离，得到油泥去除后的废水。
实施例3
本实施例3提供了一种煤化工废水中油泥的去除方法，包括以下步骤：
步骤1、按体积比为800:20:1的比例，取待处理的煤化工废水、破乳材料LY-01及聚结材料LY-02。
步骤2、将破乳材料LY-01加入到待处理的煤化工废水，在搅拌速率为500r/min条件下，搅拌8min，以使待处理煤化工废水中的胶体基本脱稳，部分油泥发生聚集形成较小体积的聚集体，得到中间混合体系。
步骤3、在中间混合体系中，投加聚结材料LY-02，在搅拌速率为300r/min条件下，搅拌20min，以使废水中的油泥类物质团聚为较大体积的聚结体；在磁场环境条件下，静置2h，使油泥类物质进一步聚结后，分离，得到油泥去除后的废水。
实施例4
本实施例1提供了一种煤化工废水中油泥的去除方法，包括以下步骤：
步骤1、按体积比为800:10:1的比例，取待处理的煤化工废水、破乳材料LY-01及聚结材料LY-02。
步骤2、将破乳材料LY-01加入到待处理的煤化工废水，在搅拌速率为400r/min条件下，搅拌10min，以使待处理煤化工废水中的胶体基本脱稳，部分油泥发生聚集形成较小体积的聚集体，得到中间混合体系。
步骤3、在中间混合体系中，投加聚结材料LY-02，在搅拌速率为400r/min条件下，搅拌15min，以使废水中的油泥类物质团聚为较大体积的聚结体；在磁场环境条件下，静置2h，使油泥类物质进一步聚结后，分离，得到油泥去除后的废水。
试验结果：
本发明中，采用某煤化工厂的废水对上述去除方法的去除油泥效果进行检测。该煤化工厂废水中含油量为2000mg/L，挥发酚含量为8000mg/L，氨氮含量为6000mg/L，COD含量为60000mg/L，SS含量为2000mg/L，具体采用如下方法处理：按照以上实施例1-4中所确定的操作方法及投加条件，用于以上实际的煤化工废水，待反应结束后，测定澄清液出水的各项参数来反应具体的各实施例的实施效果；以上各实施例下的各项指标检测结果见表1。
表1实施例1-4下处理煤化工废水各项指标的去除率
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | |
| 油的去除率(％) | 48.3 | 49.2 | 49.8 | 48.6 |
| SS的去除率(％) | 97.5 | 98.3 | 98.8 | 97.9 |
| COD的去除率(％) | 36.5 | 38.3 | 39.2 | 36.1 |
从表1可以看出本发明方法用于去除煤化工废水中油泥，具有油泥的去除效率高，且效果稳定，这对以后煤化工行业持续健康的发展具有重要指导意义。
本发明中，利用破乳材料LY-01及聚结材料LY-02，有效的去除煤化工废水中的油泥；既避免了投加大量混凝剂，使水处理成本过高的问题，又可以实现油泥的高效聚结和分离，同时高分子聚结材料具有投加量少，污染小，成本低，效果好、产生的油泥易于分离等特点；既减少了对环境的污染，又可以以低成本方式实现了煤化工废水中油泥类物质的高效分离。
本发明所述的煤化工废水中油泥的去除方法，通过在待处理煤化工废水中加入破乳材料LY-01及聚结材料LY-02，破乳材料LY-01及聚结材料LY-02均为高分子聚结材料，由于高分子聚结材料具有丰富的支链结构和具有特异性吸附官能团，并且具有活性高和破乳能力强等特点，可通过利用聚合材料表面丰富的官能团结构来有效吸附聚结和网捕废水中油类物质，达到凝聚分离的目的，同时能够有效去除废水中煤灰等物质，避免了对后续工艺造成的拥堵。
本发明中，对煤化工油泥的分离和去除，是实现煤化工废水无害化处理与煤化工产业可持续发展的关键；预处理工艺不仅针对性的去除油类物质、酚类物质和氨氮，还可以实现物质的资源化回收以及为生化池微生物创造良好的生化条件；其中，在去除油泥的同时，携带着将废水中的油及其多环类芳香烃等物质固定于油泥中一并分离去除，这既实现了油泥的分离又去除了部分有毒害物质。
上述实施例仅仅是能够实现本发明技术方案的实施方式之一，本发明所要求保护的范围并不仅仅受本实施例的限制，还包括在本发明所公开的技术范围内，任何熟悉本技术领域的技术人员所容易想到的变化、替换及其他实施方式。
Claims (5)
1.一种煤化工废水中油泥的去除方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、在待处理煤化工废水中加入破乳材料LY-01，搅拌，得到中间混合体系；
步骤2、在中间混合体系中，加入聚结材料LY-02，搅拌，静置，分离，得到油泥处理后的废水；
其中，所述破乳材料LY-01，用于对待处理煤化工废水中的油泥类物质进行破乳处理，以使所述油泥物质聚集形成较小体积的聚集体；其中，所述破乳材料LY-01采用季铵盐类阳离子单体、亲油疏水单体及聚合醇胺制备得到；
所述聚结材料LY-02，用于对所述较小体积的聚集体进行聚结，形成较大体积的聚结体；其中，所述聚结材料LY-02采用明胶、磁粉材料、柠檬酸及破乳材料LY-01制备得到；
待处理煤化工废水、破乳材料LY-01及聚结材料LY-02的体积比为（800-1000）：（10-20）：（1-5）；
所述破乳材料LY-01的制备过程，具体如下：
将季铵盐类阳离子单体、亲油疏水单体及聚合醇胺混合，配制得到混合溶液；
在混合溶液中，加入引发剂，进行聚合反应，得到聚合反应产物；
在聚合反应产物中，加入交联剂，进行交联聚合反应，得到交联聚合产物；
对交联聚合产物进行分离提纯，得到所述的破乳材料LY-01；
所述聚结材料LY-02的制备过程，具体如下：
将明胶溶解在水中，得到明胶溶液；并在明胶溶液中加入磁粉材料及柠檬酸，超声搅拌得到磁性胶体；
将所述破乳材料LY-01加入到磁性胶体中，搅拌，得到黑色溶液；
对黑色溶液进行磁性吸附分离，得到分离产物，并将分离产物洗涤后，冷干研磨成粉，得到所述的聚结材料LY-02；
季铵盐类阳离子单体为二甲基二烯丙基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵或甲基丙烯酰胺烷基氯化铵的一种；亲油疏水单体为甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸异癸酯或甲基丙烯酸丁酯中的一种；聚合醇胺为聚三乙醇胺。
2.根据权利要求1所述的一种煤化工废水中油泥的去除方法，其特征在于，步骤1中，搅拌时间为6-10min，搅拌速率为400r/min-700r/min。
3.根据权利要求1所述的一种煤化工废水中油泥的去除方法，其特征在于，步骤2中，搅拌时间为15-30min，搅拌速率为100r/min-400r/min。
4.根据权利要求1所述的一种煤化工废水中油泥的去除方法，其特征在于，步骤2中，在磁场环境条件下，静置1-2h，使油泥类物质进一步聚结后，分离，得到油泥去除后的废水。
5.根据权利要求1所述的一种煤化工废水中油泥的去除方法，其特征在于，油泥处理后的废水中悬浮固体的去除率为97.5%-98.8%，油的去除率达到48.3%-49.8%，COD去除率达到36.1%-39.2%。
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