一种汽车拆解/修理废水和低阶煤细煤泥的协同处置方法

技术领域

本发明属于废水处理的技术领域，涉及一种汽车拆解/修理废水和废弃细煤泥的协同处置方法。

背景技术

报废汽车的回收拆解产业和汽车发动机维修产业是我国当前汽车工业和资源回收的重要产业。拆解报废汽车或修理汽车发动机的过程中，会产生大量洗涤废液和废水。全国拆解企业近500家，每天处理水量约150～300万t/d，年排污水54000～102000万吨。这类废水含有多种污染物，包括烷烃、多环芳烃等多种碳氢化合物、多种冷冻液、洗涤液，多类有机电解质，氮，硫等化合物，及沥青、胶质、金属、烟尘等固体颗粒；该类废水的COD、BOD，SS等各项污染指标都较高。

吸附法是处理废水的有效方法之一。活性炭、膨润土等吸附剂常用于废水的处理。高效清洁且廉价的固体吸附剂是处理含有废水的关键。煤炭作为我国的主体能源，在近10年的能源结构中，占我国总能源消耗的60-70％。低阶煤是我国煤炭资源中最主要的煤炭种类。煤炭在开采和分选过程中，会产生大量的细粒和超细煤泥。这些煤泥因为极细的粒度和高含量的矸石矿物的存在而难以进一步分选。大量高灰、低热值的低阶煤煤泥因经济价值低、难以利用进而被堆弃。但是低阶煤细煤泥价格极为低廉。细煤泥的组成以碳基煤岩为主，还包含硅、铝酸盐等矿物。细煤泥经简单处理就能作为处理废水的有效且廉价的吸附剂。同时，废水对细煤泥有一定团聚、富集和分选的效果。废水和细煤泥的协同处理对废水的净化和废弃煤泥资源的二次利用有积极意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种汽车拆解/修理废水和低阶煤细煤泥的协同处置方法，把废弃细煤泥作为吸附剂，实现同时净化废水和分选富集废弃细煤泥。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种汽车拆解/修理废水和低阶煤细煤泥的协同处置方法，包括以下步骤：

(1)对低阶煤细煤泥进行粒度筛分和粒度分析；

(2)将低阶煤细煤泥和硫酸溶液投入搅拌桶内共同搅拌，对低阶煤细煤泥进行酸洗活化改性；

(3)使用板框压滤机对低阶煤细煤泥-硫酸溶液混合物进行脱水，得到低阶煤细煤泥吸附剂；

(4)将汽车拆解/修理废水和步骤(3)得到的低阶煤细煤泥吸附剂投入搅拌桶内搅拌，通过低阶煤细煤泥吸附剂吸附汽车拆解/修理废水中的污染物，同时混匀得到煤泥水；

(5)将步骤(4)得到的煤泥水投入浮选设备中进行泡沫浮选，浮选设备内添加起泡剂；

(6)浮选溢流产品通过板框压滤机脱水，得到精煤泥产品；浮选底流产品利用加压过滤机过滤，得到尾煤产品和净化水。

所述步骤(1)中，低阶煤细煤泥为低阶煤选煤厂或矿坑中产生的细粒或超细粒煤泥，煤泥粒度<100μm，灰分>30％，煤种为GB/T 575-2009所规定的褐煤、长焰煤或不黏煤。

所述步骤(1)中，通过采样方法进行粒度筛分和粒度分析，低阶煤细煤泥应符合以下要求：使用筛子筛选低阶煤细煤泥保证粒度在规定的100μm以下，并且在该规定粒度的筛上物含量不超过总量的20％时就认为低阶煤细煤泥的粒度合格。

所述步骤(2)中，硫酸溶液浓度为1～2mol/L；低阶煤细煤泥的质量浓度控制在10％-20％；搅拌时间控制在3～5h。

所述步骤(3)中，低阶煤细煤泥吸附剂的特征为：经酸洗活化后，比表面积增加30％以上或数值在14m

所述步骤(3)中，将低阶煤细煤泥-硫酸溶液混合物脱水后的滤液回收，循环用于硫酸溶液的配制。

所述步骤(4)中，汽车拆解/修理废水的COD最大为20000mg/L，磷酸盐含量大于30mg/L；汽车拆解/修理废水中的污染物为液体污染物、金属污染物、固体污染物的一种或多种混合，其中，液体污染物为油类废液、水类废液的一种或多种混合，油类废液为机油、齿轮油、废机油的一种或多种，水类废液为冷冻液、洗涤液的一种或多种混合；金属污染物为Cu、Zn、Al、Cr、Pb的一种或多种，金属污染物含量大于20mg/L；固体污染物为沥青、胶质、金属颗粒、烟尘的一种或多种，SS指标大于100mg/L。

所述步骤(4)中，搅拌时间为20-40min，搅拌桶内的煤泥的质量浓度控制在5％-12％；搅拌桶内使用复合折叶桨式或双层折叶桨式搅拌。

所述步骤(5)中，浮选设备为微泡浮选柱或旋流微泡浮选柱，浮选设备的进水流速为0.4m/s～0.8m/s，浮选设备的充气量为100L/h～350L/h，对于旋流微泡浮选柱，循环泵压力控制在0.05～0.15Mpa；起泡剂的添加量为300～500g/t。

本发明的有益效果是：

本发明使用废弃细煤泥作为吸附剂原料处理汽车拆解厂/修理厂废水。废弃细煤泥相比于活性炭等吸附剂，价格低廉；细煤泥吸附剂通过硫酸活化改性后，孔隙增大，微孔增多，吸附剂表面活性配位点增多，使低阶煤细煤泥成为一种有效的吸附剂。除此之外，酸洗后的煤泥吸附剂不经过脱酸过程，提高了煤泥水酸性，同时可以增强吸附剂活性，使吸附剂对金属离子、磷酸盐的吸附能力增加。酸洗后的脱水过程中产生的废水可以循环用于硫酸溶液的配制。低阶煤细煤泥在吸附污染物后，疏水性增强，可浮性得到提高，利用泡沫浮选方法进一步去除废水内的油类及固体污染物，并通过泡沫将煤泥和水体分离。本发明利用两种原料的特性，同时实现了废水的净化和废弃细煤泥的浮选强化，得到了低灰精煤泥产品、尾煤产品和净化水。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图。

具体实施方式

如图1所示，本发明的一种汽车拆解/修理废水和低阶煤细煤泥的协同处置方法，包括以下步骤：

(1)通过采样方法对低阶煤细煤泥进行粒度筛分和粒度分析，低阶煤细煤泥应符合以下要求：使用筛子筛选低阶煤细煤泥保证粒度在规定的100μm以下，并且在该规定粒度的筛上物含量不超过总量的20％时就认为低阶煤细煤泥的粒度合格；

其中，低阶煤细煤泥为低阶煤选煤厂或矿坑中产生的细粒或超细粒煤泥，煤泥粒度<100μm，灰分>30％，煤种为GB/T 575-2009所规定的褐煤、长焰煤或不黏煤；

(2)将低阶煤细煤泥和硫酸溶液投入搅拌桶内共同搅拌，对低阶煤细煤泥进行酸洗活化改性；

其中，硫酸溶液浓度为1～2mol/L；低阶煤细煤泥的质量浓度控制在10％-20％；搅拌时间控制在3～5h；

(3)使用板框压滤机对低阶煤细煤泥-硫酸溶液混合物进行脱水，得到低阶煤细煤泥吸附剂；

低阶煤细煤泥吸附剂的特征为：经酸洗活化后，比表面积增加30％以上或数值在14m

将低阶煤细煤泥-硫酸溶液混合物脱水后的滤液回收，循环用于硫酸溶液的配制；

(4)将汽车拆解/修理废水和步骤(3)得到的低阶煤细煤泥吸附剂投入搅拌桶内搅拌，通过低阶煤细煤泥吸附剂吸附汽车拆解/修理废水中的污染物，同时混匀得到煤泥水；其中，搅拌时间为20-40min，搅拌桶内的煤泥的质量浓度控制在5％-12％；搅拌桶内使用复合折叶桨式或双层折叶桨式搅拌；

其中，汽车拆解/修理废水的COD最大为20000mg/L，磷酸盐含量大于30mg/L；汽车拆解/修理废水中的污染物为液体污染物、金属污染物、固体污染物的一种或多种混合，其中，液体污染物为油类废液、水类废液的一种或多种混合，油类废液为机油、齿轮油、废机油的一种或多种，水类废液为冷冻液、洗涤液的一种或多种混合；金属污染物为Cu、Zn、Al、Cr、Pb的一种或多种，金属污染物含量大于20mg/L；固体污染物为沥青、胶质、金属颗粒、烟尘的一种或多种，SS指标大于100mg/L；

煤泥吸附污染物后，可浮性提高，疏水性增大；煤-水接触角增加10°～18°；

(5)将步骤(4)得到的煤泥水投入浮选设备中进行泡沫浮选，浮选设备内添加起泡剂；

其中，浮选设备为微泡浮选柱或旋流微泡浮选柱，浮选设备的进水流速为0.4m/s～0.8m/s，浮选设备的充气量为100L/h～350L/h，对于旋流微泡浮选柱，循环泵压力控制在0.05～0.07Mpa；起泡剂的添加量为300～500g/t；

(6)浮选溢流产品通过板框压滤机脱水，得到精煤泥产品；浮选底流产品利用加压过滤机过滤，得到尾煤产品和净化水。

最终得到的精煤泥产品灰分能够比原料煤泥产品降低8％-20％；最终得到的净化水的COD去除率在90％以上，重金属去除率在80％以上，固体颗粒去除率在80％以上。

下面结合实施例对本发明作进一步的说明。

实施例1

(1)通过采样方法对低阶煤细煤泥进行粒度筛分和粒度分析，低阶煤细煤泥应符合以下要求：使用筛子筛选低阶煤细煤泥保证粒度在规定的100μm以下，并且在该规定粒度的筛上物含量不超过总量的20％时就认为低阶煤细煤泥的粒度合格；

(2)将浓度为2mol/L的硫酸溶液和低阶煤细煤泥投入搅拌桶，低阶煤细煤泥质量浓度为10％，搅拌3h；

(3)搅拌完成后将细煤泥-硫酸混合液通入板框压滤机，滤去水分，得到低阶煤细煤泥吸附剂；

(4)将低阶煤细煤泥吸附剂和汽车拆解/修理废水投入另一搅拌桶，低阶煤细煤泥吸附剂质量浓度为12％，搅拌30min；

(5)搅拌完成后，将煤泥水通入微泡浮选柱，浮选柱内添加仲辛醇起泡剂，添加量300g/t,浮选柱充气量100L/h，调节进水流速约0.5m/s；

(6)浮选完成后，将溢流产品通入板框压滤机，得到提质细煤泥；底流产品通入加压过滤机，得到净化水。

细煤泥原料灰分为38.23％，经该方法处理后，提质细煤泥的灰分为19.89％；废水原COD指标为15830mg/L，经该方法处理后COD指标为1473mg/L，COD去除率达到90.7％；原本含有废水中磷酸盐含量为43.5mg/L,处理后磷酸盐含量为5.25mg/L，去除率87.9％。

实施例2

(1)通过采样方法对低阶煤细煤泥进行粒度筛分和粒度分析，低阶煤细煤泥应符合以下要求：使用筛子筛选低阶煤细煤泥保证粒度在规定的100μm以下，并且在该规定粒度的筛上物含量不超过总量的20％时就认为低阶煤细煤泥的粒度合格；

(2)将浓度为2mol/L的硫酸溶液和低阶煤细煤泥投入搅拌桶，低阶煤细煤泥质量浓度为10％，搅拌3h；

(3)搅拌完成后将细煤泥-硫酸混合液通入板框压滤机，滤去水分，得到低阶煤细煤泥吸附剂；

(4)将低阶煤细煤泥吸附剂和汽车拆解/修理废水投入另一搅拌桶，低阶煤细煤泥吸附剂质量浓度为5％，搅拌30min；

(5)搅拌完成后，将煤泥水通入微泡浮选柱，浮选柱内添加仲辛醇起泡剂，添加量300g/t,浮选柱充气量100L/h，调节进水流速约0.4m/s；

(6)浮选完成后，将溢流产品通入板框压滤机，得到提质细煤泥；底流产品通入加压过滤机，得到净化水。

细煤泥原料灰分为41.56％，经该方法处理后，提质细煤泥的灰分为26.52％；废水原COD指标为4855mg/L，经该方法处理后COD指标为43.6mg/L，COD去除率达到98％；废水原金属离子含量(测量Cu、Zn、Cr、Pb总含量)30.2mg/L,处理后的金属离子(Cu、Zn、Cr、Pb总含量)2.41mg/L,去除率92.01％。

以上所述仅是本发明的部分实施例而已，并不能限制本发明，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。