CN101269903A - 炼油污水的进一步深度处理工艺及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种炼油污水的进一步深度处理工艺及装置，其中工艺包括下列步骤：1)将由污水处理厂排出的水进入气浮反应装置，利用气浮反应装置对污水进行气浮技术处理；2)由气浮反应装置处理后的水进入曝气生物过滤装置，利用曝气生物过滤装置对来水进行曝气生物技术处理；3)由曝气生物过滤装置处理后的水进入微絮凝反应装置，利用微絮凝反应装置对来水进行微絮凝技术处理；4)由微絮凝反应装置处理后的水进入超滤反应装置，利用超滤反应装置对来水进行超滤处理；5)由超滤反应装置处理后的水进入反渗透装置，利用反渗透装置对来水进行反渗透处理，并输出可使用的成品水。本发明对污水作进一步深度处理以符合炼油厂重新使用要求，操作方便，成本低。

Description

炼油污水的进一步深度处理工艺及装置
技术领域
本发明关于一种污水处理工艺及设备；更具体地说，关于一种炼油用污水用污水处理厂处理后再作进一步深度处理的工艺及装置。
背景技术
水资源的缺乏，导致水资源的回收利用是目前有效解决水资源缺乏的重要途径之一，而传统中水的回收利用一般都经混凝、澄清、过滤、清水池及出水等工艺过程，并在混凝工艺前投入药物及在清水池工艺前加氯来增加处理效果，但现有炼油厂用后的水都是经污水处理厂处理后直接排出，而炼油企业又存在用水量较大的问题，因此迫切需要对炼油厂排出的水进行深度处理，以符合再次使用的要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能对经污水处理厂处理后排出的水作进一步深度处理后以符合炼油厂重新使用要求的工艺及装置。
本发明中炼油污水的进一步深度处理工艺包括有下列步骤：
1)将由污水处理厂排出的水进入气浮反应装置，利用气浮反应装置对污水进行气浮技术处理；
2)由气浮反应装置处理后的水进入曝气生物过滤装置，利用曝气生物过滤装置对经气浮技术处理后的水进行曝气生物技术处理；
3)由曝气生物过滤装置处理后的水进入微絮凝反应装置，利用微絮凝反应装置对经曝气生物技术处理后的水进行微絮凝技术处理；
4)由微絮凝反应装置处理后的水进入超滤反应装置，利用超滤反应装置对经微絮凝技术处理后的水进行超滤处理；
5)由超滤反应装置处理后的水进入反渗透装置，利用反渗透装置对经超滤技术处理后的水进行反渗透处理，并输出可使用的清水。
本发明中的工艺还包括在所述步骤1)前所述由污水处理厂排出的水以自流方式流入污水调节池，由所述污水调节池调节来水水量和均一来水的水质，并经由污水提升泵使经污水调节池处理后的水输入气浮反应装置。
本发明中的工艺还包括在所述步骤4)与步骤5)之间使用超滤反洗水泵、超滤水箱、超滤产水泵、保安过滤器及高压泵对由所述超滤反应装置超滤处理后的水作进一步处理后进入步骤5)的反渗透装置中。
本发明中的工艺还包括在所述步骤5)后增加有离子交换处理的步骤。
本发明中的工艺还包括在所述步骤5)与所述离子交换处理步骤之间依次经由淡水箱和淡水泵处理。
本发明中的工艺还包括在所述离子交换处理步骤后增加有除盐水箱对水作进一步除盐处理。
本发明中炼油污水的进一步深度处理装置包括有气浮反应装置、曝气生物过滤装置、微絮凝反应装置、超滤反应装置、反渗透装置及控制装置(图中未示出)，其特征在于：所述气浮反应装置、曝气生物过滤装置、微絮凝反应装置、超滤反应装置及反渗透装置经由管道依序连通。
本发明中炼油污水的进一步深度处理装置还包括有经管道与所述气浮装置入水口连接污水调节池及提升泵。
本发明中炼油污水的进一步深度处理装置还包括有经由管道与所述调节池、气浮反应装置、曝气生物过滤装置、絮凝反应装置及超滤反应装置连通并能对所述调节池、气浮反应装置、曝气生物过滤装置、絮凝反应装置及超滤反应装置产生的污泥进行处理的污泥处理装置。
本发明中炼油污水的进一步深度处理装置还包括有用于清洗超滤反应装置及反渗透装置中的膜的膜清洗装置及在所述反渗透装置后的混床。
采用本发明中的污水进一步深度处理工艺后可以对经污水处理厂预处理后的水作进一步处理，获得可以符合重新使用要求的水，具有节约水资源的功能，并且本发明中所采用的各装置均为现有的市售成熟产品，在单独使用时不能满足水的净化要求，而在组合使用后可以使水达到再次使用的要求，且配合控制装置的使用，具有操作方便，成本低廉的优点。
附图说明
图1为本发明中炼油污水的进一步深度处理装置的结构示意图；
图2为本发明中炼油污水处理深度处理工艺的流程图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明中的具体实施例作进一步详细说明。
如图1所示，本发明中的炼油污水的进一步深度处理装置包括有利用管道连通的气浮反应装置、曝气生物过滤装置2、微絮凝反应装置3、超滤反应装置4、反渗透装置5及控制装置(图中未示出)，其中：
气浮反应装置包括有涡凹曝气机装置1及设在进水口13处的助凝剂加药装置15、絮凝剂加药装置16和用于对所填加药物与水进行混合的管道混合器17，其中涡凹曝气机装置1具有沿箱体侧壁设置的涡凹曝气室，该侧箱壁上设有与涡凹曝气室连通的进水口13，自箱体顶沿设有伸入到涡凹曝气室中的空心轴14，空心轴14的上端通过联轴器与电机11相连，底端安装有与空心轴14内腔连通的散气叶轮12，该散气叶轮12的叶片上设有散气孔，同时在箱体内侧上部设有链条刮泥机10，及在相对进水口13的另一侧设有清水出口18。使污水从进水口13进入后，由产生的“微气泡”带走污水的杂质，并出清水出口18输出。本发明利用的涡凹曝气机装置具有微气泡数量多，在水中存在时间长，除污效果好，设备使用寿命长等优点，由于该涡凹曝气机装置为现有技术，在此不再另行详细说明。
曝气生物过滤装置2为曝气生物滤池，该曝气生物滤池中设有内部装有滤料的滤料层21，在滤料层21下方设有进水口22，及在曝气生物滤池上端设有出水口23。其中进水口22通过管道与气浮反应装置的清水出口18连通。并在曝气生物滤池外通过管道连接有反洗气装置24及可以提供氧的曝气装置25。本发明中曝气生物滤池(Biological Aerated Filter，BAFS)的滤料层21中使用的是一种球形陶粒填料，在其表面及开口内腔空间生长有微生物膜，污水由下向上流经滤料层21时，微生物膜吸收污水中的有机污染物作为其自身新陈代谢的营养物质，并在滤料层21下部提供曝气的条件下，气、水同为上向流态，使废水中的有机物得到好氧降解，并进行硝化脱氮。该曝气生物过滤装置2定期利用处理后的水经管道26对曝气生物滤池进行反冲洗，排除滤料表面增殖的老化微生物膜，以保证微生物膜的活性。
微絮凝反应装置3包括有微絮凝反应池，在微絮凝反应池内设置有高效絮凝反应箱，这种箱体利用反应箱内设置的无数折板单元(图中未示出)来改变经过反应箱水流的流动方向，增加絮凝反应颗粒的碰撞机率，从而有效地增加絮凝反应。在絮凝反应池前设有管式静态混合器30，在静态混合器30内安装有若干固定混合单元，每一混合单元由若干固定叶片按一定角度交叉组成，当由絮凝剂加药装置16加入药剂的原水经过该静态混合器30时能被这些混合单元分割、改向并形成游涡，以达到药剂均匀分散于原水中的目的。由于微絮凝反应装置3及静态混合器30均为市售成熟产品，不再另行说明。
超滤反应装置4采用的超滤膜分离技术，其中超滤膜采用的材质为PVDF或PES的中空纤维，其表面活化层致密，支撑层为海绵状网络结构，具有耐压、抗污染、使用寿命长，且能长期保证产水水质，对胶体、悬浮颗粒及高分子物质具有良好的分离能力。
反渗透装置5主要用于去除水中的溶解盐类，同时去除一些有机大分子，前阶段未去除的小颗粒等。超滤反应装置4、反渗透装置5均为市售成熟产品，不再另行说明。
还可以设置有污泥处理装置，用于清洗超滤反应装置5及反渗透装置5中的膜的膜清洗装置及在所述反渗透装置后的混床。
利用上述装置，本发明中炼油污水的进一步深度处理工艺包括有下列步骤：
1)将由污水处理厂排出的水进入气浮反应装置，利用气浮反应装置对污水进行气浮技术处理；
2)由气浮反应装置处理后的水进入曝气生物过滤装置，利用曝气生物过滤装置对经气浮技术处理后的水进行曝气生物技术处理；
3)由曝气生物过滤装置处理后的水进入微絮凝反应装置，利用微絮凝反应装置对经曝气生物技术处理后的水进行微絮凝技术处理；
4)由微絮凝反应装置处理后的水进入超滤反应装置，利用超滤反应装置对经微絮凝技术处理后的水进行超滤处理；
5)由超滤反应装置处理后的水进入反渗透装置，利用反渗透装置对经超滤技术处理后的水进行反渗透处理，并输出可使用的清水。
在所述步骤5)后还可以增加有混床处理步骤，所述步骤5)与混床处理步骤之间依次经由淡水箱和淡水泵处理。
为了进一步保证各装置的正常运行及确保输出的水质，本发明中更具体的工艺过程如下：如图2所示
1、污水调节
从炼油污水处理厂砂滤池出来的水可通过自流的方式流入污水调节池6，由于炼油污水处理厂的出水不稳定，因此，利用污水调节池6来调节来水量和均一来水的水质，确保后续深度处理的稳定性和连续性，污水调节池6的有效容积为2700m3，调节时间为2.7小时。
2、气浮反应
在污水调节池6内处理后的污水通过污水提升泵7的作用提升到气浮反应装置的管道混合器17内，与助凝剂加药装置15、絮凝剂加药装置16中加药泵送出的混凝、助凝剂混合后进入涡凹曝气机装置1，由涡凹曝气机装置1内的叶轮充气式气浮机和链条刮泥机10进行污水处理，污水在涡凹曝气机装置1内停的留时间为18～21min。在此步骤中由于加入了絮凝剂及助凝剂，可显著提高废水中乳化油、悬浮微粒、胶体物质及可溶性COD物质的去除效率，在气浮反应装置内油的去除率和固体悬浮物去除率分别达到75％和70％以上。
其中絮凝剂为聚合氯化铝(PAC)，它有较高的电荷和分子量，因而吸附脱稳和粘结架桥作用均较强，投加到水中后会迅速发挥优异的混凝效果。
助凝剂采用的是聚丙烯酰胺(PAM)，用来吸附污水中的悬浮粒子，使高分子链互缠交联，形成架桥，从而使絮凝结构增大***，利于悬浮粒子的去除。
3、曝气生物反应
从气浮反应装置出来的水经管道进入曝气生物过滤装置2，即经气浮反应装置处理的污水从曝气生物过滤装置2底部进入，经滤料层21，同时滤料层21下部设置的供氧曝气装置25提供曝气，使气、水同时向上流动，在经过滤料层21时有机物被微生物氧化分解，NH3-N被氧化成NO3-N；另外，由于在堆积的滤料层21内和微生物膜的内部存在厌氧/缺氧环境，在硝化的同时实现部分反硝化，从曝气生物过滤装置2上部的出水口23直接排出。
其中曝气生物过滤装置(Biological Aerated Filter，简称BAFS)的滤料层21内为球形陶粒填料，在其表面及开口内腔空间生长有微生物膜，污水由下向上流经滤料层时，微生物膜吸收污水中的有机污染物作为其自身新陈代谢的营养物质，再借助于滤料层下部提供曝气供氧，使废水中的有机物得到好氧降解，并进行硝化脱氮。
4、微絮凝反应
使曝气生物过滤装置2输出的水进入管式静态混合器30，同时加入絮凝剂，在管式静态混合器30内混合后进入微絮凝反应装置3，利用微絮凝反应装置3内设置的无数折板单元来改变经过反应池水流的流动方向，增加絮凝反应颗粒的碰撞机率，从而有效的增加絮凝反应。在反应池的反应时间约为15～24分钟。
5、超滤反应
从微絮凝反应装置3出来的水进入清水池8，并进一步经清水泵9及超滤进水泵40送入超滤反应装置4，利用超滤反应装置4中的超滤膜对水进行进一步过滤，其中超滤膜采用材质为PVDF的中空纤维，表面的活化层致密，支撑层为海绵状网络结构，具有耐压、抗污染、使用寿命长，且能长期保证产水水质，对胶体、悬浮颗粒及高分子物质具有良好的分离能力，在本发明中超滤反应主要是进一步去除水中的胶体、细菌以及大分子有机物。
在由清水泵9从清水池8中将水进入超滤反应装置4前可由氧化剂加药装置41加入次氯酸钠(NaCLO)氧化剂，以防止细菌微生物在超滤膜表面滋生，并对有机物液有一定的去除作用。
6、反渗透反应
从超滤反应装置4出来的水经超滤反洗水泵42、超滤水箱43、超滤产水泵44、保安过滤器45及高压泵46进入反渗透装置5中，在反渗透装置5中主要是去除水中的溶解盐类，同时去除一些有机大分子，前阶段未去除的小颗粒等。并在超滤产水泵44与保安过滤器45之间由还原剂加药装置47及阻垢剂加药装置48添加有阻垢剂和还原剂，其中阻垢剂是一种有机化合物质，除了能在朗格利尔指数(LSI)＝2.6情况下运行之外，还能阻止SO42-的结垢，它的主要作用是相对增加水中结垢物质的溶解性，以防止碳酸钙、碳酸镁、硫酸钙等物质对膜的污染，同时可以防止铁离子堵塞膜的微孔。还原剂为亚硫酸氢钠，用于还原水中的余氯。
保安过滤器45用以去除5μm以上的悬浮物，以保护反渗透膜不被堵塞，因此又被称为精密过滤器，是原水进入反渗透膜前的最后一道处理工序。由于反渗透膜是在高压泵46的压力驱动下工作的，压力通常高于1.0MPa，如果有机械杂质进入反渗透膜后，则在高压泵46的驱动下，机械杂质将直接划破反渗透膜，导致反渗透膜的破坏和脱盐率的永久下降。由于通常从超滤的出水管到反渗透装置5的进水管之间有一定距离且连接有管道(管道焊渣等)、高压泵46、升压泵、水箱等，特别是超滤水箱43等容易受到污染而产生的部分固体微粒进入反渗透膜中，使反渗透膜发生污堵或划伤，因此设置有保安过滤器45来对这些杂质进行截留。除了颗粒杂质以外，保安过滤器45对浊度、铁以及硅等胶体物质都有良好的去除效果。保安过滤器45内装缠绕式或喷熔聚丙烯滤芯(过滤等级5微米)，进出口设压力指示表，当压差达到设定值时应及时更换滤芯。
7、离子交换反应
将由反渗透装置5出来的水经管道进入离子交换器，对水作进一步的脱盐水工程中，具体是使被处理的水由上向下或由下向上分别流经一定高度的强酸、碱树脂层或直接流经两种树脂混合形成的树脂层来制取成品水。通过离子交换后进入水中的氢离子与氢氧离子会生成电离度很低的水分子(H2O)，因而能制取纯度相当高的成品水。
在上述工艺过程中，还可以增加设有污泥处理***及除盐水箱，即将污水调节池6、气浮反应装置、曝气生物过滤装置2、微絮凝反应装置3及超滤反应装置4运行过程中产生的浮渣及斜管排出的污泥由浓缩池进行浓缩处理，最后直接排出。另为了确保超滤反应装置4及反渗透装置5的正常运行，还配备有用于清洗超滤反应装置4及反渗透装置5中膜的膜清洗装置。由于污泥处理及膜清洗均为成熟技术，在此不再另行说明。增加的除盐水箱对水作进一步除盐处理。

Claims (10)

1、一种炼油污水的进一步深度处理工艺，包括有下列步骤：
1)将由污水处理厂排出的水进入气浮反应装置，利用气浮反应装置对污水进行气浮技术处理；
2)由气浮反应装置处理后的水进入曝气生物过滤装置，利用曝气生物过滤装置对经气浮技术处理后的水进行曝气生物技术处理；
3)由曝气生物过滤装置处理后的水进入微絮凝反应装置，利用微絮凝反应装置对经曝气生物技术处理后的水进行微絮凝技术处理；
4)由微絮凝反应装置处理后的水进入超滤反应装置，利用超滤反应装置对经微絮凝技术处理后的水进行超滤处理；
5)由超滤反应装置处理后的水进入反渗透装置，利用反渗透装置对经超滤技术处理后的水进行反渗透处理，并输出可使用的清水。
2、根据权利要求1所述的炼油污水的进一步深度处理工艺，其特征在于，
在所述步骤1)前所述由污水处理厂排出的水以自流方式流入污水调节池，由所述污水调节池调节来水水量和均一来水水质，并经由污水提升泵使经污水调节池处理后的水输入气浮反应装置。
3、根据权利要求1所述的炼油污水的进一步深度处理工艺，其特征在于，
所述步骤4)与步骤5)之间使用超滤反洗水泵、超滤水箱、超滤产水泵、保安过滤器及高压泵对由所述超滤反应装置超滤处理后的水作进一步处理后进入步骤5)的反渗透装置中。
4、根据权利要求1至3中任意一项所述的炼油污水的进一步深度处理工艺，其特征在于，所述步骤5)后增加有离子交换处理步骤。
5、根据权利要求4所述的炼油污水的进一步深度处理工艺，其特征在于，在所述步骤5)与所述离子交换处理步骤之间依次经由淡水箱和淡水泵处理。
6、根据权利要求4所述的炼油污水的进一步深度处理工艺，其特征在于，在所述离子交换处理步骤后增加有除盐水箱对水作进一步除盐处理。
7、一种炼油污水的进一步深度处理装置，包括有气浮反应装置、曝气生物过滤装置、微絮凝反应装置、超滤反应装置、反渗透装置及控制装置(图中未示出)，其特征在于：所述气浮反应装置、曝气生物过滤装置、微絮凝反应装置、超滤反应装置及反渗透装置经由管道依序连通。
8、根据权利要求7中所述的炼油污水的进一步深度处理装置，其特征在于，还包括有经管道与所述气浮装置入水口连接污水调节池及提升泵。
9、根据权利要求8中所述的炼油污水的进一步深度处理装置，其特征在于，还包括有经由管道与所述调节池、气浮反应装置、曝气生物过滤装置、絮凝反应装置及超滤反应装置连通并能对所述调节池、气浮反应装置、曝气生物过滤装置、絮凝反应装置及超滤反应装置产生的污泥进行处理的污泥处理装置。
10、根据权利要求7中所述的炼油污水的进一步深度处理装置，其特征在于，还包括有用于清洗超滤反应装置及反渗透装置中的膜的膜清洗装置及在所述反渗透装置后的混床。
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