CN110451717A - 含油污水外排处理工艺及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及到含油污水外排达标处理技术，尤其涉及一种含油污水外排处理工艺及装置。其工艺流程为来水进入调节池均匀调节后，按设计流量提升入超声强化臭氧反应塔内，利用声波形成的机械震荡强化臭氧传质，利用超声空化作用强化·OH产生，利用·OH氧化实现污水内大分子油的降解，提高污水生化性；经预处理后污水进入A/O生化处理工艺，A段，投加载体填料，利用厌氧菌将大分子有机物转化为小分子有机酸，在降低有机物浓度同时进一步提高污水可生化性；O段，投加固定石油降解菌填料，利用石油降解菌将水中石油类污染物质转化为CO2和H2O，处理后污水进入二沉池固液分离，其中可流动污泥回流到缺氧池，剩余污泥外运，上清液达标外排。

Description

含油污水外排处理工艺及装置
技术领域
本发明涉及到含油污水外排达标处理技术，尤其涉及一种含油污水外排处理工艺及装置。
背景技术
油田采出水处理技术在保持原油高产稳产、保护生态环境等诸多方面发挥着重要作用。为了满足油田含油污水处理及注水开发的要求，油田地面工程建成了规模庞大、***复杂的污水处理***。按采出水来源不同分为：水驱污水、聚驱污水、高浓度聚驱污水、三元驱污水。伴随油田开发进入中后期，采出液含水率逐渐增加，导致含油污水产量递增。回注已经无法解决污水出路问题，深度处理外排是未来一个发展方向。
目前已有的外排处理方法有物理方法和化学方法，这两种方法的不足是：工艺流程复杂、处理效率低、能耗高、投资大；制约着污水处理向更高效、更节能、更低成本方向发展。
发明内容
为了实现油田含油污水达标外排处理，解决目前已有工艺流程复杂，处理效率低、能耗高、投资大的不足，本发明提供一种含油污水外排处理工艺及装置。该工艺利用超声强化臭氧氧化降解有机物作用改善水质可生化性,利用筛选石油降解菌、载体填料和固定化技术提高生物适应性，保证含油污水达标处理。
本发明提供的技术方案是：一种含油污水外排处理工艺，包括以下工艺步骤：
步骤一：油田污水经过沉降和过滤处理后，流入调节池，在调节池内对水质、水量、水温均匀调节；
步骤二：经步骤一处理后的污水按设计流量由泵提升入超声强化臭氧反应塔内，利用塔内高频率声波形成机械震荡作用强化臭氧传质，利用超声空化作用强化·OH产生，利用·OH与有机化合物间的加合、取代、电子转移、断键等，使污水中难降解的大分子有机物氧化降解成为低毒或者无毒的小分子物质，提高污水生化性；
步骤三：经步骤二处理后的污水进入A/O生化处理工艺；A段，污水进入厌氧池，向厌氧池内投入固定化厌氧菌载体，使污水中的有机物与载体上的厌氧菌充分接触反应，将大分子有机物转化为小分子有机酸，在降低有机物浓度同时进一步提高污水的可生化性；O段，A段处理后的污水进入好氧池，向好氧池内投入固定化石油降解菌载体，使污水中石油类污染物与载体上的石油降解菌充分接触反应，将石油类污染物转化为CO2和H2O；处理后的高含氨氮废水回流到厌氧池；
步骤四：经步骤三处理后的低氨氮污水进入二沉池，污水在二沉池水力沉降后固液分离，其中上层流动性较好的污泥回流到厌氧池，剩余底部污泥外运，上清液达到一级A标准直接外排。
所述A/O生化处理工艺A段，其中厌氧菌的载体填料为聚氨酯泡沫；
所述A/O生化处理工艺O段，所述的固定化石油降解菌载体的固定化方法是：将浓度为16％的聚乙烯醇(PVA)水溶液与菌液按体积比1:1在25℃下混合；将载体洗净烘干后与混合液按1:4的体积比混合搅拌均匀后，在室温下吸附40分钟，吸附完成后用饱和硼酸交联48小时，期间需定时进行搅拌并用生理盐水和自来水各自洗涤三次，最后定型成固定化石油降解菌载体；
所述的石油降解菌是从含油污水中筛选扩培出来的优选石油降解菌种，包含微小杆菌属(Exiguobacterium)和不动杆菌属(Acinetobacter)属于专属石油降解菌。
一种含油污水外排处理工艺所用的处理装置，包括调节池、超声强化臭氧反应塔、厌氧池、好氧池和二沉池，五者依次通过管路连接并通过阀门控制，所述超声强化臭氧反应塔的进水口位于顶端，出水口位于底端，调节池内的污水通过泵从超声强化臭氧反应塔的进水口打入，进水口下方安装有布水器，布水器下方的超声强化臭氧反应塔内安装有超声波发生器，形成超声场，所述的射流曝气器固定安装在所述的超声场下方，所述的臭氧发生器设置在超声强化臭氧反应塔外部，臭氧发生器通过管路与射流曝气器相连接，超声强化臭氧反应塔上端旁通有尾气出口管，所述尾气出口管上串接有尾气处理装置；所述的好氧池内安装有曝气装置。
所述的超声波发生器有两个，呈正交安装，形成正交超声场。
本发明的有益效果为：
(1)本发明利用声波形成的机械震荡作用强化臭氧传质，利用超声空化作用强化·OH产生，具有极强氧化能力的自由基·OH通过与有机化合物间的加合、取代、电子转移、断键等，使污水中难降解的大分子有机物氧化降解成为低毒或者无毒的小分子有机酸，能够显著改善污水的可生化性。
(2)本发明采用生物处理技术，利用微生物的生命活动对污水中呈溶解态或胶体状态的有机污染物降解作用，从而使废水得到净化，生物处理技术的优点是消耗少、效率高、成本低、工艺操作管理方便可靠和无二次污染。
(3)本发明中A/O生化处理工艺A段，厌氧菌的载体填料为聚氨酯泡沫，载体填料表面积大、溶水性好、完全流化、挂膜迅速、生物活化性能优异、传质效果好、处理效率高，能大幅度提高参加反应的微生物浓度，进而提升污水中有机物的降解效果。
(4)本发明中A/O生化处理工艺O段，聚乙烯醇固定化技术可进一步提高微生物的数量和活力，固液分离容易，二次污染少，实现了生物量、生物活性和传质效率的最大化，高效处理污水中石油类污染物。
附图说明
图1是本发明含油污水处理工艺流程图。
图2是本发明中超声强化臭氧反应塔的结构示意图。
图3是本发明中固定化石油降解菌载体的固定化方法。
图中：①-进水口；②-出水口；③-臭氧发生器；④-超声波发生器；⑤-射流曝气器；⑥-布水器；⑦-尾气出口管；⑧-尾气处理装置。
具体实施方式
以下结合附图对本发明做进一步描述：
结合附图1，一种含油污水外排处理工艺包括以下步骤：
步骤一：油田污水经过沉降和过滤处理后，流入调节池，在调节池内对水质、水量、水温均匀调节；水质、水温的均匀调节有利于下一步污水净化的更加均匀。
步骤二：步骤一处理后的污水按设计流量由泵提升入超声强化臭氧反应塔内，利用塔内高频率声波形成机械震荡作用强化臭氧传质，利用超声空化作用强化·OH产生，利用·OH与有机化合物间的加合、取代、电子转移、断键等，使污水中难降解的大分子有机物氧化降解成为低毒或者无毒的小分子物质，提高污水生化性。
步骤三：步骤二处理的污水进入A/O生化处理工艺；A段，污水进入厌氧池，控制DO(溶解氧)≤0.5mg/L，微生物处于缺氧状态，向厌氧池内投入固定化厌氧菌载体，使污水中的有机物与载体上的厌氧菌充分接触反应，其中厌氧菌的载体填料为聚氨酯泡沫，表面积大、溶水性好、完全流化、挂膜迅速，能够在表层迅速形成2～3mm厚的生物膜，将大分子有机物转化为小分子有机酸，在降低有机物浓度同时进一步提高污水的可生化性；O段，A段处理后的污水进入好氧池，此时有机物浓度已大幅下降，通过曝气保证DO(溶解氧)值稳定在2～4mg/L，微生物处于好氧状态，向好氧池内投入固定化石油降解菌载体，使污水中石油类污染物与载体上的石油降解菌充分接触反应，将石油类污染物转化为CO2和H2O；处理后的高含氨氮废水回流到厌氧池。
步骤四：步骤三得到的低含氨氮废水流进入二沉池，混合液在二沉池水力沉降后固液分离，其中上层流动性较好的污泥再次回流到厌氧池，剩余底部污泥外运，上清液达到一级A标准直接外排。
参见附图3，A/O生化处理工艺O段，所述的固定化石油降解菌载体的固定化方法是：将浓度为16％的聚乙烯醇(PVA)水溶液与菌液按体积比1:1在25℃下混合；将载体洗净烘干后与混合液按1:4的体积比混合搅拌均匀后，在室温下吸附40分钟，吸附完成后用饱和硼酸交联48小时，期间需定时进行搅拌并用生理盐水和自来水各自洗涤三次，最后定型成固定化石油降解菌载体。该固定化技术可进一步提高微生物的数量和活力，固液分离容易，二次污染少，实现了生物量、生物活性和传质效率的最大化，高效处理污水中石油类污染物。
所述的石油降解菌是从含油污水中筛选扩培出来的优选石油降解菌种，包含微小杆菌属(Exiguobacterium)和不动杆菌属(Acinetobacter)，属于专属石油降解菌，对石油的降解能力强、降解速率快、能有效处理含石油的废水。
一种含油污水外排处理工艺所用的制备装置，包括调节池、超声强化臭氧反应塔、厌氧池、好氧池和二沉池，五者依次通过管路连接并通过阀门控制。图2为超声强化臭氧反应塔的结构示意图，所述超声强化臭氧反应塔的进水口1位于顶端，出水口2位于底端，调节池内的污水通过泵从超声强化臭氧反应塔的进水口1打入，进水口1下方安装有布水器6，使污水在罐内均匀分布，由上至下流动，布水器6下方的超声强化臭氧反应塔内安装有超声波发生器4，所述的超声波发生器4有两个，呈正交安装，形成正交超声场，所述的射流曝气器5固定安装在所述的正交超声场下方，所述的臭氧发生器3设置在超声强化臭氧反应塔外部，臭氧发生器3通过管路与射流曝气器5相连接，由臭氧发生器3产生的臭氧通过射流曝气器5后形成40um臭氧泡均匀分布罐内，产生·OH，由下至上流动，与由上之下流动的污水充分接触后发生氧化反应，利用·OH与有机化合物间的加合、取代、电子转移、断键等，使污水中难降解的大分子有机物氧化降解成为低毒或者无毒的小分子物质。正交布置超声发射器，利用频率分别为24，40kHz超声形成正交场，使污水发生超声空化、机械震荡作用，提高臭氧传质和·OH产率，进一步提高污水的可生化性超声强化臭氧反应塔上端旁通有尾气出口管7，所述尾气出口管7上串接有尾气处理装置，经超声臭氧作用后的污水流出进入下一道工艺程序，臭氧尾气经过尾气出口管7排出，通过以二氧化锰为基质和填料作为催化剂的尾气处理装置8，对臭氧尾气进行催化分解处理后外排。所述的好氧池内安装有曝气装置，通过曝气保证DO值稳定在2～4mg/L。
本发明采用臭氧预氧化加上微生物方法处理含油污水，臭氧预氧化的过程中使用射流曝气器5配合超声振动，大大提升了污水中有机物的降解效率，使污水在微生物方法处理前已经具备很好的可生化性；微生物方法处理中，又通过选用从含油污水中筛选扩培出来的优选石油降解菌种，有针对性的对石油类污染物进行降解，使降解效果达到最佳，同时载装微生物的固定化载体的表面积大、溶水性好、完全流化、挂膜迅速，能够进一步提升微生物方法处理污水的效率。综上所述，混合处理方式对污水的净化效果更好，且微生物方法能耗少、成本低，更适合推广使用。

Claims (6)

1.一种含油污水外排处理工艺，其特征在于：包括以下工艺步骤：
步骤一：油田污水经过沉降和过滤处理后，流入调节池，在调节池内对水质、水量、水温均匀调节；
步骤二：经步骤一处理后的污水按设计流量由泵提升入超声强化臭氧反应塔内，利用塔内高频率声波形成机械震荡作用强化臭氧传质，利用超声空化作用强化·OH产生，利用·OH与有机化合物间的加合、取代、电子转移、断键等，使污水中难降解的大分子有机物氧化降解成为低毒或者无毒的小分子物质，提高污水生化性；
步骤三：经步骤二处理后的污水进入A/O生化处理工艺；A段，污水进入厌氧池，向厌氧池内投入固定化厌氧菌载体，使污水中的有机物与载体上的厌氧菌充分接触反应，将大分子有机物转化为小分子有机酸，在降低有机物浓度同时进一步提高污水的可生化性；O段，A段处理后的污水进入好氧池，向好氧池内投入固定化石油降解菌载体，使污水中石油类污染物与载体上的石油降解菌充分接触反应，将石油类污染物转化为CO2和H2O；处理后的高含氨氮废水回流到厌氧池；
步骤四：经步骤三处理后的低氨氮污水进入二沉池，污水在二沉池水力沉降后固液分离，其中上层流动性较好的污泥回流到厌氧池，剩余底部污泥外运，上清液达到一级A标准直接外排。
2.根据权利要求1所述的一种含油污水外排处理工艺，其特征在于：所述A/O生化处理工艺A段，其中厌氧菌的载体填料为聚氨酯泡沫。
3.根据权利要求1所述的一种含油污水外排处理工艺，其特征在于：所述A/O生化处理工艺O段，所述的固定化石油降解菌载体的固定化方法是：将浓度为16％的聚乙烯醇(PVA)水溶液与菌液按体积比1:1在25℃下混合；将载体洗净烘干后与混合液按1:4的体积比混合搅拌均匀后，在室温下吸附40分钟，吸附完成后用饱和硼酸交联48小时，期间需定时进行搅拌并用生理盐水和自来水各自洗涤三次，最后定型成固定化石油降解菌载体。
4.根据权利要求1或3所述的一种含油污水外排处理工艺，其特征在于：所述的石油降解菌是从含油污水中筛选扩培出来的优选石油降解菌种，包含微小杆菌属(Exiguobacterium)和不动杆菌属(Acinetobacter)，属于专属石油降解菌。
5.根据权利要求1所述的一种含油污水外排处理工艺所用的处理装置，其特征在于：包括调节池、超声强化臭氧反应塔、厌氧池、好氧池和二沉池，五者依次通过管路连接并通过阀门控制，所述超声强化臭氧反应塔的进水口(1)位于顶端，出水口(2)位于底端，调节池内的污水通过泵从超声强化臭氧反应塔的进水口(1)打入，进水口(1)下方安装有布水器(6)，布水器(6)下方的超声强化臭氧反应塔内安装有超声波发生器(4)，形成超声场，所述的射流曝气器(5)固定安装在所述的超声场下方，所述的臭氧发生器(3)设置在超声强化臭氧反应塔外部，臭氧发生器(3)通过管路与射流曝气器(5)相连接，超声强化臭氧反应塔上端旁通有尾气出口管(7)，所述尾气出口管(7)上串接有尾气处理装置(8)；所述的好氧池内安装有曝气装置。
6.根据权利要求5所述的一种含油污水外排处理工艺所用的处理装置，其特征在于，所述的超声波发生器(4)有两个，呈正交安装，形成正交超声场。
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