CN113511782B - 一种液体散货码头污染径流的收集净化与回用工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种液体散货码头污染径流的收集净化与回用工艺，属于港口码头环保领域。所述工艺由原油污染径流收集与预处理单元、液化天然气污染径流收集与预处理单元、液体化工品污染径流收集与预处理单元、混凝沉淀单元、生物滞留处理单元和回用单元构成。原油罐区、液化天然气罐区和液体化工品罐区的污染径流分别通过原油污染径流收集与预处理单元、液化天然气污染径流收集与预处理单元和液体化工品污染径流收集与预处理单元进行收集并预处理后进入混凝沉淀单元，经过混凝、絮凝、沉淀后进入生物滞留处理单元，下渗经过种植层、介质层、砾石层，并通过集水井收集汇入集水池中，最后回用单元通过回用泵将集水池中的污染径流回用到各个用水点。本发明适用于各类型液体散货码头，针对液体散货码头污染径流的水质特点，结合“人工湿地”的设计理念，实现了液体散货码头污染径流的收集、净化及回用，节约了码头的用水成本，减少了大量化学药剂的使用，同时避免了污染径流对水体的污染，具有结构简单紧凑、运行成本低、易于控制、雨水回用率高、环境友好等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种液体散货码头污染径流的收集净化与回用工艺，属于港口码头环保领域。
背景技术
随着我国经济的持续发展，对油气及化工品需求不断增加，促进了液体散货海运事业的发展和相应港口码头的建设。液体散货码头是指原油、成品油、液体化工品、液体天然气等用管道装卸和输送的专业码头，其作业特点是连续、密闭、运量大以及效率高，同时由于其液体货物种类繁多，且存在泄露问题，雨水易与地面各类污染物、化工品或油类物质混合，导致污染物种类较为复杂。其中初期雨水、冲洗水和除尘水通称为污染径流，若未经有效处理便排放，将对水环境造成巨大污染。
目前，液体散货码头对污染径流的收集一般采用在码头横向设置排水沟的方式，即平行于码头横梁的方向设置排水沟，由码头两侧向中间排水沟排水。但这种方法收集利用率低，大部分污染径流无法有效流入排水沟中，而是直接流入自然水体，不仅对自然水体造成极大污染，也浪费了大量的水资源。
随着国家环保要求的不断提高，许多按照老规范、旧要求建设的港口码头污水收集处理措施已经难以达到现有污水排放标准。大部分老旧液体码头污水处理设施技术落后、年久失修，投产时间较早的码头甚至没有设置污水收集处理装置，其对污染径流的收集与处理能力严重不足。
因此如何实现对液体散货码头污染径流的收集、处理与回用是我们需要解决的关键问题。本发明结合了“人工湿地”的设计理念，秉承绿色、生态、环保的原则，针对液体散货码头的水质特点，设计开发了一种液体散货码头污染径流的收集净化与回用工艺。
发明内容
本发明要解决的问题在于：针对已建成的老旧液体散货码头对面源污染处理能力不足，而该类码头径流存在悬浮物浓度高、对水体污染严重、利用率低、污染物种类繁多等问题，本发明提供了一种结构简单紧凑、运行成本低、绿色环保、易于控制且回用率高的液体散货码头污染径流的收集净化与回用工艺。
为解决上述技术问题，本发明提出的解决方案为：一种液体散货码头污染径流的收集净化与回用工艺，其特征在于，所述一种液体散货码头污染径流的收集净化与回用工艺由原油污染径流收集与预处理单元(1)、液化天然气污染径流收集与预处理单元(2)、液体化工品污染径流收集与预处理单元(3)、混凝沉淀单元(4)、生物滞留处理单元(5)和回用单元(6)组成；所述工艺的基本流程为：①原油罐区、液化天然气罐区和液体化工品罐区的污染径流分别通过原油污染径流收集与预处理单元(1)、液化天然气污染径流收集与预处理单元(2)和液体化工品污染径流收集与预处理单元(3)进行收集并预处理后由连接管道一(4-1)输送至混凝沉淀单元(4)；②然后在所述混凝沉淀单元(4)经过混凝、絮凝、沉淀处理后由连接管道(4-5)排入生物滞留处理单元(5)；③再在所述生物滞留处理单元(5)经过植物的吸收净化和填料的吸附处理后，由连接管道二(5-14)进入回用单元(6)；④最后在所述回用单元(6)中通过回用泵(6-3)自集水池(6-1)输送至用水点(6-4)。
在上述的一种液体散货码头污染径流的收集净化与回用工艺中，所述原油污染径流收集与预处理单元(1)由汇水渠道一(1-1)、调节隔油池(1-2)、吸附池(1-3)和PLC控制终端一(1-4)组成；所述原油污染径流收集与预处理单元(1)的基本工作流程为：原油罐区附近的污染径流通过汇水渠道一(1-1)进入调节隔油池(1-2)，在所述调节隔油池(1-2)中原油浓度降至10—20mg/L后进入吸附池(1-3)，在所述吸附池(1-3)中通过检测原油浓度，由PLC控制终端一(1-4)控制投加吸附剂，最后原油浓度低于10mg/L时由连接管道一(4-1)输送至混凝沉淀单元(4)。
在上述的一种液体散货码头污染径流的收集净化与回用工艺中，所述液化天然气污染径流收集与预处理单元(2)主要由溢流雨水井盖(2-1)、汇水渠道二(2-2)、下层集水管(2-3)和防渗土工膜(2-5)组成；所述液化天然气污染径流收集与预处理单元(2)的基本工作流程为：汇水渠道二(2-2)左右两侧20—35m范围的污染径流快速下渗进入下层集水管(2-3)，再由所述下层集水管(2-3)输送至混凝沉淀单元(4)。
在上述的一种液体散货码头污染径流的收集净化与回用工艺中，所述液体化工品污染径流收集与预处理单元(3)由汇水渠道三(3-1)、污水池(3-2)、PLC控制终端二(3-3)和搅拌器(3-4)组成；所述液体化工品污染径流收集与预处理单元(3)的基本工作流程为：液体化工品罐区的污染径流通过所述汇水渠道三(3-1)进入污水池(3-2)，所述污水池(3-2)的进水口和出水口分别设置有连接PLC控制终端二(3-3)的可检测甲苯、正丁醇、甲酚或二甲苯的浓度的智能感应探头，当以甲苯为代表的污染物浓度达到1—5mg/L便用臭氧进行氧化，同时通过所述搅拌器(3-4)进行辅助去除，再排入混凝沉淀单元(4)。
在上述的一种液体散货码头污染径流的收集净化与回用工艺中，所述汇水渠道一(1-1)的地面坡度为0.5—2％；所述第一支渠(1-1-1)沿原油罐区管道1m左右布置，间距为8—12m；液化天然气罐区道路坡度为1％；所述汇水渠道二(2-2)沿道路及人行道设置，宽为30—50cm，渠底采用可再生海绵混凝土(2-2-1)制成；所述汇水渠道三(3-1)沿液体化工品罐区地面布置，地面坡度为1—1.5％；所述第三支渠(3-1-1)的间距为5—8m，宽和高分别为25cm和35cm，比降为1—1.5％；所述第三干渠(3-1-2)的宽和高分别为35cm和50cm，比降为1.5—2％。
在上述的一种液体散货码头污染径流的收集净化与回用工艺中，所述混凝沉淀单元(4)由混凝区(4-2)、絮凝区(4-3)和沉淀区(4-4)组成；所述混凝区(4-2)投加混凝剂；所述絮凝区(4-3)投加助凝剂。
在上述的一种液体散货码头污染径流的收集净化与回用工艺中，所述生物滞留处理单元(5)主要由装配式混凝土外壁(5-1)、蓄水层(5-2)、种植层(5-3)、细沙层(5-4)、火山岩介质层(5-5)、生物介质层(5-6)、细砾石层(5-7)、粗砾石层(5-8)、集水井(5-10)和水泥隔板(5-11)组成。
在上述的一种液体散货码头污染径流的收集净化与回用工艺中，所述种植层(5-3)种植有耐涝植物(5-9)；所述耐涝植物(5-9)为美人蕉、再力花、细叶芒和黄菖蒲的组合。
在上述的一种液体散货码头污染径流的收集净化与回用工艺中，所述种植层(5-3)设置有厚度为100mm的泥土，泥土内均匀填充有复合菌群多层固定化材料；所述复合菌群多层固定化材料由内核和外层包埋物组成，其中内核由厌氧氨氧化颗粒污泥制得，外层包埋物由好氧硝化颗粒污泥制得。
在上述的一种液体散货码头污染径流的收集净化与回用工艺中，所述火山岩介质层(5-6)为厚度为200—300mm的Φ5—10mm碎石；所述生物介质层(5-7)的厚度为300—400mm；所述生物介质层(5-7)内有填料；所述填料为80％生物滞留介质+10％小陶粒+10％玉米秸秆；所述生物滞留介质包括土壤、河沙和松树皮；所述细砾石层(5-8)为厚度100—200mm的Φ3—8mm碎石；所述粗砾石层(5-9)为厚度200—300mm的Φ15—30mm碎石。
在上述的一种液体散货码头污染径流的收集净化与回用工艺中，所述可再生海绵混凝土(2-2-1)的制备原料包括骨料、水泥、粘结剂、发泡剂、抗裂剂、微生物菌剂和水；所述海绵混凝土(2-2-1)的制备步骤主要为骨料筛选与级配-初次混凝与搅拌-二次混凝和曝气与搅拌-三次混凝与搅拌-浇注成型-养护；所述海绵混凝土(2-2-1)的回用步骤主要为机械破碎-超声剥离-骨料分选和再生-余料粉碎-再生；所述海绵混凝土(2-2-1)的孔隙率大于40％，其中直径为0.4—2mm的孔隙体积占比大于60％，渗透系数大于2mm/s，最大持水率大于50％。
与现有工艺技术相比，本发明的有益效果集中体现在：能够极大的提高液体散货码头污染径流的处理效果，大幅降低污染径流中的悬浮物、重金属、原油及甲苯等的浓度，并实现了循环利用，节省了大量水资源。
①液体码头货物多为通过管道装卸，大荷载移动轨迹较为固定，通过布置汇水渠道一、汇水渠道二和汇水渠道三构成的支渠与干渠，从而实现码头污染径流的快速收集，能够大大缩减汇流时间，减少路面积水。
②液体码头不同罐区的分布使得其污染径流悬浮物浓度高，污染物种类繁多，利用原油污染径流收集与预处理单元、液化天然气污染径流收集与预处理单元和液体化工品污染径流收集与预处理单元分别对各罐区的污染径流进行预处理，初步去除污染径流中含有的悬浮物、重金属以及油类等物质。
③利用混凝沉淀单元对预处理过的污染径流进行混凝、絮凝和沉淀，在混凝时添加混凝剂，絮凝时投加助凝剂，形成大颗粒的絮凝体，能够有效提高沉淀效率，去除预处理过的污染径流中95％的悬浮物，避免后续生物滞留处理单元发生堵塞。
④再利用生物滞留处理单元对混凝沉淀单元处理后的水进一步处理，通过植物的吸收与介质层的吸附净化作用后的达标水进入回用单元，可作为码头道路用水、绿化用水以及生活用水，节约了大量水资源。
⑤本发明结构简单，模块化，可根据流量大小，添加不同模块进行组合布置，并联运行，且占地面积小，缩短了雨水回用的工艺步骤，降低了后续雨水处理的成本，同时处理效果好，保障了出水的水质。
附图说明
图1是一种液体散货码头污染径流的收集净化与回用工艺流程示意图。
图2是原油预处理单元结构示意图。
图3是汇水渠道二结构示意图。
图4是液体化工品预处理单元结构示意图。
图5是生物滞留处理单元结构示意图。
图中标号名称：1原油污染径流收集与预处理单元；1-1汇水渠道一；1-2调节隔油池；1-3吸附池；1-4PLC控制终端一；1-2-1调节隔油池进水口；1-2-2入口隔板；1-2-3清理口；1-2-4隔板；1-2-5出口隔板；1-2-6调节隔油池出水口；1-3-1吸附池进水口；1-5搅拌器；1-3-2)吸附池出水口；2液化天然气污染径流收集与预处理单元；2-1溢流雨水井盖；2-2汇水渠道二；2-3集水管；2-4混凝土侧墙；2-2-1可再生海绵混凝土；2-5防渗土工膜；3液化化工品污染径流收集与预处理单元；3-1汇水渠道三；3-2污水池；3-3PLC控制终端二；3-4搅拌器；3-5污水池进水口；3-6污水池出水口；3-7臭氧曝气管；4混凝沉淀单元；4-1连接管道一；4-2混凝渠；4-3絮凝区；4-4沉淀区；4-5连接管道二；5生物滞留处理单元；5-1装配式混凝土外壁；5-2蓄水层；5-3种植层；5-4细沙层；5-5)火山岩介质层；5-6生物介质层；5-7)细砾石层；5-8)粗砾石层；5-9)耐涝植物；5-10)集水井；5-11)水泥隔板；5-12)进水口；5-13)出水口；5-14)连接管道；6回用单元；6-1集水池；6-2回用管道；6-3回用泵；6-4用水点
具体实施方式
结合图1-5所示的一种液体散货码头污染径流的收集净化与回用收集与预处理工艺，包括以下基本流程：
暴雨过后，液体散货码头污染径流中悬浮物浓度为1000—2000mg/L，原油罐区附近污染径流中的原油浓度为20—50mg/L，液体化工品罐区附近污染径流中以甲苯为代表的污染物浓度为1—5mg/L。原油罐区附近的污染径流通过汇水渠道一(1-1)进入调节隔油池(1-2)，在所述调节隔油池(1-2)中原油浓度降至10mg/L后进入吸附池(1-3)，在所述吸附池(1-3)中通过检测原油浓度，由PLC控制终端一(1-4)控制投加吸附剂，最后原油浓度低于10mg/L时由连接管道一(4-1)输送至混凝沉淀单元(4)；液化天然气区汇水渠道二(2-2)左右两侧30m范围的污染径流快速下渗进入下层集水管(2-3)，再由所述下层集水管(2-3)输送至混凝沉淀单元(4)；液体化工品罐区的污染径流通过所述汇水渠道三(3-1)进入污水池(3-2)，所述污水池(3-2)的进水口和出水口分别设置有连接PLC控制终端二(3-3)的可检测甲苯、正丁醇、甲酚或二甲苯的浓度的智能感应探头，当以甲苯为代表的污染物浓度达到3mg/L便用臭氧进行氧化，同时通过所述搅拌器(3-4)进行辅助去除，再排入混凝沉淀单元(4)。然后在所述混凝沉淀单元(4)经过混凝、絮凝、沉淀处理后由连接管道(4-5)排入生物滞留处理单元(5)；再在所述生物滞留处理单元(5)经过植物的吸收净化和填料的吸附处理后，由连接管道二(5-14)进入回用单元(6)；最后在所述回用单元(6)中通过回用泵(6-3)自集水池(6-1)输送至用水点(6-4)。
所述原油污染径流收集与预处理单元(1)由汇水渠道一(1-1)、调节隔油池(1-2)、吸附池(1-3)和PLC控制终端一(1-4)组成；所述液化天然气污染径流收集与预处理单元(2)主要由溢流雨水井盖(2-1)、汇水渠道二(2-2)、下层集水管(2-3)和防渗土工膜(2-5)组成；所述液体化工品污染径流收集与预处理单元(3)由汇水渠道三(3-1)、污水池(3-2)、PLC控制终端二(3-3)和搅拌器(3-4)组成。
所述汇水渠道一(1-1)的地面坡度为1％；所述第一支渠(1-1-1)沿原油罐区管道1m布置，间距为10m；液化天然气罐区道路坡度为1％；所述汇水渠道二(2-2)沿道路及人行道设置，宽为40cm，渠底采用可再生海绵混凝土(2-2-1)制成；所述汇水渠道三(3-1)沿液体化工品罐区地面布置，地面坡度为1％；所述第三支渠(3-1-1)的间距为6m，宽和高分别为25cm和35cm，比降为1％；所述第三干渠(3-1-2)的宽和高分别为35cm和50cm，比降为2％。
所述混凝沉淀单元(4)由混凝区(4-2)、絮凝区(4-3)和沉淀区(4-4)组成；所述混凝区(4-2)投加聚合氯化铝作为混凝剂；所述絮凝区(4-3)投加聚丙烯酰胺作为助凝剂。
所述生物滞留处理单元(5)主要由装配式混凝土外壁(5-1)、蓄水层(5-2)、种植层(5-3)、细沙层(5-4)、火山岩介质层(5-5)、生物介质层(5-6)、细砾石层(5-7)、粗砾石层(5-8)、集水井(5-10)和水泥隔板(5-11)组成；所述种植层(5-3)种植有耐涝植物(5-9)；所述耐涝植物(5-9)为美人蕉、再力花、细叶芒和黄菖蒲的组合；所述种植层(5-3)设置有厚度为100mm的泥土，泥土内均匀填充有复合菌群多层固定化材料；所述复合菌群多层固定化材料由内核和外层包埋物组成，其中内核由厌氧氨氧化颗粒污泥制得，外层包埋物由好氧硝化颗粒污泥制得。
所述火山岩介质层(5-6)为厚度为200的Φ5mm碎石；所述生物介质层(5-7)的厚度为300mm；所述生物介质层(5-7)内有填料；所述填料为80％生物滞留介质+10％小陶粒+10％玉米秸秆；所述生物滞留介质包括土壤、河沙和松树皮；所述细砾石层(5-8)为厚度200mm的Φ5mm碎石；所述粗砾石层(5-9)为厚度300mm的Φ20mm碎石。
所述可再生海绵混凝土(2-2-1)的制备原料包括骨料、水泥、粘结剂、发泡剂、抗裂剂、微生物菌剂和水；所述海绵混凝土(2-2-1)的制备步骤主要为骨料筛选与级配-初次混凝与搅拌-二次混凝和曝气与搅拌-三次混凝与搅拌-浇注成型-养护；所述海绵混凝土(2-2-1)的回用步骤主要为机械破碎-超声剥离-骨料分选和再生-余料粉碎-再生；所述海绵混凝土(2-2-1)的孔隙率为50％，其中直径为0.4—2mm的孔隙体积占比为60％，渗透系数为3mm/s，最大持水率为60％。
Claims (4)
1.一种液体散货码头污染径流的收集净化与回用工艺，其特征在于，所述一种液体散货码头污染径流的收集净化与回用工艺由原油污染径流收集与预处理单元（1）、液化天然气污染径流收集与预处理单元（2）、液体化工品污染径流收集与预处理单元（3）、混凝沉淀单元（4）、生物滞留处理单元（5）和回用单元（6）组成；所述工艺的流程为：①原油罐区、液化天然气罐区和液体化工品罐区的污染径流分别通过原油污染径流收集与预处理单元（1）、液化天然气污染径流收集与预处理单元（2）和液体化工品污染径流收集与预处理单元（3）进行收集并预处理后由连接管道一（4-1）输送至混凝沉淀单元（4）；②然后在所述混凝沉淀单元（4）经过混凝、絮凝、沉淀处理后由连接管道二（4-5）排入生物滞留处理单元（5）；③在所述生物滞留处理单元（5）经过植物的吸收净化和填料的吸附处理后，由连接管道（5-14）进入回用单元（6）；④最后在所述回用单元（6）中通过回用泵（6-3）自集水池（6-1）输送至用水点（6-4）；所述液化天然气污染径流收集与预处理单元（2）主要由溢流雨水井盖（2-1）、汇水渠道二（2-2）、集水管（2-3）和防渗土工膜（2-5）组成；所述液化天然气污染径流收集与预处理单元（2）的基本工作流程为：汇水渠道二（2-2）左右两侧20-35m范围的污染径流快速下渗进入集水管（2-3），再由所述集水管（2-3）输送至混凝沉淀单元（4）；液化天然气罐区道路坡度为1%；所述汇水渠道二（2-2）沿道路及人行道设置，宽为30-50cm；所述汇水渠道二（2-2）渠底采用可再生海绵混凝土（2-2-1）制成；所述可再生海绵混凝土（2-2-1）的制备原料包括骨料、水泥、粘结剂、发泡剂、抗裂剂、微生物菌剂和水；所述可再生海绵混凝土（2-2-1）的制备步骤主要为骨料筛选与级配-初次混凝与搅拌-二次混凝和曝气与搅拌-三次混凝与搅拌-浇注成型-养护；所述可再生海绵混凝土（2-2-1）的回用步骤主要为机械破碎-超声剥离-骨料分选和再生-余料粉碎-再生；所述可再生海绵混凝土（2-2-1）的孔隙率大于40%，其中直径为0.4-2mm的孔隙体积占比大于60%，渗透系数大于2mm/s，最大持水率大于50%；所述生物滞留处理单元（5）主要由装配式混凝土外壁（5-1）、蓄水层（5-2）、种植层（5-3）、细沙层（5-4）、火山岩介质层（5-5）、生物介质层（5-6）、细砾石层（5-7）、粗砾石层（5-8）、集水井（5-10）和水泥隔板（5-11）组成；所述种植层（5-3）设置有厚度为100mm的泥土，泥土内均匀填充有复合菌群多层固定化材料；所述复合菌群多层固定化材料由内核和外层包埋物组成，其中内核由厌氧氨氧化颗粒污泥制得，外层包埋物由好氧硝化颗粒污泥制得。
2.根据权利要求1所述一种液体散货码头污染径流的收集净化与回用工艺，其特征在于：所述原油污染径流收集与预处理单元（1）由汇水渠道一（1-1）、调节隔油池（1-2）、吸附池（1-3）和PLC控制终端一（1-4）组成；所述原油污染径流收集与预处理单元（1）的基本工作流程为：原油罐区附近的污染径流通过汇水渠道一（1-1）进入调节隔油池（1-2），在所述调节隔油池（1-2）中原油浓度降至10-20mg/L后进入吸附池（1-3），在所述吸附池（1-3）中通过检测原油浓度，由PLC控制终端一（1-4）控制投加吸附剂，最后原油浓度低于10 mg/L时由连接管道一（4-1）输送至混凝沉淀单元（4）；所述汇水渠道一（1-1）的地面坡度为0.5-2%；第一支渠沿原油罐区管道1m左右布置，间距为8-12m。
3.根据权利要求1所述一种液体散货码头污染径流的收集净化与回用工艺，其特征在于：所述液体化工品污染径流收集与预处理单元（3）由汇水渠道三（3-1）、污水池（3-2）、PLC控制终端二（3-3）和搅拌器（3-4）组成；所述液体化工品污染径流收集与预处理单元（3）的基本工作流程为：液体化工品罐区的污染径流通过所述汇水渠道三（3-1）进入污水池（3-2），所述污水池（3-2）的进水口和出水口分别设置有连接PLC控制终端二（3-3）的可检测甲苯、正丁醇、甲酚或二甲苯的浓度的智能感应探头，当以甲苯为代表的污染物浓度达到1-5mg/L便用臭氧进行氧化，同时通过所述搅拌器（3-4）进行辅助去除，再排入混凝沉淀单元（4）；所述汇水渠道三（3-1）沿液体化工品罐区地面布置，地面坡度为1-1.5%；第三支渠的间距为5-8m，宽和高分别为25cm和35cm，比降为1-1.5%；第三干渠的宽和高分别为35cm和50cm，比降为1.5-2%。
4.根据权利要求1所述一种液体散货码头污染径流的收集净化与回用工艺，其特征在于：所述种植层（5-3）种植有耐涝植物（5-9）；所述耐涝植物（5-9）为美人蕉、再力花、细叶芒和黄菖蒲的组合；所述火山岩介质层（5-5）为厚度为200-300mm的Φ5-10mm碎石；所述生物介质层（5-6）的厚度为300-400mm；所述生物介质层（5-6）内有填料；所述填料为80%生物滞留介质+10%小陶粒+10%玉米秸秆；所述生物滞留介质包括土壤、河沙和松树皮；所述细砾石层（5-7）为厚度100-200mm的Φ3-8mm碎石；所述粗砾石层（5-8）为厚度200-300mm的Φ15-30mm碎石。
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| 李柳蝉."港区污水收集处理与回用探讨".工业用水与废水.2015,第第46卷卷(第第46卷期),第12-16页. * |
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| CN113511782A (zh) | 2021-10-19 |
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