CN101164922B

CN101164922B - 含油污水处理系统

Info

Publication number: CN101164922B
Application number: CN2007100466533A
Authority: CN
Inventors: 陆效军; 单成亮; 许丹
Original assignee: SHANGHAI DAREN ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: ZHEJIANG DAREN ENVIRONMENTAL PROTECTION TECHNOLOGY CO., LTD.
Priority date: 2007-09-29
Filing date: 2007-09-29
Publication date: 2011-09-14
Anticipated expiration: 2027-09-29
Also published as: CN101164922A

Abstract

一种含油污水处理系统，涉及环保技术领域；所要解决的是含油污水处理达标排放的技术问题；该污水处理系统包括油水分离器和人工湿地子系统，所述油水分离器的进口至出口依次包括杂质剔除罐、至少一级分离罐和一清水罐，各罐的上部一侧都设有进水口，下部一侧都设有排水口，各罐的进排水口依次相连接，各罐的顶部都设排气口，并分别经控制阀连接含油污水处理装置的总排气排油管，各罐的底部都设排污口，并分别经控制阀连接含油污水处理装置的总排污管；所述油水分离器的出口连接人工湿地子系统的输入口，人工湿地子系统由进口至出口依次包括取水泵井、人工湿地、控制井；本发明具有无二次污染的，结构紧凑，投资少、经济效果明显的特点。

Description

含油污水处理系统

技术领域

本发明涉及环保技术，尤其是涉及一种环保成套设备中含油污水处理系统的技术。

背景技术

含油污水处理的目的是去除水中的油、悬浮物、添加剂以及其它不利成分，使污水经处理后可以直接排放。所采用的技术包括重力分离、粗粒化、浮选法、过滤、膜分离以及生物法等十几种方法。含油污水的水质成分复杂、差异较大，因此处理工艺应有所选择。研制新型设备和药剂，开发新工艺，应用新技术成为含油污水处理发展的新趋势。

在《化工机械》杂志2002，29(3)期中：(140-142页，146页)文献标题：新型的纤维-液膜油水分离器；著者：倪玲英的文章中，介绍一种新型的纤维-液膜油水分离器设备，主要由聚结罐和分离罐组成，采用改性强亲油性纤维作为聚结罐内件，使含油污水中的小油滴通过强亲油性纤维在较短的时间内合并为大油滴成为可能，缩短分离罐沉降时间，提高油水分离效率。试验表明，新型的纤维-液膜油水分离设备用于处理含有污水是行之有效的，用于处理稀油污水比稠油污水效果更好。另外专利号为JP1983000000868的日本专利介绍了油水分离的基本方法和相应的装置，可有效地分离，给装置先采用一个抽吸装置对污水表面部分的浮油进行抽吸初分离，并将其排入分离槽中，进行油水分离，专利介绍了分离器的总体结构。

目前市场上常用的含油污水处理技术，如以上两种专利技术以及用类似技术进行油污水处理的设备，虽然能把油从污水中有效的分离出来，但却不能降低污水的COD等指标，使得处理后水还不能直接达标排放。

发明内容

针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种不需投加任何的化学药剂，无二次污染的，设备结构紧凑，自动化程度高，运行能耗低，处理速度快，处理后水能达标排放的，投资少、成本低、经济效果明显的含油污水处理系统。

为了解决上述技术问题，本发明所提供的一种含油污水处理系统，包括油水分离器(破乳分离装置)和人工湿地子系统，油水分离器(破乳分离装置)的进口至出口依次包括杂质剔除罐、至少一级分离罐和一清水罐，各罐的上部一侧都设有进水口，下部一侧都设有排水口，各罐的进排水口依次相连接，各罐的顶部都设排气口，并分别经控制阀连接含油污水处理装置的总排气排油管，各罐的底部都设排污口，并分别经控制阀连接含油污水处理装置的总排污管；所述分离罐的进水口设整流室，分离罐内的上部设斜板，分离罐内的下部设阴阳离子树脂柱，阴阳离子树脂柱从柱芯由内至外依次为内套管、粗粒化层、雾化破乳层，罐顶排气口旁设界面传感器；从隔油池出来的系统含油污水先进入杂质剔除系统，其中被剔除出来的污物通过底部的排污管回流入隔油池；然后其他含油污水进入一级分离罐，一级分离罐对含油污水中的大部分浮油进行分离，同时对污水进行高效雾化处理，使污水中“水包油”或“油包水”的微小含油颗粒受到破坏；

所述油水分离器(破乳分离装置)的出口连接人工湿地子系统的污水输入口，人工湿地子系统由进口至出口依次包括取水泵井、人工湿地、控制井；从油水分离器的清水罐流出的水进入人工湿地子系统的取水泵井，通过自控系统控制取水泵井中的提升泵的开启，将水泵入布水管道，使其均匀的流入人工湿地，在湿地植物和介质层微生物菌群的共同作用下，有效的降解和去除水体中含有的有机物、氮、磷以及残余油类物质等污染物；理后的清水通过人工湿地底部的集水管流入控制井，通过控制井的出水管可直接达标排放。

进一步的，所述人工湿地子系统为介质复合型人工湿地子系统。

进一步的，所述人工湿地自上而下包括湿地植物、多层介质层、衬垫、衬底，以及连接取水泵井的布水装置和连接出口——控制井的集水装置。

进一步的，所述控制井中设一控制管，通过控制管可以控制人工湿地内水体的高度，以控制有氧处理的比例。

进一步的，所述人工湿地选用的植物为芦苇品种；根系发达，该种湿地植物可在及其恶劣的水质条件下生长，并可有效的降解油脂、重金属以及其他难以降解的物质。

本发明提供的含油污水处理系统的有益效果：

1)该技术处理的指标范围较广，污水含油可为5-200000ppm，悬浮物15-2000PP_m，COD含量100-1000，出水含油量为5-10PP_m，悬浮物3-10PP_m，粒径中值2-8μm，COD含量小于100，处理量可达0.5m³/h-1000m³/h；

2)综合多种技术，物理+生物处理法，高效安全，运行能耗低，各项技术均优于国内同类产品；

3)该系统结构合理、紧凑、操作方便灵活、快捷，投资少、成本低、效果明显、应用面广；

4)具有故障自检测和自动报警系统，增强整机的可靠性，可实现无人看守功能，也可实现远程集散中央控制的扩展功能；

5)从国内外的发展趋势来看，不同学科采用的技术，从国内外研究和实际应用效果来看，均有不同的优缺点，现从应用效果、推广的可能性及涉及的领域等几个方面进行分析：

比较项/方法	化学法	微生物法	化学+物理法	物理法	物理法+微生物法
						涉及领域	局限	局限	局限	局限	可渗透到各行业
对环保的影响	二次污染	二次污染	二次污染	可能二次污染	无二次污染
						科研投入	高	高	高	较高	较低

水的回用	极少回用	极少回用	极少回用	很少回用	回用
						处理速度	较快	慢	较快	较快	快
推广的可能性	难	较难	难	较难	易
						经济效益	较小	较小	较小	较小	较大

6)应用本发明的含油污水处理系统对含油污水进行处理，不需投加任何的化学药剂，设备采用物理法快速的把油水分离，处理后水含油量小于10ppm，设备结构紧凑、精巧美观，自动化程度高；处理后水达标排放。

附图说明

图1是本发明实施例含油污水处理系统的工艺流程示意框图；

图2是本发明实施例油水分离器的结构示意图；

图3是本发明实施例中油水分离器的杂质剔除罐(系统)的结构示意图；

图4是本发明实施例中油水分离器的雾化分离罐的结构示意图；

图5是本发明图4实施例雾化分离罐中的阴阳离子树脂柱的放大结构示意图；

图6是所述介质复合型人工湿地子系统的工艺流程框图；

图7是所述介质复合型人工湿地子系统的平面结构示意图；

图8是所述介质复合型人工湿地子系统的截面结构示意图；

图9是所述介质复合型人工湿地子系统的介质层和衬垫分层示意图。

具体实施方式

以下结合附图说明对本发明的实施例作进一步详细描述，但本实施例并不用于限制本发明，凡是采用本发明的相似结构及其相似变化，均应列入本发明的保护范围。

参见图1所示，本发明的实施例一种含油污水处理系统的流程：1)隔油，含油污水进入隔油池；含油污水先进入多级隔油池，在这里浮油被逐级撇除，被当作污油收集起来，同时固状杂质被沉积在隔油池的池底；在隔油池的最后一级里，含油污水中的悬浮物和油状物被大部分剔除了，有利于下一阶段油水分离器的使用，防止减少堵塞；2)含油污水处理，含油污水进入破乳分离装置进行杂质剔除、破乳分离处理，处理后的污油排入污油收集器，处理后的污染物排入隔油池；3)不含油污水(清水)处理，不含油污水进入介质复合型人工湿地系统进行降解和去除水体中含有的有机物、氮、磷以及残余油类物质等污染物的处理，以使清水可接达标排放。

参见图2所示，本发明的实施例中的一种油水分离器(破乳分离装置)的进口至出口依次包括杂质剔除罐(系统)、三级分离罐和一清水罐，各罐的上部一侧都设有进水口，下部一侧都设有排水口，各罐(系统)的进排水口依次相连接，即由含油污水处理装置的进口至出口，各罐(系统)的排水口都顺次分别连接下一系统的进水口；各罐(系统)的顶部都设排气口，并分别经控制阀连接含油污水处理装置的总排气排油管，各罐(系统)的底部都设排污口，并分别经控制阀连接含油污水处理装置的总排污管；从隔油池出来的系统含油污水先进入杂质剔除系统(该系统可剔除含油污水中的颗粒杂质)，其中被剔除出来的污物通过底部的排污管回流入隔油池；然后其他含油污水进入一级分离罐，参见图4所示，分离罐的进水口设整流室，分离罐内的上部设斜板，分离罐内的下部设阴阳离子树脂(聚丙烯纤维)柱，分离罐体的上下部由法兰连接，阴阳离子树脂(聚丙烯纤维)柱置于树脂柱底座上，阴阳离子树脂柱上端为压板，由压紧螺帽固定；参见图6所示，阴阳离子树脂柱从柱芯由内至外依次为内套管、粗粒化层、雾化破乳层，罐顶排气口旁设界面传感器；一级分离罐对含油污水中的大部分浮油进行分离，同时对污水进行高效雾化处理，使污水中“水包油”或“油包水”的微小含油颗粒受到破坏，把处于亲和状态的油分子和水分子剥离开来，再进入粗粒化层将油水分离，粗粒化层采用阴阳混合离子树脂等亲水亲油且带电荷的材料作为乳化油的脱稳聚结介质填充，形成阴阳离子树脂(聚丙烯纤维)柱，利用阴阳离子树脂具有破坏乳化液双电层的作用和高度亲油与亲水的性质，完成乳化颗粒的破乳，并实现油水两相分离。细小的油滴聚合形成较大的油团后经具有特殊结构的斜板快速分离，上升到罐顶部集油室，通过控制阀门自动排放，在这里出现并沉积下来的污物也通过底部的排污管会流入隔油池；经一级分离罐处理后的污水依次进入具有同样功能的二级分离罐、三级分离罐进行再处理，处理后水经清水罐排出，此时的水体中含油类指标已达到可直接排放标准，然后流入人工湿地的取水泵井，以通过介质复合型人工湿地对出水中的COD等其他污染物质进行进一步降解处理。在本发明的实施例中，油水分离器(破乳分离装置)的分离罐也可以是一、二级或四、五级。

请参阅图3所示，本发明实施例中的油水分离器(破乳分离装置)的杂质剔除罐(系统)121为一圆筒形状，其上部一侧设有污水进水管122，顶部设排气口126和压力感应系统128，下部一侧设有排水口129，底部设进气口125；含油污水自上述污水进水管122进入杂质剔除罐(系统)121，污水中产生的气体由排气口126排出，筒内设有三种用不同特殊材料制成的填料，按粗127、中123、细124格式填充，污水经上述填料过滤后，滤除了污水中的颗粒杂质，然后由排水口129进入一级分离罐进行下一步处理。杂质剔除罐(系统)121的底部设有进气口125，当杂质剔除罐(系统)121中的填料127、123、124被堵塞，压力感应系统108(其实是一个压力继电器)会控制反冲程序运行，此时定量的压缩空气会由进气口125进入筒内，由自动阀门控制的排水口129切换成反冲水的进水口，请参阅图2所示，所述清水罐的排水口经常闭的冲水阀、水泵、常闭的反冲阀连接杂质剔除罐(系统)的排水口，杂质剔除罐(系统)的排水口与一级分离罐的进水口之间设常开的过水阀，破乳分离装置的进水口经常开的进水阀连接水泵；反冲时，关闭进水阀、过水阀，打开冲水阀、反冲阀，使排水口129切换成反冲水的进水口，同时定量的压缩空气会由进气口125进入筒内，一些密度大于水且净化后认为是污物的物体从由阀门自动控制的进水口122排出，空气则由排气口126自动排出。

所述油水分离器(破乳分离装置)的出口连接介质复合型人工湿地子系统的污水输入口，介质复合型人工湿地子系统由进口至出口依次包括取水泵井、人工湿地、控制井，人工湿地自上而下包括湿地植物、多层介质层、衬垫、衬底，以及连接取水泵井的布水装置和连接出口——控制井的集水装置；从油水分离器的清水罐流出的水进入介质复合型人工湿地子系统的取水泵井，通过自控系统控制取水泵井中的提升泵的开启，将水泵入布水管道，使其均匀的流入人工湿地，在湿地植物和介质层微生物菌群的共同作用下，有效的降解和去除水体中含有的有机物、氮、磷以及残余油类物质等污染物。处理后的清水通过人工湿地底部的集水管流入控制井，通过控制井的出水管可直接达标排放。

所述介质复合型人工湿地子系统为申请号为200610147631。1，名称为“介质复合型人工湿地的污水处理系统及其方法”的中国发明专利申请中所述的介质复合型人工湿地系统，摘要如下：

参见图6-图9所示，用于污水处理的介质复合型人工湿地子系统包括沉淀池、介质复合型人工湿地、控制井、自控系统；

沉淀池1(取水泵井)：

安置有一台污水提升泵12，在自控系统控制下根据预设的供水时间或水位来自动向人工湿地布水。

介质复合型人工湿地2：

人工湿地2自上而下包括湿地植物23、五层介质层、衬垫206、衬底207；布水管22水平铺设于介质层上的人工湿地表面，布水管22之间间距相等，均匀分布，所有布水管输入端经布水总管4连接安置有污水提升泵的沉淀池污水输出口；集水管24水平铺设于衬底上的人工湿地底部，集水管24之间间距相等，均匀分布；监测管21垂直铺设于介质层中，监测管21底端连通集水管，监测管顶端开口略高出人工湿地表面，并设有盖子。

介质复合型人工湿地2的各部分结构：

1)布水管22，

布水管均匀排开，并在布水管上均匀开孔。

目的：使污水在人工湿地的分布均匀，易于渗入多层介质层。

2)集水管24，

集水管均匀分布，并在集水管上人工开槽。

目的：污水经过介质层的多重处理后，进入集水管，然后流出人工湿地进入控制井。

3)监测管21，

和集水管连通，伸出人工湿地最上层15厘米以上，平时用盖盖住。

目的：可以监控人工湿地内部水位的高度，也可以监控整个人工湿地底部是否平整。

4)湿地植物23

介质复合型人工湿地种植的植物主要有：黄菖蒲、绿叶美人蕉、花叶美人蕉、旱伞草(也称为伞叶花)、特种芦苇、灯芯草等。

多种植物可以混合种植，也可以分片种植

5)介质层：

表3，实施例一中每层介质层的介质配比组成方式：

介质层	介质材料
		第一层介质层201	40％粗石+60％细石

第二层介质层202	10％粗石+50％细石+40％沙子
		第三层介质层203	10％粗石+20％细石+70％沙子
第四层介质层204	10％粗石+30％细石+60％沙子
		第五层介质层205	50％粗石+50Y₅％细石

介质层由上而下依次为上混石层(布水层)、沙石混合层一、沙石混合层二、沙石混合层三、下混石层(集水层)；其中，沙石混合层一、二、三为微生物提供厌氧、兼氧及好氧反应所需的环境；同时，湿地水生植物在光合作用下不仅为好氧、兼氧微生物提供所需的部分氧气，而且还可疏通介质层，防止堵塞。在介质层中植物、介质、微生物协调作用，对污水的处理综合了物理、化学、生物三种反应，其中生物反应有好氧、兼氧、厌氧三重反应。在本发明的实施例中，也可以根据兼氧及好氧反应的需要，采用不介质材料配比的上下混石层和沙石混合层。图4中25为地面。

6)衬垫206：为无纺布；

7)衬底207：防渗膜，关键要拼接完整不留有渗漏。

目的：整个人工湿地系统依靠衬底与外界隔绝，阻止污水外渗污染地下水，也防止外来水源影响人工湿地污水处理效果。

如果人工湿地下面的自然土是粘性土，经过夯实平整后的自然粘性土层26的渗透系数K_f＜10^-8m/s，也就是说自然土很密实基本上不会渗漏水，则可以不用衬底。

其中控制井中设一控制管，通过控制管可以控制人工湿地内水体的高度，以控制有氧处理的比例。

本发明的含油污水处理系统油水分离器是由多个单体结构顺次相连的含油污水处理设备，只要将上述每一个单体结构的出水口和下一个进水口相连，保证含油污水顺利进入污水处理设备中即可。整机采用雾化破乳、粗粒化装置及快速分离系统的设置，通过物理破乳和斜板分离后已去除了大部分浮油和25％的乳化油及颗粒直径＞10μm的杂质胶团，但余下的极少量浮油和75％左右的乳化油和颗粒直径3μm-10μm的杂质胶团尚未去除，应用斯托克斯、文丘里定律，微界面表面配位理论等，采用物理破乳和雾化、阴阳混合离子聚丙烯具有破坏乳化液双电层的作用和高度亲油与亲水的性质，对含油污水进行处理。根据油、水、微颗粒的体积差、密度差、速度差、经高速运动形成雾状，并利用阴阳混合离子聚丙烯及其它材料组成这三大类物质不同类相排斥，同类相吸纳、聚合的方法，瞬间形成油层、水层、杂质层，从而使油、水、杂质得到彻底分离。该过程可以去除乳化油及部分溶解油和颗粒直径＜1μm杂质。

综上所述，本发明完成了设计人的目的，经本发明处理含油污水运行费用低、净化精度高；工艺流程简单且占地面积小、污水处理后仍能够满足新水源和重新回用的要求。

Claims

1.一种含油污水处理系统，包括油水分离器和人工湿地子系统，其特征在于，所述油水分离器的进口至出口依次包括杂质剔除罐、至少一级分离罐和一清水罐，各罐的上部一侧都设有进水口，下部一侧都设有排水口，各罐的进排水口依次相连接，各罐的顶部都设排气口，并分别经控制阀连接含油污水处理装置的总排气排油管，各罐的底部都设排污口，并分别经控制阀连接含油污水处理装置的总排污管；所述分离罐的进水口设整流室，分离罐内的上部设斜板，分离罐内的下部设阴阳离子树脂柱，阴阳离子树脂柱从柱芯由内至外依次为内套管、粗粒化层、雾化破乳层，罐顶排气口旁设界面传感器；从隔油池出来的系统含油污水先进入杂质剔除系统，其中被剔除出来的污物通过底部的排污管回流入隔油池；然后其他含油污水进入一级分离罐，一级分离罐对含油污水中的大部分浮油进行分离，同时对污水进行高效雾化处理，使污水中“水包油”或“油包水”的微小含油颗粒受到破坏；

所述油水分离器的出口连接人工湿地子系统的污水输入口，人工湿地子系统由进口至出口依次包括取水泵井、人工湿地、控制井；从油水分离器的清水罐流出的水进入人工湿地子系统的取水泵井，通过自控系统控制取水泵井中的提升泵的开启，将水泵入布水管道，使其均匀的流入人工湿地，在湿地植物和介质层微生物菌群的共同作用下，有效的降解和去除水体中含有的有机物、氮、磷以及残余油类物质污染物；处理后的清水通过人工湿地底部的集水管流入控制井，通过控制井的出水管能直接达标排放。

2.根据权利要求1所述的含油污水处理系统，其特征在于，所述人工湿地子系统为介质复合型人工湿地子系统。

3.根据权利要求1所述的含油污水处理系统，其特征在于，所述人工湿地自上而下包括湿地植物、多层介质层、衬垫、衬底，以及连接取水泵井的布水装置和连接出口——控制井的集水装置。

4.根据权利要求1所述的含油污水处理系统，其特征在于，所述控制井中设一控制管，通过控制管能控制人工湿地内水体的高度，以控制有氧处理的比例。

5.根据权利要求1所述的含油污水处理系统，其特征在于，所述人工湿地选用的植物为芦苇品种。