CN105541023B - 一种基于besi技术的炼化废水循环水深度处理方法 - Google Patents
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Abstract
一种基于BESI技术的炼化废水循环水深度处理方法，涉及炼化废水循环水处理方法。本发明是为了现有的炼化废水循环水处理技术存在的费用高的问题。本发明首先采用由厌氧生物反应段、兼性厌氧生物反应段、好氧生物反应段共同构成的BESI技术对炼化废水循环水进行处理；将严格厌氧反应装置、兼性厌氧反应装置、好氧反应装置串联设置；并设置回流，按照C:S比适当添加硫酸根，通过生物处理炼化废水中存在的有害物质；然后对BESI技术处理后的炼化废水进行紫外杀菌处理和过滤处理，并将过滤出水作为该技术的最后出水。本发明适用于炼化废水循环水处理。
Description
技术领域
本发明涉及炼化废水循环水处理方法。
背景技术
循环水在往复使用的过程中会在冷却塔不断蒸发，造成了冷却水中的溶解性物质和固体颗粒被不断浓缩。敞开式循环水冷却系统中，冷却水经过冷却用换热器后被转化为热水，在冷却塔向下喷淋，与向上流动的空气形成逆流传质作用，因而得到冷却。在此热交换的过程中，空气对冷却水产生汽提作用，使冷却水中的二氧化碳逸出，造成冷却水的pH升高，使该系统中结垢的风险增大。变热后的冷却水在向下喷淋的过程中会洗脱空气中的悬浮颗粒，这些悬浮固体会加快设备的金属腐蚀，致使循环水水质恶化，在此过程中，一些浮沉垃圾、微生物以及二氧化硫、硫化氢、氨气等可溶性气体也会被代入循环水中。冷却塔出具有良好的光照和通风条件，一方面可以加剧金属腐蚀；另一方面，为好氧微生物的繁殖生长提供了良好的生态环境，微生物的代谢产物也随之进入循环水。这些因素叠加到一起，造成循环中的离子浓度、pH、有机物含量不断提高，运行一段时间后既排出一定量的浓缩液，同时补充清水以维持设备的正常运转，产生的浓缩液为工业水处理提出了新的问题。
对冷却循环水外排浓缩液的处理要兼顾节水、节能、环境友好等诸多要求。现如今，对冷却循环水的处理主要是在冷却循环系统的某工艺环节添加药剂或是处理工艺，以阻垢、缓蚀为主要目的。目前，使用的处理技术主要有：防腐剂、阻垢剂及加酸处理；石灰软化—阻垢剂稳定处理；弱酸树脂处理，与此同时，有些处理装置设置旁流处理设备，旁流处理装置多行降碱及反渗透处理。
在目前所采用的方法中，主要依赖处理用药剂，因而会增加生产过程中的开支；静电处理与膜过滤技术前期投入和运行管理费用都较高。针对循环水外排浓缩液方面的研究也相对比较匮乏，且也未提出针对该种废水的完整的生物处理技术。
发明内容
本发明是为了现有的炼化废水循环水处理技术存在的费用高的问题。
一种基于BESI技术的炼化废水循环水深度处理方法，包括以下步骤：
步骤1、针对储水池中的炼化废水，采用由厌氧生物反应段、兼性厌氧生物反应段、好氧生物反应段共同构成的BESI(Biological Electron Sulfur Integration)技术对炼化废水循环水进行处理；
步骤2、将BESI技术出水的废水循环水注入内嵌紫外灯的柱状反应器，对废水循环水进行紫外杀菌处理；
步骤3、使用由煤质活性碳和石英砂滤料组成的滤池对紫外杀菌后的废水进行过滤处理，并将过滤出水作为该技术的最后出水，即最终处理后的废水循环水。
本发明具有以下有益效果：
本发明首先利用BESI技术对炼化废水循环水进行生化处理，然后进行紫外杀菌和过滤，不但能够有效的出去炼化废水中的有害物质，而且可以保证出水水质的稳定。利用本发明处理炼化废水循环水，出水指标达到国家一级A标准，同时实现污泥减量60％，是一种针对含盐废水有效的处理方法。
同时相比现有的药剂处理、静电处理与膜过滤处理技术，本发明能有有效的降低生产投入成本和废水处理成本。而且利用本发明处理循环废水时，可加工成一体化的处理设备，能够实现高效快捷的处理。
附图说明
图1为BESI技术示意图；
图2为仿真试验的TOC浓度变化效果图；
图3为仿真试验的COD浓度变化效果图；
图4为仿真试验的氨氮浓度变化效果图；
图5为仿真试验的TN浓度变化效果图。
具体实施方式
具体实施方式一：
一种基于BESI技术的炼化废水循环水深度处理方法，包括以下步骤：
步骤1、针对储水池中的炼化废水，采用由厌氧生物反应段、兼性厌氧生物反应段、好氧生物反应段共同构成的BESI技术对炼化废水循环水进行处理；
步骤2、将BESI技术出水的废水循环水注入内嵌紫外灯的柱状反应器，对废水循环水进行紫外杀菌处理；
步骤3、使用由煤质活性碳和石英砂滤料组成的滤池对紫外杀菌后的废水进行过滤处理，并将过滤出水作为该技术的最后出水，即最终处理后的废水循环水。
具体实施方式二：
本实施方式所述一种基于BESI技术的炼化废水循环水深度处理方法还包括：
步骤4、检验步骤3最终处理后的废水循环水，当最终处理后的废水循环水的指标满足COD≤60mg/L、TN≤10mg/L、氨氮≤5mg/L，则将最终处理后的废水循环水作为合格的废水循环水；否则，将最终处理后的废水循环水视为不合格废水循环水，返回步骤1重新进行处理。
其他步骤和参数与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：
本实施方式所述步骤1所述的由厌氧生物反应段、兼性厌氧生物反应段、好氧生物反应段共同构成的BESI技术如下：
BESI技术是基于硫循环、硫代谢的电子传递、污染物有机碳源和氮源梯度利用的生物处理技术，具体的是将厌氧生物反应、兼性厌氧生物反应、好氧生物反应联合应用的处理技术，采用一段或者多段严格厌氧反应装置、一段或者多段兼性厌氧反应装置、一段或者多段好氧反应装置串联设置；并设置兼性厌氧反应装置向严格厌氧反应装置的回流，设置好氧反应装置向兼性厌氧反应装置的回流；同时测定严格厌氧反应装置中水的COD的浓度，检查C:S比，按照C:S比，在S元素不足时，即在硫酸根不足时，向严格厌氧反应装置中添加硫酸根。
厌氧生物反应段、兼性厌氧生物反应段、好氧生物反应段共同构成的BESI技术原理过程示意图如图1所示；图中的n+1表示梯度，用来调整严格厌氧反应装置、兼性厌氧反应装置、好氧反应装置的数量，即n+1表示所述的一段或者多段反应装置，具体的数量根据需要处理的炼化废水的指标确定，一般0≤n≤3。
其他步骤和参数与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：
本实施方式所述的设置好氧反应装置向兼性厌氧反应装置的回流的回流比为4:1，所述的C:S比为6:4；
设置好氧反应装置向兼性厌氧反应装置的回流的回流比为4:1，即氧反应装置中的水设置为3份出水、1份回流。
其他步骤和参数与具体实施方式三相同。
具体实施方式五：
本实施方式步骤1中采用由厌氧生物反应段、兼性厌氧生物反应段、好氧生物反应段共同构成的BESI技术对炼化废水循环水进行处理所述的厌氧生物反应段的处理过程如下：
厌氧生物反应段采用厌氧SBR、UASB或IC等厌氧反应设备，利用已驯化好的厌氧活性污泥进行生物强化处理，HRT为12～24小时。
其他步骤和参数与具体实施方式四相同。
具体实施方式六：
本实施方式步骤1中采用由厌氧生物反应段、兼性厌氧生物反应段、好氧生物反应段共同构成的BESI技术对炼化废水循环水进行处理所述的兼性厌氧生物反应段的处理过程如下：
兼性厌氧生物反应段采用已驯化的兼性厌氧活性污泥进行生物强化处理，HRT为12～24小时，兼性厌氧环境是厌氧生物反应段通过好氧生物反应段的回流实现的。
其他步骤和参数与具体实施方式五相同。
具体实施方式七：
本实施方式步骤1中采用由厌氧生物反应段、兼性厌氧生物反应段、好氧生物反应段共同构成的BESI技术对炼化废水循环水进行处理所述的好氧生物反应段的处理过程如下：
好氧生物反应段采用已驯化好的好氧活性污泥及生物挂膜进行生物强化处理，HRT为8～16小时。
其他步骤和参数与具体实施方式六相同。
具体实施方式八：
本实施方式步骤2所述的对废水循环水进行紫外杀菌处理的具体过程如下：
将BESI技术出水的废水循环水注入内嵌功率为40w的UV254nm紫外灯的柱状反应器，对废水循环水进行紫外杀菌处理，处理时间20～30min。
其他步骤和参数与具体实施方式七相同。
具体实施方式九：
本实施方式所述的已驯化好的厌氧活性污泥的驯化的方法如下：
(1.1)检查严格厌氧反应装置，保证严格厌氧反应装置完好；
(1.2)配制驯化用的药剂：
按照1升溶剂(水)的加入量：尿素0.5克，白砂糖2克，硫酸亚铁0.2克，磷酸二氢钾0.1克，硝酸钠0.1克，硫酸镁0.1克，乳酸钠2毫升，硫酸钠2克，氯化钙0.01克；
可以先用50L的大桶配置成浓缩液，用的时候在稀释使用；
(1.3)从污水厂取来污泥，
将污泥在小桶中搅拌，去除直径大于2mm的颗粒物，然后加入炼化废水循环水，使污泥浓度达到3000mg/L；
(1.4)按配制驯化用的药剂与炼化废水循环水的体积比混合药剂，体积比为1：20，将混合药剂搅拌均匀，倒入严格厌氧反应装置中；
(1.5)盖上盖发酵；每天搅拌二次，但是一定要轻轻的搅拌，防止过多的进入溶解氧，通过观察，如硫化氢气体的味道，以及实际的检测一下水中的聚合物含量，确定发酵的好坏，以及污泥的颜色；
(1.6)最好是内循环三天；
(1.7)定期的补充配制驯化用的药剂；
(1.8)保证污泥量，当静沉后，污泥高度在严格厌氧反应装置的3/5以上；
(1.9)为了防止跑泥，可以在大桶上层加入厚的填料；填料较轻，以后还会停留在桶的上层，不用担心；
(1.10)过一个周期，根据实际的情况再换一批炼化废水循环水进去；
(1.11)开始缓慢的走水，HRT(水力停留时间)控制在70-75个小时，最好控制在72个小时左右，然后逐渐的缩短。
其他步骤和参数与具体实施方式五相同。
具体实施方式十：
本实施方式所述的已驯化好的兼性厌氧活性污泥的驯化的方法如下：
(2.1)检查兼性厌氧反应装置，保证兼性厌氧反应装置完好；
(2.2)配制驯化用的药剂：
按照1升溶剂(水)的加入量：尿素0.2克，白砂糖2克，硫酸亚铁0.2克，磷酸二氢钾0.1克，硝酸钠0.1克，硫酸镁0.1克，乳酸钠2毫升，硫酸钠2克，氯化钙0.01克；
配水和污泥驯化的一样，注意碳氮比并参照原水水质；
可以先用50L的大桶配置成浓缩液，用的时候在稀释使用；
(2.3)从污水厂取来污泥，
将污泥在小桶中搅拌，去除直径大于2mm的颗粒物，然后加入炼化废水循环水，使污泥浓度达到3000mg/L；
(2.4)按配制驯化用的药剂与炼化废水循环水的体积比混合药剂，体积比为1：20，将混合药剂搅拌均匀，倒入兼性厌氧反应装置中；
(2.5)盖上盖发酵；每天搅拌二次，但是一定要轻轻的搅拌，防止过多的进入溶解氧，通过观察，如硫化氢气体的味道，以及实际的检测一下水中的聚合物含量，确定发酵的好坏，以及污泥的颜色；
(2.6)最好是内循环三天；
(2.7)定期的补充配制驯化用的药剂；
(2.8)保证污泥量，当静沉后，污泥高度在兼性厌氧反应装置的3/5以上；
(2.9)为了防止跑泥，可以在大桶上层加入厚的填料；填料较轻，以后还会停留在桶的上层，不用担心；
(2.10)然后从好氧反应装置缓慢的回流进水，使其变成兼性厌氧的状态；根据实际的情况再换一批炼化废水循环水进去；
(2.11)开始缓慢的走水，HRT控制在70-75个小时，最好控制在72个小时左右，然后逐渐的缩短。
实施例
利用本发明进行试验；
在本发明中的BESI技术的验证实验过程中，如图2所示，炼化废水循环水的进水TOC(总有机碳)浓度为141.95-181.45mg/L，平均值为158.95mg/L。经过BESI技术处理后，好氧出水中的TOC浓度为10.37-29.34mg/L，平均值为16.70mg/L。
在本发明中的BESI技术的验证实验过程中，如图3所示，炼化废水循环水的进水COD(化学需氧量)浓度为375.26-459.02mg/L，平均值为421.43mg/L。经过BESI技术处理后，好氧出水中的COD浓度为38.37-61.53mg/L，平均值为50.12mg/L。
在本发明中的BESI技术的验证实验过程中，如图4所示，炼化废水循环水的进水氨氮浓度为3.12-6.22mg/L，平均值为4.54mg/L。经过BESI技术处理后，好氧出水中的氨氮浓度为1.55-2.31mg/L，平均值为1.81mg/L。
在本发明中的BESI技术的验证实验过程中，如图5所示，炼化废水循环水的进水TN(总氮)浓度为19.06-28.53mg/L，平均值为24.39mg/L。经过BESI技术处理后，好氧出水中的TN浓度为1.55-4.97mg/L，平均值为2.64mg/L。
Claims (3)
1.一种基于BESI技术的炼化废水循环水深度处理方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤1、针对储水池中的炼化废水，采用由厌氧生物反应段、兼性厌氧生物反应段、好氧生物反应段共同构成的BESI技术对炼化废水循环水进行处理；
所述的由厌氧生物反应段、兼性厌氧生物反应段、好氧生物反应段共同构成的BESI技术如下：
BESI技术是基于硫循环、硫代谢的电子传递、污染物有机碳源和氮源梯度利用的生物处理技术，具体的是将厌氧生物反应、兼性厌氧生物反应、好氧生物反应联合应用的处理技术，采用一段或者多段严格厌氧反应装置、一段或者多段兼性厌氧反应装置、一段或者多段好氧反应装置串联设置；并设置兼性厌氧反应装置向严格厌氧反应装置的回流，设置好氧反应装置向兼性厌氧反应装置的回流；同时测定严格厌氧反应装置中水的COD的浓度，检查C:S比，按照C:S比，在S元素不足时，即在硫酸根不足时，向严格厌氧反应装置中添加硫酸根；
所述的设置好氧反应装置向兼性厌氧反应装置的回流的回流比为4:1，所述的C:S比为6:4；设置好氧反应装置向兼性厌氧反应装置的回流的回流比为4:1，即好氧反应装置中的水设置为3份出水、1份回流；
采用由厌氧生物反应段、兼性厌氧生物反应段、好氧生物反应段共同构成的BESI技术对炼化废水循环水进行处理所述的厌氧生物反应段的处理过程如下：
厌氧生物反应段采用厌氧SBR、UASB或IC厌氧反应设备，利用已驯化好的厌氧活性污泥进行生物强化处理，HRT为12～24小时；
所述的已驯化好的厌氧活性污泥的驯化的方法如下：
(1.1)检查严格厌氧反应装置，保证严格厌氧反应装置完好；
(1.2)配制驯化用的药剂：
按照1升溶剂的加入量：尿素0.5克，白砂糖2克，硫酸亚铁0.2克，磷酸二氢钾0.1克，硝酸钠0.1克，硫酸镁0.1克，乳酸钠2毫升，硫酸钠2克，氯化钙0.01克；
(1.3)从污水厂取来污泥，
将污泥在小桶中搅拌，去除直径大于2mm的颗粒物，然后加入炼化废水循环水，使污泥浓度达到3000mg/L；
(1.4)按配制驯化用的药剂与炼化废水循环水的体积比混合药剂，体积比为1：20，将混合药剂搅拌均匀，倒入严格厌氧反应装置中；
(1.5)发酵；
(1.6)内循环三天；
(1.7)定期的补充配制驯化用的药剂；
(1.8)保证污泥量，当静沉后，污泥高度在严格厌氧反应装置的3/5以上；
(1.9)为了防止跑泥，在大桶上层加入填料；
(1.10)过一个周期，再换一批炼化废水循环水进去；
(1.11)开始缓慢的走水，HRT控制在70-75个小时；
所述的兼性厌氧生物反应段的处理过程如下：
兼性厌氧生物反应段采用已驯化的兼性厌氧活性污泥进行生物强化处理，HRT为12～24小时，兼性厌氧环境是厌氧生物反应段通过好氧生物反应段的回流实现的；
所述的已驯化好的兼性厌氧活性污泥的驯化的方法如下：
(2.1)检查兼性厌氧反应装置，保证兼性厌氧反应装置完好；
(2.2)配制驯化用的药剂：
按照1升溶剂的加入量：尿素0.2克，白砂糖2克，硫酸亚铁0.2克，磷酸二氢钾0.1克，硝酸钠0.1克，硫酸镁0.1克，乳酸钠2毫升，硫酸钠2克，氯化钙0.01克；
(2.3)从污水厂取来污泥，
将污泥在小桶中搅拌，去除直径大于2mm的颗粒物，然后加入炼化废水循环水，使污泥浓度达到3000mg/L；
(2.4)按配制驯化用的药剂与炼化废水循环水的体积比混合药剂，体积比为1：20，将混合药剂搅拌均匀，倒入兼性厌氧反应装置中；
(2.5)发酵；
(2.6)内循环三天；
(2.7)定期的补充配制驯化用的药剂；
(2.8)保证污泥量，当静沉后，污泥高度在兼性厌氧反应装置的3/5以上；
(2.9)为了防止跑泥，在大桶上层加入填料；
(2.10)然后从好氧反应装置缓慢的回流进水，使其变成兼性厌氧的状态；再换一批炼化废水循环水进去；
(2.11)开始缓慢的走水，HRT控制在70-75个小时；
所述的好氧生物反应段的处理过程如下：
好氧生物反应段采用已驯化好的好氧活性污泥及生物挂膜进行生物强化处理，HRT为8～16小时；
步骤2、将BESI技术出水的废水循环水注入内嵌紫外灯的柱状反应器，对废水循环水进行紫外杀菌处理；
步骤3、使用由煤质活性碳和石英砂滤料组成的滤池对紫外杀菌后的废水进行过滤处理，并将过滤出水作为该技术的最后出水，即最终处理后的废水循环水。
2.根据权利要求1所述的一种基于BESI技术的炼化废水循环水深度处理方法，其特征在于其还包括：
步骤4、检验步骤3最终处理后的废水循环水，当最终处理后的废水循环水的指标满足COD≤60mg/L、TN≤10mg/L、氨氮≤5mg/L，则将最终处理后的废水循环水作为合格的废水循环水；否则，将最终处理后的废水循环水视为不合格废水循环水，返回步骤1重新进行处理。
3.根据权利要求1所述的一种基于BESI技术的炼化废水循环水深度处理方法，其特征在于步骤2所述的对废水循环水进行紫外杀菌处理的具体过程如下：
将BESI技术出水的废水循环水注入内嵌功率为40w的UV254nm紫外灯的柱状反应器，对废水循环水进行紫外杀菌处理，处理时间20～30min。
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