CN107162265A - 一种应用于含泡排剂的采气废水深度处理达标外排的方法 - Google Patents

一种应用于含泡排剂的采气废水深度处理达标外排的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种应用于含泡排剂的采气废水深度处理达标外排的方法，改善了现有含泡排剂的采气废水处理难以达到排放标准的问题。本发明包括以下步骤：(1)混凝处理；(2)预处理；(3)一级氧化处理；(4)二级反应处理；(5)三级氧化处理；(6)光催化处理。经过本发明的处理，对含泡排剂采气废水污染物得以很好的降解，各项出水指标稳定的达到国家排放标准，填补了国内目前对含泡排剂采气废水达标处理技术的空白并实现了水资源的可持续利用，减少了水体污染物的排放，有效的遏制水环境污染。

Description

一种应用于含泡排剂的采气废水深度处理达标外排的方法
技术领域
本发明属于环境工程领域，涉及一种应用于含泡排剂的采气废水深度处理达标外排的方法。
背景技术
我国是一个严重缺水的国家，人均水量仅相当于世界人均水量的1/4，淡水资源的不足制约着我们许多地区的社会和经济发展。同时，我国水环境面临着水体污染、水资源短缺和洪涝灾害等多方面压力，水生态环境破坏促进洪涝灾害频发。目前我国主要水系、湖泊及部分地下水都受到了污染，我们的生活饮用淡水也受到了一定程度上的影响。为此，国家和地方政府制定了更加严格的标准控制工业废水和城市废水的排放，但是由于某些行业的特殊性其废水处理难度较大，其处理方案有待进一步提升。
泡沫排水采气是利用表面活性剂的起泡性而发展的一种技术，通过向井底矿化水中引入一些具有特殊功能的表面活性剂和高分子聚合物，使其在气液两相混合垂直流动过程中，产生泡沫、分散、减阻、洗涤等多种物理——化学效应，减小井筒中“滑脱损失”，提高气流垂直举液能力，达到排水采气的目的。常用的起泡剂是异极性的表面活性物质，分子的一端是非极性的烃基，而另一端则是亲水性较强的极性基，通常具有较强的亲水性和较高的HLB，在溶液中可降低液体的截面张力而使泡沫稳定。泡沫排水采气过程中产生的废水不仅含有悬浮固体等污染物，还含有起泡剂等表面活性剂。气田采出水主要来自天然气开发过程中随气体带出的地层水，成分复杂、矿化度及SS含量较高、含起泡剂等有机物。处理过程中易再次产生泡沫且难以去除，影响水处理效果。在环境压力越来越大的情况开发一种达标处理含泡排剂的采气废水具有非常重要的社会意义。
发明内容
为了改善上述问题，本发明提供了一种应用于含泡排剂的采气废水深度处理达标外排的方法。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种应用于含泡排剂的采气废水深度处理达标外排的方法，包括以下步骤：
(1)混凝处理：向含泡排剂的采气废水中加入混凝剂、助凝剂，并充分搅拌1～20分钟使混凝剂、助凝剂和含泡排剂的采气废水充分混匀，随后自然沉降20～150分钟；
(2)预处理：通过向混凝处理出水中加入预处理剂，搅拌反应2～8分钟，随后静置25～120分钟；
(3)一级氧化处理：通过向预处理出水中投加一级氧化处理剂，搅拌反应1～15分钟，随后静置反应20～70分钟；
(4)二级反应处理：通过向一级氧化处理出水中投加二级反应处理剂，随后静置反应60～120分钟；
(5)三级氧化处理：通过向二级反应处理出水中投加三级氧化处理剂，搅拌反应2～16分钟，静置反应60～120分钟；
(6)光催化处理：对三级氧化处理出水进行光催化处理，停留时间10～50分钟，出水回用或外排。
具体地，所述混凝剂为聚合氧化铝和聚丙烯酰胺，所述助凝剂为膨润土；根据废水量进行投加，聚合氧化铝投加量为0.1～10g/L，聚丙烯酰胺投加量为0.001～0.5g/L，膨润土的投加量为2～38g/L。
具体地，所述预处理剂为过硫酸钾和二氧化氯；根据废水量进行投加，过硫酸钾的投加量为1～20g/L，二氧化氯的投加量为0.02～8g/L。
具体地，所述一级氧化处理剂为高铁酸钾和消泡剂HY-86；根据废水量进行投加，高铁酸钾的投加量为0.01～6g/L，消泡剂HY-86的投加量为0.01～8g/L。
具体地，所述二级反应处理剂为铁碳填料，根据废水量进行投加，铁碳填料的投加量为20～1000g/L，铁碳质量比为铁：碳＝0.2～50。
具体地，所述三级氧化处理剂为由硫酸亚铁和过氧化氢组成的芬顿试剂，根据废水量进行投加，先投入硫酸亚铁，随后投入过氧化氢，硫酸亚铁加入的是溶液，其浓度为20％，有效投加量为1～28g/L；过氧化氢浓度为27.5％或35％，投加量6～100g/L。
具体地，所述光催化处理是采用光源进行催化处理，光源波长为220nm～500nm，其功率为20～2000W/组，根据实际情况，组数为1～20组。
具体地，混凝处理时，pH值为6～11。
具体地，预处理时，pH值为3～8。
具体地，一级氧化处理时，pH值为2～8。
具体地，二级反应处理时，pH值为1.5～9.0。
具体地，三级氧化处理时，pH值为1.5～4.0。
具体地，二级反应处理时，还会进行曝气，根据废水量进行计算，其曝气量为8～500ml/L。
具体地，混凝处理、预处理、一级氧化处理、二级反应处理和三级氧化处理所产生的沉淀进行集中压缩处理，处理后固体进入固废系统，液体进入一级氧化处理步骤。
具体地，本发明中所应用到的设备为：混凝池、预处理池、一级氧化池、二级氧化池、三级氧化池、光催化装置。上述设备依次通过管道相连。
具体地，混凝池中设有搅拌器，且混凝池还连接有混凝药剂罐，并用计量泵进行控制和计量。
具体地，预处理池中设有搅拌器，且预处理池还连接有预处理剂罐，并用计量泵进行控制和计量。
具体地，一级氧化池中设有搅拌器，且一级氧化池还连接有以及氧化处理剂罐，并用计量泵进行控制和计量。
具体地，三级氧化池中设有搅拌器，且三级氧化池还连接有三级处理剂罐，并用计量泵进行控制和计量。
本发明具有以下优点及有益效果：
(1)本发明采用混凝和预处理相结合的处理方式，为后续氧化工艺提供了良好的条件。
(2)本发明采用多级氧化工艺能更高效、更快速、更稳定的去除污染物。
(3)本发明全过程采用无害化试剂，不会造成二次污染。
(4)本发明全过程采用达标排放出水配置药剂，节约水资源成本。
(4)本发明采用光催化处理进一步深度处理，处理后的废水可达标外排，也可回用。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。
如图1所示，本发明的设备包括通过管道依次连接的混凝池、预处理池、一级氧化池、二级氧化池、三级氧化池和光催化反应装置；其中，混凝池、预处理池、一级氧化池、三级氧化池内均设有搅拌装置，二级氧化池内设有曝气装置；本发明还设有加药装置区和自动控制区，混凝池、预处理池、一级氧化池、二级反应池、三级氧化池分别与对应的加药罐连接并用计量泵控制和计量。
本发明的操作方法如下：
(1)混凝处理：将含泡排剂的采气废水集中到混凝池，在搅拌条件下调节pH值，随后加入混凝剂、助凝剂，并充分搅拌1～20分钟使混凝剂、助凝剂和含泡排剂的采气废水充分混匀，随后自然沉降20～150分钟；其中，所述混凝剂为聚合氧化铝和聚丙烯酰胺，所述助凝剂为膨润土；根据废水量进行投加，聚合氧化铝投加量为0.1～10g/L，聚丙烯酰胺投加量为0.001～0.5g/L，膨润土的投加量为2～38g/L。
(2)预处理：将混凝处理后的含泡排剂的采气废水通过管道汇入预处理池，在搅拌的条件下，加入预处理剂使其完全反应，搅拌反应2～8分钟，随后静置25～120分钟，其中，预处理剂为过硫酸钾和二氧化氯；根据废水量进行投加，过硫酸钾的投加量为1～20g/L，二氧化氯的投加量为0.02～8g/L。
(3)一级氧化处理：将预处理后的含泡排剂的采气废水通过管道汇入一级氧化池，在搅拌条件下，投入一级氧化处理剂使其充分反应，搅拌反应1～15分钟，随后静置反应20～70分钟，其中，一级氧化处理剂为高铁酸钾和消泡剂HY-86；根据废水量进行投加，高铁酸钾的投加量为0.01～6g/L，消泡剂HY-86的投加量为0.01～8g/L。
(4)二级反应处理：通将一级氧化处理后的含泡排剂的采气废水通过管道汇入二级反应池，在搅拌条件下调节pH值，并加入二级反应处理剂，随后静置反应60～120分钟，其中，二级反应处理剂为铁碳填料，根据废水量进行投加，铁碳填料的投加量为20～1000g/L，铁碳质量比为铁：碳＝0.2～50。
(5)三级氧化处理：将二级反应处理后的含泡排剂的采气废水通过管道汇入三级氧化池，在搅拌条件下调节pH值，随后投入三级氧化处理剂，搅拌反应2～16分钟，静置反应60～120分钟，其中，三级氧化处理剂为由硫酸亚铁和过氧化氢组成的芬顿试剂，根据废水量进行投加，先投入硫酸亚铁，随后投入过氧化氢，硫酸亚铁加入的是溶液，其浓度为20％，有效投加量为1～28g/L；过氧化氢浓度为27.5％或35％，投加量6～100g/L。
(6)光催化处理：对三级氧化处理的含泡排剂的采气废水通过管道汇入光催化装置后反应完成达标排放，其中，光催化处理是采用光源进行催化处理，光源波长为220nm～500nm，其功率为20～2000W/组，根据实际情况，组数为1～20组。
值得说明的是，混凝处理、预处理、一级氧化处理、二级反应处理、三级氧化处理所产生的沉淀物压缩处理，处理后产生的固体进入固废处理系统，液体进入一级氧化处理池。
实施例
以本发明的方法对某地区产生的含泡排剂的采气废水进行处理，设计处理量200m3/d，以每天12个小时连续运行，持续运转1个月。
1、进水水质
表1含泡排剂的采气废水进水水质
(色度：倍，pH无量纲，其余单位：mg/L)
水质指标 COD 色度 NH3-N 石油类 SS BOD5 pH
水质浓度 25680 1276 126.3 102.8 2562 368 7.0
2、工艺运行参数
含泡排剂的采气废水依次进入混凝池、预处理池、一级氧化池、二级反应池、三级氧化池和光催化装置；
混凝处理：搅拌条件下调节pH9.5随后投加膨润土25g/l、聚合氯化铝2.0g/l和聚丙烯酰胺0.3g/l，并充分混合均匀反应，随后自然沉降60分钟。
预处理步骤：在搅拌条件下调节pH6.5随后投加过硫酸钾8g/l和二氧化氯3g/l，并使之充分反应，随后停留60分钟。
一级氧化处理步骤：在搅拌条件下调节ph5.0投加高铁酸钾1.0g/l和特殊消泡剂HY-861.5g/l并连续搅拌8分钟后停留30分钟。
二级反应处理步骤：在搅拌条件下调节pH7.5随后投加二氧化氯500g/l，铁碳字质量比铁；碳＝0.8，随后停留90分钟。
三级氧化处理步骤：在搅拌条件下pH2.0随后投加芬顿试剂，硫酸亚铁投加量12g/l，过氧化氢投加量60g/l，过氧化氢浓度35％，随后停留90分钟。
光催化处理步骤：光催化装置容积100m3，选用单组光催化功率1200W，配置18组，波长420nm，停留时间32分钟。
3、处理效果
各个处理池的停留时间根据进水水质的不同进行调节，表2示出了各阶段含泡排剂的采气废水处理结果均值：
表2含泡排剂的采气废水各阶段处理效果均值
(色度：倍，pH无量纲，其余单位：mg/L)
4、结论
由以上数据可知本发明对含泡排剂的采气废水的深度处理达标排放具有良好的效果，对含泡排剂的采气废水的各种污染物具有良好的去除效果。
按照上述实施例，便可很好地实现本发明。值得说明的是，基于上述结构设计的前提下，为解决同样的技术问题，即使在本发明上做出的一些无实质性的改动或润色，所采用的技术方案的实质仍然与本发明一样，故其也应当在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种应用于含泡排剂的采气废水深度处理达标外排的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)混凝处理：向含泡排剂的采气废水中加入混凝剂、助凝剂，并充分搅拌1～20分钟使混凝剂、助凝剂和含泡排剂的采气废水充分混匀，随后自然沉降20～150分钟；
(2)预处理：通过向混凝处理出水中加入预处理剂，搅拌反应2～8分钟，随后静置25～120分钟；
(3)一级氧化处理：通过向预处理出水中投加一级氧化处理剂，搅拌反应1～15分钟，随后静置反应20～70分钟；
(4)二级反应处理：通过向一级氧化处理出水中投加二级反应处理剂，随后静置反应60～120分钟；
(5)三级氧化处理：通过向二级反应处理出水中投加三级氧化处理剂，搅拌反应2～16分钟，静置反应60～120分钟；
(6)光催化处理：对三级氧化处理出水进行光催化处理，停留时间10～50分钟，出水回用或外排。
2.根据权利要求1所述的一种应用于含泡排剂的采气废水深度处理达标外排的方法，其特征在于，所述混凝剂为聚合氯化铝和聚丙烯酰胺，所述助凝剂为膨润土；根据废水量进行投加，聚合氯化铝投加量为0.1～10g/L，聚丙烯酰胺投加量为0.001～0.5g/L，膨润土的投加量为2～38g/L。
3.根据权利要求1所述的一种应用于含泡排剂的采气废水深度处理达标外排的方法，其特征在于，所述预处理剂为过硫酸钾和二氧化氯；根据废水量进行投加，过硫酸钾的投加量为1～20g/L，二氧化氯的投加量为0.02～8g/L。
4.根据权利要求1所述的一种应用于含泡排剂的采气废水深度处理达标外排的方法，其特征在于，所述一级氧化处理剂为高铁酸钾和消泡剂HY-86；根据废水量进行投加，高铁酸钾的投加量为0.01～6g/L，消泡剂HY-86的投加量为0.01～8g/L。
5.根据权利要求1所述的一种应用于含泡排剂的采气废水深度处理达标外排的方法，其特征在于，所述二级反应处理剂为铁碳填料，根据废水量进行投加，铁碳填料的投加量为20～1000g/L，铁碳质量比为铁：碳＝0.2～50。
6.根据权利要求1所述的一种应用于含泡排剂的采气废水深度处理达标外排的方法，其特征在于，所述三级氧化处理剂为由硫酸亚铁和过氧化氢组成的芬顿试剂，根据废水量进行投加，先投入硫酸亚铁，随后投入过氧化氢，硫酸亚铁加入的是溶液，其浓度为20％，有效投加量为1～28g/L；过氧化氢浓度为27.5％或35％，投加量6～100g/L。
7.根据权利要求1～6任一项所述的一种应用于含泡排剂的采气废水深度处理达标外排的方法，其特征在于，混凝处理时，pH值为6～11；预处理时，pH值为3～8；一级氧化处理时，pH值为2～8；二级反应处理时，pH值为1.5～9.0；三级氧化处理时，pH值为1.5～4.0。
8.根据权利要求1～6任一项所述的一种应用于含泡排剂的采气废水深度处理达标外排的方法，其特征在于，所述二级反应处理时，还会进行曝气，根据废水量进行计算，其曝气量为8～500ml/L。
9.根据权利要求1～6任一项所述的一种应用于含泡排剂的采气废水深度处理达标外排的方法，其特征在于：所述光催化处理是采用光源进行催化处理，光源波长为220nm～500nm，其功率为20～2000W/组，其按组数按处理容积添加，其组数1-20组。
10.根据权利要求1～6任一项所述的一种应用于含泡排剂的采气废水深度处理达标外排的方法，其特征在于：混凝处理、预处理、一级氧化处理、二级反应处理和三级氧化处理所产生的沉淀进行集中压缩处理，处理后固体进入固废系统，液体进入一级氧化处理步骤。
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