CN108726734B - 含油污水悬浮污泥过滤净化装置及其污水处理工艺 - Google Patents

Abstract

本发明实施例是关于一种含油污水悬浮污泥过滤净化装置及其污水处理工艺，涉及污水处理技术领域，主要目的为由单套设备利用其多重处理技术的合理组合，来实现含油污水的处理，实现提高水处理效果、减少基建投资、降低运行费用目的。装置包括：过滤净化罐体，其内部由底部至顶部依次具有旋流絮凝区、污泥沉降区、悬浮过滤区、油水分离区；旋流进水组件位于所述旋流絮凝区；污泥收集组件位于所述污泥沉降区的中部；吸油组件位于所述油水分离区的第一高度位置；第一净化排组件入口设置于所述油水分离区的第二高度位置；第二净化排组件入口设置于所述油水分离区的第三高度位置。可实现将含油污水中的污泥、油污、净化后的含油污水进行分类分离。

Description

含油污水悬浮污泥过滤净化装置及其污水处理工艺

技术领域

本发明实施例涉及污水处理技术领域，特别是涉及一种含油污水悬浮污泥过滤净化装置及其污水处理工艺。

背景技术

在油气田与石油化工生产过程中产出大量的含油污水，含油污水中含有原油、悬浮物及其他复杂的矿物杂质，必须进行处理；直接外排会污染环境，直接回注会造成地层污染。

在现有的技术中，为了除去含油污水中的原油与悬浮物，油气田的含油污水通常是由立式重力除油罐与立式混凝沉降罐来完成的，而石油化工的含油污水是采用隔油沉淀池来完成；后续一般采用斜板隔油或气浮以及粗粒化与多介质过滤器处理系统(主要设备核桃壳过滤器、石英砂过滤器等)来进行进一步的去除原油与悬浮物，达到含油与悬浮物小于30mg/L与15mg/L的预处理指标，实现对含油污水的预处理；最终经过精细过滤达标后外排或回注。

其中，由于每一套水处理设备不能独立达到预处理的目标值，就需要多台设备串联、并联组成的系统来完成，各个设备之间需要连接有大量的管路、阀门等来连接，会占用大量的用地面积，并且较多的设备会使得整个系统的维护、使用成本较高。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种含油污水悬浮污泥过滤净化装置及其污水处理工艺，主要目的为由单套设备利用其多重处理技术的合理组合，来实现含油污水的处理，实现提高水处理效果、减少基建投资、降低运行费用目的。

为达到上述目的，本发明实施例主要提供如下技术方案：

一方面，本发明的实施例提供一种含油污水悬浮污泥过滤净化装置，包括：

过滤净化罐体，其内部由底部至顶部依次具有旋流絮凝区、污泥沉降区、悬浮过滤区、油水分离区；

旋流进水组件，位于所述旋流絮凝区，其旋流出液口朝向所述污泥沉降区的外周；

污泥收集组件，位于所述污泥沉降区的中部，其污泥收集口被向所述旋流进水组件的旋流出液口；

吸油组件，位于所述油水分离区的第一高度位置；

第一净化排组件，其入口设置于所述油水分离区的第二高度位置；

第二净化排组件，其入口设置于所述油水分离区的第三高度位置，所述第三高度位置高于所述第二高度位置，所述第二高度位置高于所述第一高度位置。

本发明实施例的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

可选的，前述的含油污水悬浮污泥过滤净化装置，其中

可选的，前述的含油污水悬浮污泥过滤净化装置，其中

可选的，前述的含油污水悬浮污泥过滤净化装置，其中

可选的，前述的含油污水悬浮污泥过滤净化装置，其中

可选的，前述的含油污水悬浮污泥过滤净化装置，其中

可选的，前述的含油污水悬浮污泥过滤净化装置，其中

可选的，前述的含油污水悬浮污泥过滤净化装置，其中

可选的，前述的含油污水悬浮污泥过滤净化装置，其中

可选的，前述的含油污水悬浮污泥过滤净化装置，其中

另一方面，本发明的实施例提供一种污水处理工艺，包括：

向待处理的含有污水投入药物，所述药物包括净水剂和絮凝剂；

将投入所述药物的待处理的含有污水通入所述旋流进水组件后，经旋流出液口旋流流向所述污泥沉降区，在离心力作用下，在所述污泥沉降区，含有污水中密度较低的矾花絮体向中心聚集并沉降于所述污泥收集组件的污泥收集口内，被所述污泥收集组件收集；

含油污水流经吸油组件，使含油污水中油粒粒径较小的油粒被集中在吸油组件上转变为较大油粒粒径的油粒，较大油粒粒径的油粒在浮力作用下，经所述油水分离区的第二净化排组件入口排出，净化后的含油污水经所述油水分离区的第一净化排组件入口排出。

借由上述技术方案，本发明技术方案提供的含油污水悬浮污泥过滤净化装置及其污水处理工艺至少具有下列优点：

本发明实施例提供的技术方案中，过滤净化罐体内部由底部至顶部依次具有旋流絮凝区、污泥沉降区、悬浮过滤区、油水分离区，由旋流进水组件通入的掺有净水剂和絮凝剂的含有污水在旋流絮凝区产生旋流，水动力作用下，可在旋流絮凝区形成粒径较小的絮体颗粒，即矾化体。在污泥沉降区的外周絮体颗粒进一步增大为密度较低的矾花絮体，在离心力作用下，向中心聚集并沉降于所述污泥收集组件的污泥收集口内，被所述污泥收集组件收集；油粒在浮力作用下，经所述油水分离区的第二净化排组件入口排出，净化后的含油污水经所述油水分离区的第一净化排组件入口排出。从而实现将含油污水中的污泥、油污、净化后的含油污水进行分类分离。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明实施例的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1是本发明的实施例提供的一种含油污水悬浮污泥过滤净化装置的结构示意；

图2是本发明的实施例提供的另一种含油污水悬浮污泥过滤净化装置的结构示意。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明实施例目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明实施例提出的含油污水悬浮污泥过滤净化装置及其污水处理工艺其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。

图1为本发明提供的含油污水悬浮污泥过滤净化装置一实施例，请参阅图1，本发明的一个实施例提出的含油污水悬浮污泥过滤净化装置，包括：过滤净化罐体10、旋流进水组件20、污泥收集组件30、吸油组件40、第一净化排组件50以及第二净化排组件60。

过滤净化罐体10内部由底部至顶部依次具有旋流絮凝区I、污泥沉降区II、悬浮过滤区III、油水分离区IV；旋流进水组件20位于所述旋流絮凝区I，其旋流出液口朝向所述污泥沉降区II的外周；污泥收集组件30位于所述污泥沉降区II的中部，其污泥收集口被向所述旋流进水组件10的旋流出液口；吸油组件40位于所述油水分离区IV的第一高度位置；第一净化排组件50的入口设置于所述油水分离区IV的第二高度位置；第二净化排组件60的入口设置于所述油水分离区IV的第三高度位置，所述第三高度位置高于所述第二高度位置，所述第二高度位置高于所述第一高度位置。

向含油污水加入”净水剂和絮凝剂”后，进入旋流进水组件后，在旋流絮凝区旋流的水动力作用下下，初步形成的细小的絮体颗粒，即矾化体，在水力旋流弱水利梯度的作用下，细小的矾化体进一步聚集成体积较大且强度较低的大颗粒絮体，分形数学特征维数为2.3-2.8，絮体的孔隙率为0.75-0.85，絮体颗粒大于0.5mm，然后进入污泥沉降区外周，在污泥沉降区内絮体颗粒进一步成长为粒径在0.5-2.0mm的矾花絮体，长大的矾花絮体密度进一步降低，且逐步向中心聚集，在这一过程中，向上流动的含油污水穿过矾花絮体聚集层而得到过滤，达到净化目的，矾花在聚集长大的过程中也吸附了含油污水中的悬浮颗粒，最终进入污泥沉降区内，由于悬浮过滤区内没有向上的水流衬托，逐渐沉入污泥收集组件污泥收集口中而得到回收。

大颗粒、低密度、低强度的矾花絮片，受向上水流和弱旋流等两个力的推动均匀分部并进入悬浮过滤区，在悬浮过滤区内特定分形维数的絮凝颗粒，在沉降作用与水体的平均上向流速的作用下形成一定的絮体聚集层，随着这个聚集成的变厚与密度增加，污水上向流的阻力增大，形成了污泥过滤层，污泥过滤层对上向流的污水中絮体进行拦截，达到污泥过滤净化水体的目的。

当污泥过滤层中的絮片不断的过滤、破碎、聚集、布朗运动和重组的工程中，密度变大的絮体，进入污泥收集组件污泥收集口上方时，失去了上托的水流速度向上举升的力，污泥絮体开始沉降，然后沉降到污泥收集组件污泥收集口中而得到回收。

经过污泥层过滤得到初步净化的含油污水，进一步上升，进入油水分离区的吸油组件，经吸油组件后，使乳化油、悬浮物絮体进一步得到聚集，对于大量的密度低于水系统的油污颗粒上浮后被水体上的油层吸收聚集，而对少量密度高于水体的油污颗粒下沉后进入集泥桶中。从而含油污水得到出油与除悬浮物的净化。

当油水分离区上的油层达到一定厚度后，污油经过第二净化排组件排出系统。

净化后的污水经第一净化排组件排出系统。

本发明实施例提供的技术方案中，过滤净化罐体内部由底部至顶部依次具有旋流絮凝区、污泥沉降区、悬浮过滤区、油水分离区，由旋流进水组件通入的掺有净水剂和絮凝剂的含有污水在旋流絮凝区产生旋流，水动力作用下，可在旋流絮凝区形成粒径较小的絮体颗粒，即矾化体。在污泥沉降区的外周絮体颗粒进一步增大为密度较低的矾花絮体，在离心力作用下，向中心聚集并沉降于所述污泥收集组件的污泥收集口内，被所述污泥收集组件收集；油粒在浮力作用下，经所述油水分离区的第二净化排组件入口排出，净化后的含油污水经所述油水分离区的第一净化排组件入口排出。从而实现将含油污水中的污泥、油污、净化后的含油污水进行分类分离。

过滤净化罐体的直径D可根据实际计算确定，例如，直径D的确定：式中：Q为设计的污水处理量；U为絮体的平均沉降速度，取值可为0.85-1.25mm/s；d为污泥收集组件集泥桶直径。污泥收集组件集泥桶直径d可根据实际计算确定，例如，集泥桶的直径d的确定方法，集泥桶的直径d的最小直径大于等于0.2D，当d的直径小于1000mm时，取1000mm。悬浮过滤区高度H可为(1-1.6)D。油水分离区的高度h可为1.5-3.5m。

旋流进水组件20包括朝向所述污泥沉降区II开口的隔离锥筒21，所述隔离锥筒21的粗口向所述过滤净化罐体10侧壁延伸并连接，所述隔离锥筒21的细口向所述滤净化罐体10底部延伸并连接，在所述隔离锥筒21和所述滤净化罐体10底部之间形成集泥区V；所述污泥收集组件30的底部通过污泥管路31和所述集泥区V连通，所述集泥区V连接污泥排放口。隔离锥筒21的倾角α的角度可为30-60°。具体的，隔离锥筒21的细口向所述滤净化罐体底部延伸出圆柱筒22，旋流进水组件21的进水口的入水方向沿圆柱筒22切向方向，在圆柱筒22内实现入水旋流。

所述吸油组件40包括由吸油材质组成的聚油层41以及拦截网42，所述拦截网拦截所述聚油层由所述悬浮过滤区向所述油水分离区的运动，聚油层可以由聚油球聚集而形成，聚油球形成的聚油层厚度可以在0.3-0.6m。聚油球在浮力和上向流的水动力作用下，经过聚油球表面的微型涡流作用，使乳化油、悬浮物絮体进一步得到聚集，而在聚油球与油水的三相表面张力的作用下，吸附到聚油球表面，随着聚油球纳污量的提高，其由表面张力构成体系的稳定性得到破坏，油污颗粒脱落，对于大量的密度低于水系统的油污颗粒上浮后被水体上的油层吸收聚集，而对少量密度高于水体的油污颗粒下沉后进入污泥收集组件污泥收集口中，从而含油污水得到除油与除悬浮物的净化。

所述第一净化排组件50的出液路经所述过滤净化罐体内的外缘向下通出所述过滤净化罐体10外；具体的，第一净化排组件50的入口为环形的收水槽，收水槽与过滤净化罐体10内定位，出液路和收水槽连通，出液路可以为出液管路。所述第二净化排组件60的出液路经所述过滤净化罐体10内的中部向下通出所述过滤净化罐体10外，所述第二净化排组件60的入口为漏斗状。

在具体的实施中，还包括：油水液位高度识别组件70，油水液位高度识别组件70位于所述油水分离区IV。油水液位高度识别组件例如为油水识别器，可识别油层液位和水层液位。根据识别的油层液位和水层液位可用于调整第一净化排组件的排液通道、第一净化排组件的排液通道的排液流量。在实现自动控制中，还包括：流量调节组件；所述第一净化排组件50的排液通道设置有流量调节阀51，所述流量调节组件分别连接油水液位高度识别组件和所述流量调节组件，用于根据所述油水液位高度识别组件识别的水位高度调节所述流量调节阀，例如，控制流量调节阀的开度，使所述油水液位高度识别组件识别的油位高度高于第三高度位置预定距离，使污油经过第二净化排组件外排。

其中，矾花絮体的良好形成需要满足一定的工艺条件，仅仅依靠管道混合器与旋流进水组件的调节过分依赖含有污水的处理量，本发明提供的实施例中，如图2所示，含油污水悬浮污泥过滤净化装置还包括：变频絮凝搅拌组件80，变频絮凝搅拌组件80入口和含有污水进水口连通，变频絮凝搅拌组件80出口和旋流进水组件20的入液口连通。所述变频絮凝调节组件包括：搅拌器、驱动搅拌器的变频电机、频率调节器，所述频率调节器与所述变频电机电连接。实施中，可以根据水量和投药量的大小改变变频絮凝搅拌组件变频电机的旋转频率，以调节水力梯度，使药剂与含油污水的絮凝条件水力梯度G絮凝时间T值(水力梯度与絮凝时间的乘积)始终保持在最优状态(GT一般不低于3000)，不仅减少了药剂在水中的溶解量，降低了药剂用量，也能保证絮片分形维数2.3-2.8的最优状态，是絮体形成多元絮片结构，避免了球形絮体形成的概率，提高了药剂的利用率。在实现自动控制中，变频絮凝调节组件还包括：进水监测器，用于监测含油污水的进水量；投药量获取器，用于获取投入含油污水药物的投药量；所述频率调节器分别连接所述进水监测器和所述投药量获取器，用于根据所述进水量和所述投药量调节所述变频电机的频率。投药量获取器获取的投药量可由人工输入，也可由投药设备直接获取。

本发明实施例还提供的一种污水处理工艺,应用在上述实施例所述的含油污水悬浮污泥过滤净化装置中，所述工艺包括：

向待处理的含有污水投入药物，所述药物包括净水剂和絮凝剂；

将投入所述药物的待处理的含有污水通入所述旋流进水组件后，经旋流出液口旋流流向所述污泥沉降区，在离心力作用下，在所述污泥沉降区，含有污水中密度较低的矾花絮体向中心聚集并沉降于所述污泥收集组件的污泥收集口内，被所述污泥收集组件收集；

含油污水流经吸油组件，使含油污水中油粒粒径较小的油粒被集中在吸油组件上转变为较大油粒粒径的油粒，较大油粒粒径的油粒在浮力作用下，经所述油水分离区的第二净化排组件入口排出，净化后的含油污水经所述油水分离区的第一净化排组件入口排出。

本发明实施例提供的技术方案中，过滤净化罐体内部由底部至顶部依次具有旋流絮凝区、污泥沉降区、悬浮过滤区、油水分离区，由旋流进水组件通入的掺有净水剂和絮凝剂的含有污水在旋流絮凝区产生旋流，水动力作用下，可在旋流絮凝区形成粒径较小的絮体颗粒，即矾化体。在污泥沉降区的外周絮体颗粒进一步增大为密度较低的矾花絮体，在离心力作用下，向中心聚集并沉降于所述污泥收集组件的污泥收集口内，被所述污泥收集组件收集；油粒在浮力作用下，经所述油水分离区的第二净化排组件入口排出，净化后的含油污水经所述油水分离区的第一净化排组件入口排出。从而实现将含油污水中的污泥、油污、净化后的含油污水进行分类分离。

本发明实施例提供的技术方案至少具备如下优点：净化效果好。含油污水悬浮污泥过滤法污水净化系统，集混凝技术、污泥过滤技术、高效聚油球吸附技术于一体，大大提高了系统的净化效果。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

可以理解的是，上述装置中的相关特征可以相互参考。另外，上述实施例中的“第一”、“第二”等是用于区分各实施例，而并不代表各实施例的优劣。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的装置解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。

本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的装置中的部件进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个装置中。可以把实施例中的部件组合成一个部件，以及此外可以把它们分成多个子部件。除了这样的特征中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何装置的所有部件进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。本发明的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以它们的组合实现。

应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的部件或组件。位于部件或组件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的部件或组件。本发明可以借助于包括有若干不同部件的装置来实现。在列举了若干部件的权利要求中，这些部件中的若干个可以是通过同一个部件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种含油污水悬浮污泥过滤净化装置，其特征在于，包括：

过滤净化罐体，其内部由底部至顶部依次具有旋流絮凝区、污泥沉降区、悬浮过滤区、油水分离区；

旋流进水组件，位于所述旋流絮凝区，其旋流出液口朝向所述污泥沉降区的外周；

污泥收集组件，位于所述污泥沉降区的中部，其污泥收集口被向所述旋流进水组件的旋流出液口；

吸油组件，位于所述油水分离区的第一高度位置；

第一净化排组件，其入口设置于所述油水分离区的第二高度位置；

第二净化排组件，其入口设置于所述油水分离区的第三高度位置，所述第三高度位置高于所述第二高度位置，所述第二高度位置高于所述第一高度位置；

油水液位高度识别组件，位于所述油水分离区；

所述第一净化排组件的出液路经所述过滤净化罐体内的外缘向下通出所述过滤净化罐体外；

所述第二净化排组件的出液路经所述过滤净化罐体内的中部向下通出所述过滤净化罐体外；

旋流进水组件包括朝向所述污泥沉降区开口的隔离锥筒，所述隔离锥筒的粗口向所述过滤净化罐体侧壁延伸并连接，所述隔离锥筒的细口向所述滤净化罐体底部延伸并连接，在所述隔离锥筒和所述滤净化罐体底部之间形成集泥区；

所述污泥收集组件的底部通过污泥管路和所述集泥区连通，所述集泥区连接污泥排放口。

2.根据权利要求1所述的含油污水悬浮污泥过滤净化装置，其特征在于，还包括：

变频絮凝搅拌组件，其入口和含有污水进水口连通，其出口和旋流进水组件的入液口连通。

3.根据权利要求2所述的含油污水悬浮污泥过滤净化装置，其特征在于，

所述变频絮凝搅拌组件包括：搅拌器、驱动搅拌器的变频电机、频率调节器，所述频率调节器与所述变频电机电连接。

4.根据权利要求3所述的含油污水悬浮污泥过滤净化装置，其特征在于，

所述变频絮凝搅拌组件还包括：

进水监测器，用于监测含油污水的进水量；

投药量获取器，用于获取投入含油污水药物的投药量；

所述频率调节器分别连接所述进水监测器和所述投药量获取器，用于根据所述进水量和所述投药量调节所述变频电机的频率。

5.根据权利要求1所述的含油污水悬浮污泥过滤净化装置，其特征在于，还包括：

流量调节组件；

所述第一净化排组件的排液通道设置有流量调节阀，所述流量调节组件分别连接油水液位高度识别组件和所述流量调节组件，用于根据所述油水液位高度识别组件识别的水位高度调节所述流量调节阀。

6.根据权利要求5所述的含油污水悬浮污泥过滤净化装置，其特征在于，

所述流量调节组件根据所述水位高度控制所述流量调节阀的开度，使所述油水液位高度识别组件识别的油位高度高于第三高度位置预定距离。

7.根据权利要求1所述的含油污水悬浮污泥过滤净化装置，

所述吸油组件包括由吸油材质组成的聚油层以及拦截网，所述拦截网拦截所述聚油层由所述悬浮过滤区向所述油水分离区的运动。

8.一种上述权利要求1-7中任一所述的装置的污水处理工艺，其特征在于，包括：

向待处理的含有污水投入药物，所述药物包括净水剂和絮凝剂；

将投入所述药物的待处理的含有污水通入所述旋流进水组件后，经旋流出液口旋流流向所述污泥沉降区，在离心力作用下，在所述污泥沉降区，含有污水中密度较低的矾花絮体向中心聚集并沉降于所述污泥收集组件的污泥收集口内，被所述污泥收集组件收集；

含油污水流经吸油组件，使含油污水中油粒粒径较小的油粒被集中在吸油组件上转变为较大油粒粒径的油粒，较大油粒粒径的油粒在浮力作用下，经所述油水分离区的第二净化排组件入口排出，净化后的含油污水经所述油水分离区的第一净化排组件入口排出。