CN109437453B - 一种化学钝化含油污水的处理方法和装置 - Google Patents

一种化学钝化含油污水的处理方法和装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种化学钝化含油污水的处理方法和装置。该处理方法包括：对化学钝化含油污水进行预处理，使化学钝化含油污水中的油含量降至60mg/L以下；将经过预处理的出水进行浮选处理，使出水的油含量低于20mg/L；将经过浮选处理的出水进行电催化氧化处理，完成对化学钝化含油污水的处理，处理后的化学钝化含油污水的pH值为6‑9，氨氮含量＜35mg/L，COD＜1000mg/L，油含量＜20mg/L，生化需氧量与化学需氧量的比值＞0.25。本发明还提供了一种化学钝化含油污水的处理装置。经过本发明的处理方法和装置处理后的化学钝化含油污水的出水的水质指标可以达到综合污水场进水要求。

Description

一种化学钝化含油污水的处理方法和装置
技术领域
本发明涉及一种污水的处理方法和装置，尤其涉及一种化学钝化含油污水的处理方法和装置，属于污水处理技术领域。
背景技术
石油石化企业在停工检修过程中，需要对设备进行化学清洗与钝化处理，钝化含油污水是指产生的化学清洗钝化污水，含有大量剩余钝化剂、清洗剂反应产物和硬度垢、污垢形成的悬浮物等，该污水水质呈强碱性，墨黑色，具有高盐、高氮、高油污、高难降解有机物、高表面活性物质的特点。
化学钝化含油污水各项污染物指标较高、生化性差，直接向综合污水处理场掺加，将对污水处理场造成冲击与瘫痪，若采用储存后外委处置，则费用高昂。为此，将该类污水进行预处理，消解该类污水的毒性及抑制性污染物、提高其可生化性能，达到综合污水处理场的接纳要求，不影响掺加处理后的达标排放，是最为经济有效的方法。
目前，对化学钝化含油污水的处理还没有一套成熟有效的技术，针对该类污水中关键污染物的处理方法有很多，但均存在一些问题。
1)氨氮处理，一般采用汽提、化学药剂除氨的方法，汽提法适用于氨氮浓度较高的污水，对于氨氮浓度在400mg/L左右的高氨氮污水不适用；采用化学除氨药剂进行沉淀或气化转化除氨，将消耗大量的化学药剂，并产生固废等二次污染物，处理成本高。
2)难降解污染物处理，常采用高级氧化法和吸附法，高级氧化法以臭氧氧化法为代表，可以降低污染物浓度，提升污水的生物降解性能，但氧化效率低、能耗高；吸附法的吸附容量有限，再生频繁、费用高，存在二次污染问题。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种针对化学钝化含油污水的处理方法，该处理方法可以显著消解该类污水中的氨氮、COD、难降解及毒性污染物，提高污水的可生化性能，保证与其它污水混合处理时的稳定运行。
为了实现上述技术目的，本发明首先提供了一种化学钝化含油污水的处理方法，该处理方法包括以下步骤：
步骤一：对化学钝化含油污水进行预处理，使化学钝化含油污水中的油含量降至60mg/L以下；
步骤二：将经过预处理的出水进行浮选处理，使出水的油含量低于20mg/L；
步骤三：将经过浮选处理的出水进行电催化氧化处理，完成对化学钝化含油污水的处理，处理后的化学钝化含油污水的pH值为6-9，氨氮含量＜35mg/L，COD＜1000mg/L，油含量＜20mg/L，生化需氧量与化学需氧量的比值(BOD5/COD)＞0.25。
本发明的处理方法针对的是化学钝化含油污水，该类污水包括但不限于炼化企业检修过程中产生的污水。该类钝化含油污水的具体参数为：pH为10-12，氨氮含量为300-500mg/L，COD为3000-5000mg/L，石油类为60-100mg/L，悬浮物为500-1000mg/L，BOD5/COD<0.15。
本发明的处理方法包括对化学钝化含油污水进行预处理的步骤。目的是调节污水的离子度并除去污水中的可浮油，使化学钝化含油污水中的油含量降至60mg/L以下。
在本发明的处理方法中，预处理包括调节处理和隔油处理的步骤。
在本发明的一具体实施方式中，调节处理含有混合的步骤。调节处理的时间可以为5min-10min。比如，调节处理的时间为7min、8min或9min。
在本发明的一具体实施方式中，调节处理采用的调节剂为酸或盐。
在本发明进一步的实施方式中，采用的酸可以为盐酸或硫酸；
在本发明进一步的实施方式中，采用的盐可以为硫酸钠、氯化钠、硫酸钾或氯化钾。
在本发明的一具体实施方式中，隔油处理包括在层流状态下对化学钝化含油污水进行滞留的步骤。
在发明进一步的具体实施方式中，隔油处理的时间为60min-120min。比如，隔油处理的时间可以为80min、90min、100min、110min。
本发明的处理方法包括将经过预处理的出水进行浮选处理的步骤。目的是去除污水中的悬浮物及乳化油，使浮选单元出水的油含量低于20mg/L。
在本发明的处理方法中，浮选处理采用的浮选剂为无机盐和聚丙烯酰胺类有机高分子化合物。
在本发明的一具体实施方式中，采用的无机盐可以为铝盐，包括硫酸铝、氯化铝或聚合氯化铝。
在本发明进一步的实施方式中，无机盐的投加量可以为50mg/L-200mg/L。比如，无机盐的投加量可以为60mg/L、70mg/L、80mg/L、90mg/L、100mg/L、110mg/L、120mg/L、130mg/L、140mg/L、150mg/L、160mg/L、170mg/L、180mg/L、190mg/L。
在本发明的一具体实施方式中，采用的聚丙烯酰胺类有机高分子化合物可以为阴离子型聚丙烯酰胺、阳离子型聚丙烯酰胺、或非离子型聚丙烯酰胺。具体地，采用的聚丙烯酰胺类有机高分子化合物可以为分子量为700万-2400万的阴离子聚丙烯酰胺或分子量为700万-1200万的阳离子聚丙烯酰胺。
在本发明进一步的实施方式中，聚丙烯酰胺类有机高分子化合物的投加量为1mg/L-3mg/L。比如，聚丙烯酰胺类有机高分子化合物的投加量可以为2mg/L、2.5mg/L。
在本发明的一具体实施方式中，浮选处理的处理时间为30min-60min。比如，浮选处理的时间可以为40min、50min、55min。
在本发明的处理方法中，浮选处理包括絮凝处理和气浮处理。
具体地，絮凝处理的时间可以为5min-20min。比如，絮凝处理的时间可以为10min、15min。
具体地，气浮处理的时间可以为25min-40min。比如，气浮处理的时间可以为30min、35min。
本发明的处理方法包括将经过浮选处理的出水进行电催化氧化处理的步骤。目的是消解污水中的氨氮、难降解污染物，改善污水的可生化性能。
本发明的处理方法采用电催化氧化直接将电能转化为化学能，氧化直接，中间消耗低，转化效率高，既能氧化有机污染物，也能氧化氨等无机污染物，二次污染少。
经过电催化氧化处理后的化学钝化含油污水的pH值为6-9，氨氮含量＜35mg/L，COD＜1000mg/L，油含量＜20mg/L，生化需氧量与化学需氧量的比值(BOD5/COD)＞0.25。
在本发明的一具体实施方式中，电催化氧化处理的时间为3h-8h。比如，电催化氧化处理的时间可以为4h、5h、6h、7h。
在本发明的一具体实施方式中，电催化氧化处理的电压为3V-15V的直流电源。比如，电催化氧化处理的电压可以为4V、6V、8V、10V、13V。
在本发明的一具体实施方式中，电催化氧化处理的电流密度为300A/m2-1000A/m2。比如，电催化氧化处理的电流密度可以为500A/m2、700A/m2、800A/m2、900A/m2、950A/m2。
为了实现上述技术目的，本发明又提供了一种化学钝化含油污水的处理装置，该处理装置包括：预处理单元、浮选单元、电催化氧化单元；
其中，预处理单元用于对化学钝化含油污水进行预处理，使化学钝化含油污水中的油含量降至60mg/L以下；
浮选单元用于将经过预处理单元的出水进行浮选处理，去除污水中的悬浮物及乳化油；
电催化氧化单元用于将经过浮选单元处理的出水进行电催化氧化处理。
在本发明的一具体实施方式中，预处理单元可以为调节隔油一体化设备，该设备的前端为混合调节区，后端为隔油区。
在本发明的一具体实施方式中，浮选单元可以为浮选设备，该设备的前端为混合反应区，后端为气浮分离区。
在本发明的处理装置中，该处理装置还包括药剂投配单元，用于配制、存储和投加药剂。
在本发明的处理装置中，预处理单元与浮选单元相连，浮选单元与电催化氧化单元相连。
在本发明的一具体实施方式中，药剂投配单元包括调节剂投配设备和浮选剂投配设备。
其中，调节剂投配设备用于配制、储存和投加调节剂；浮选剂投配设备用于配制、储存和投加浮选剂。
在本发明进一步的实施方式中，调节剂投配设备与预处理单元相连。浮选剂投配设备与浮选单元相连。
本发明的处理装置对化学钝化含油污水进行处理时，具体包括以下步骤。
将储罐内的化学钝化含油污水连续打进预处理单元的调节隔油一体化设备，该设备的前端为混合调节区，后端为隔油区。在混合调节区的进水端投加来自调节剂投配设备的调节剂，与污水进行混合均质；调质后的污水流进隔油区，利用污水中油和水的密度不同而达到分离的目的。污水中的浮油和分散油上浮于水面，由设置在池面的刮油机推送至集油管中流入污油收集罐。也可以利用油和水的密度差，采用自动撇油设施。污水在预处理单元中的水力停留时间为60-120min，调节隔油单元出水的油含量低于60mg/L。
预处理单元的出水利用液位差自流进入浮选单元的浮选设备，该设备的前端为混合反应区，后端为气浮分离区。向混合反应区投加来自浮选剂投配设备的浮选剂，进行絮凝反应；在气浮分离区进行固液分离。污水在浮选单元中的水力停留时间为30-60min，浮选剂铝盐的投加量为50-200mg/L，浮选剂聚丙烯酰胺的投加量为1-3mg/L，浮选单元出水油含量低于20mg/L。
浮选后的出水进入电催化氧化单元的氧化反应器，控制直流电源的电压(3-15V)及反应电流密度(300-1000A/m2)，使污水中的目标污染物直接氧化降解和转化，出水的生物降解性能提高。该单元的反应停留时间为3-8h，氧化处理后的污水的pH值6-9，氨氮小于35mg/L，COD小于1000mg/L，油含量小于20mg/L，BOD5/COD大于0.25。
本发明的化学钝化含油污水的处理方法包括预处理(调节隔油)、浮选、电催化氧化的步骤。调节隔油具备离子度调节与除油的作用；浮选具备乳化油、悬浮物去除的作用；电催化氧化单元具备氨氮、COD消解及改善污水生化性能的作用。本发明的处理方法的工艺合理，针对性强，电催化氧化直接将电能转化为化学能。与常规的以投加氧化剂、除氨剂为主的药剂处理方法相比：
经济有效，只有少量的药剂加入，以电能作为主要的能耗，运行费用低、处理效果佳，更为绿色环保。化学钝化含油污水经过本发明的处理方法处理后，出水主要水质指标达到综合污水场进水要求：pH值为6-9，氨氮含量＜35mg/L，COD＜1000mg/L，油含量＜20mg/L，生化需氧量与化学需氧量的比值(BOD5/COD)＞0.25。
本发明的化学钝化含油污水的处理装置的配制紧凑，模块化，运行成本低、处理效果好。化学钝化含油污水经过本发明的处理装置处理后，出水主要水质指标达到综合污水场进水要求：pH值为6-9，氨氮含量＜35mg/L，COD＜1000mg/L，油含量＜20mg/L，生化需氧量与化学需氧量的比值(BOD5/COD)＞0.25。
附图说明
图1为本发明的实施例中的化学钝化含油污水的处理装置的结构示意图。
图2为本发明的实施例中的化学钝化含油污水的处理方法的工艺流程图。
主要附图符号说明
1、调节隔油单元；2、浮选单元；3、电催化氧化单元；4、调节剂投配设备；5、浮选剂投配设备。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。
实施例
本实施例首先提供了一种化学钝化含油污水的处理装置，其结构如图1所示，该处理装置依次相连的包括：预处理单元、浮选单元2、电催化氧化单元3；
其中，预处理单元包括调节隔油单元1，可以为调节隔油一体化设备，该设备的前端为混合调节区，后端为隔油区。
浮选单元2可以为浮选设备，该设备的前端为混合反应区，后端为气浮分离区。
该处理装置还包括药剂投配单元，用于配制、存储和投加药剂。其中，药剂投配单元包括调节剂投配设备4和浮选剂投配设备5。
其中，调节剂投配设备4与调节隔油单元1相连。浮选剂投配设备5与浮选单元2相连。
本实施例还提供了利用上述处理装置完成的对化学钝化含油污水的处理方法，工艺如图2所示，具体包括：
将处理装置的处理规模设计为2m3/h，污水进水水质指标：pH值为11，氨氮含量为410mg/L，COD为3800mg/L，油含量为90mg/L，悬浮物为800mg/L，BOD5/COD为0.15。
收集到储罐内的污水通过进水泵提升至调节隔油单元1的调节隔油一体化设备。调节采用水力混合调节，调节剂为硫酸(投加量为150mg/L)，混合调节时间为10min；隔油采用自动撇油的斜板隔油器，污水水力停留时间为1.5h。经该单元处理后，出水油含量降至35mg/L；回收的污油流入污油收集罐。
调节隔油单元的出水自流进入浮选单元2的浮选设备，污水在该单元的水力停留时间为40min。通过浮选剂投配设备5分别投加聚合氯化铝120mg/L、聚丙烯酰胺2mg/L，出水油含量为11mg/L；产生的浮渣收集后送入污泥处理系统。
浮选单元2的出水进入电催化氧化单元3的反应设备，控制直流电源的电压4-5V，控制电流密度700A/m2，污水反应停留时间6h。
该单元出水水质指标为：pH值6.8，氨氮含量为12mg/L，COD为820mg/L，悬浮物为36mg/L，油含量为8mg/L，BOD5/COD为0.27。

Claims (12)

1.一种化学钝化含油污水的处理方法，其特征在于，该处理方法包括以下步骤：
步骤一：对化学钝化含油污水进行预处理，使化学钝化含油污水中的油含量降至60mg/L以下；
步骤二：将经过预处理的出水进行浮选处理，使出水的油含量低于20mg/L，浮选处理采用的浮选剂为无机盐和聚丙烯酰胺类有机高分子化合物；无机盐的投加量为50mg/L-200mg/L；聚丙烯酰胺类有机高分子化合物的投加量为1mg/L-3mg/L；聚丙烯酰胺类有机高分子化合物包括分子量为700万-2400万的阴离子型聚丙烯酰胺或分子量为700万-1200万的阳离子型聚丙烯酰胺；
步骤三：将经过浮选处理的出水进行电催化氧化处理，电催化氧化处理的时间为3h-8h；电催化氧化处理的电压为3V-15V的直流电源，电催化氧化处理的电流密度为300A/m2-1000A/m2，完成对化学钝化含油污水的处理，处理后的化学钝化含油污水的pH值为6-9，氨氮含量＜35mg/L，COD＜1000mg/L，油含量＜20mg/L，生化需氧量与化学需氧量的比值＞0.25。
2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，在所述步骤一中，所述预处理包括调节处理和隔油处理的步骤。
3.根据权利要求2所述的处理方法，其特征在于，在所述步骤一中，所述调节处理的时间为5min-10min。
4.根据权利要求2所述的处理方法，其特征在于，在所述步骤一中，所述隔油处理的时间为60min-120min。
5.根据权利要求2所述的处理方法，其特征在于，调节处理采用的调节剂为酸或盐。
6.根据权利要求5所述的处理方法，其特征在于，采用的酸为盐酸或硫酸。
7.根据权利要求5所述的处理方法，其特征在于，采用的盐为硫酸钠、氯化钠、硫酸钾或氯化钾。
8.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述无机盐为铝盐，包括硫酸铝、氯化铝或聚合氯化铝。
9.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述浮选处理的处理时间为30min-60min。
10.根据权利要求1或9所述的处理方法，其特征在于，所述浮选处理包括絮凝处理和气浮处理。
11.根据权利要求10所述的处理方法，其特征在于，所述絮凝处理的时间为5min-20min。
12.根据权利要求10所述的处理方法，其特征在于，所述气浮处理的时间为25min-40min。
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