CN110482752A - 高含盐炼油废水零排放处理系统及工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了高含盐炼油废水零排放处理系统及工艺，处理系统包括隔油混凝气浮系统、芬顿氧化系统、反渗透系统、污泥系统和光催化氧化及蒸发系统，还包括回用水箱和浓水水箱；废水经隔油混凝气浮系统处理后清液进入芬顿氧化系统，混凝气浮池和芬顿氧化系统所产浮渣污泥进入污泥系统，芬顿氧化系统上清液进入反渗透系统，反渗透系统浓水进入光催化氧化及蒸发系统。本发明具有较高的经济环境效益，能实现炼油污水含盐系列废水零排放，同时达到水回用、盐回收和污泥资源化利用的目的。

Description

高含盐炼油废水零排放处理系统及工艺
技术领域
本发明属于石化废水处理技术领域，特别涉及一种高含盐炼油废水零排放处理系统及工艺。
背景技术
炼油污水是由电脱盐、常减压和催化裂化等工艺产生的污水汇集而成，是一种集浮油、乳化油、溶解性有机物及盐于一体的多相体系，主要污染物包括石油类、化学需氧量(COD)、硫化物、挥发酚、悬浮物以及氨氮等。悬浮物及盐主要出自电脱盐工艺；油、硫化物和酚等与原油加工工艺有关；氨氮来自汽提工艺。
目前，大多数炼厂依据含盐量的高低，将炼油污水分为含油和含盐两个系列分质处理。由于含盐系列总溶解性固体(TDS)通常较高(≥1500mg/L)，当采取生化处理的方法(如纯氧曝气和曝气生物滤池等工艺)时，微生物难以驯化，并且当有高盐冲击时，生化系统极易崩溃，造成管理维护困难。除此外，含盐污水经处理后TDS并没有明显下降，排放进入水体，不但是资源浪费，而且会对水环境生态系统造成影响。
国内对炼油污水含盐系列的处理工艺的研究目前集中在物理化学方法的组合或培养新型的耐盐菌。但目前这些工艺大都停留在实验室的研究阶段，目前在工程上应用较少，尤其是在炼油污水含盐系列废水零排放工艺方面，仍是目前的技术难点。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明提供一种流程简单、处理高效，能同时去除废水COD和总溶解性固体的处理组合工艺，以克服现有技术中的缺陷，实现炼油污水含盐系列废水的零排放。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：高含盐炼油废水零排放处理系统，包括隔油混凝气浮系统、芬顿氧化系统、反渗透系统、污泥系统和光催化氧化及蒸发系统，还包括回用水箱和浓水水箱；隔油混凝气浮系统的出水口连接芬顿氧化系统，芬顿氧化系统的出水口连接反渗透系统，隔油混凝气浮系统的污泥出口和芬顿氧化系统的污泥出口均连接污泥系统，反渗透系统设有产水出口和浓水出口，浓水出口连接光催化氧化及蒸发系统，光催化氧化及蒸发系统设有水回收出口，水回收出口和产水出口均连接回用水箱。
进一步的，所述隔油混凝气浮系统设置有隔油罐和混凝气浮池，所述隔油罐采用罐中罐结构，集污水调节、均质和油水旋流作用于一体，在离心力的作用下油、水、油泥三相分离；所述的隔油罐设置有污油出口和油泥出口，油和油泥均可回收利用；所述隔油罐入口设置有污水流速调节阀和油量测定仪，污水调节阀可依据油量测定仪反馈的数值调节进水流量，在油浓度较高的情况下提高进水流量以增加流速，提高污油去除效率。
进一步的，所述隔油混凝气浮系统设置有自动向混凝气浮池投放混凝剂的混凝剂投放装置、自动向混凝气浮池投加碱料的氢氧化钠投加装置、自动向混凝气浮池投加助凝剂的助凝剂投加装置、自动向混凝气浮池释放空气的加压溶气泵；其中，所述混凝剂包括但不局限于聚合硫酸亚铁、聚合氯化铝、氯化铁、硫酸亚铁；所述助凝剂包括但不局限于聚丙烯酰胺。
进一步的，所述混凝气浮池入口和出口均设置有浊度计，pH计；所述的混凝剂投放装置、氢氧化钠投加装置和助凝剂投放装置均设有计量泵；所述的加压溶气泵设置有变频装置，混凝剂计量泵、氢氧化钠计量泵、助凝剂计量泵和加压溶气泵可依据浊度计和pH计反馈的数值调节各泵投加量或流量，以达到节省药剂、稳定出水的目的。
进一步的，所述的芬顿氧化系统设置有芬顿氧化池、自动向芬顿氧化池投加硫酸的硫酸投加装置、自动向芬顿氧化池投加芬顿氧化催化剂的硫酸亚铁投药装置、自动向芬顿氧化池投加芬顿试剂氧化剂的过氧化氢投加装置。
进一步的，所述的芬顿氧化池入口设置有在线COD测定仪，所述的硫酸亚铁投药装置和过氧化氢投加装置均设有计量泵；所述的硫酸亚铁计量泵和过氧化氢计量泵可依据在线COD测定仪反馈的数值调节投加量；所述的芬顿氧化池中填充有表面负载氧化还原介体(如蒽醌-2,6-磺酸钠)的二氧化硅颗粒，利用氧化还原介体提高电子转移效率，促进Fe3+到Fe2+的还原，增加或者维持系统内Fe2+，以减少Fe2+的投加量。
进一步的，所述反渗透系统依次设置有精密过滤器和碟管式反渗透模块。
进一步的，所述精密过滤器的过滤孔径为5-10μm。
进一步的，所述碟管式反渗透模块具有产水出口和浓水出口，产水出口的出水一部分连接精密过滤器，对精密过滤器进行反洗；一部分连接回用水水箱；浓水出口连接浓水水箱；浓水水箱连接光催化氧化及蒸发系统。
进一步的，所述污泥系统设有污泥池和压滤机，所述污泥池连接混凝气浮池和芬顿氧化池，混凝气浮池和芬顿氧化池底部污泥进入污泥池后由压滤机进行压滤；所述压滤机设有污泥出口和滤液出口；污泥出口的污泥进行混煤燃烧处理，为锅炉提供热量，实现资源化利用；滤液出口回流至芬顿氧化池。
进一步的，所述光催化氧化及蒸发系统依次设置有光催化氧化池和蒸发塘；所述光催化氧化池设置有投加氧化剂的氧化剂投加装置，所述氧化剂包括但不局限于过氧化氢、过硫酸钾；所述蒸发塘设置有盐回收出口和水回用出口，所述水回用出与回用水箱连接，回用至生产使用中。
进一步的，所述光催化氧化池为薄层池，池壁负载二氧化钛和三氧化钨复合催化剂；所述的光源为紫外光，同时利用日光作为补充；所述的光催化氧化池利用光源带来的能量催化氧化剩余COD；所述光催化氧化池入口设置有在线COD测定仪；所述氧化剂投加装置仅在光催化氧化池入口COD较高时(超过了光催化池的能力)投加。
本发明还公开一种高含盐炼油废水零排放处理工艺，包括以下步骤：
a.高含盐炼油废水进入隔油混凝气浮系统，先后经过隔油罐隔油处理、混凝气浮池气浮处理，混凝气浮池底部污泥排入污泥系统、上清液排至芬顿氧化系统；
b.废水进入芬顿氧化系统的芬顿氧化池，沉淀完全后上清液进入反渗透系统中，底部沉淀进入污泥系统中；
c.污泥系统中的含水污泥由压滤机进行压滤，污泥输出，进行混煤燃烧处理，为锅炉供热，实现资源化利用；滤液进入芬顿氧化系统中；
d.反渗透系统中，首先去除废水中悬浮固体，然后分离出干净的产水和浓水，其中产水一部分输出至生产回用、一部分对反渗透系统进行反冲洗，浓水输出至光催化氧化及蒸发系统；
e.浓水在光催化氧化及蒸发系统中进行深度处理，废水中盐分通过蒸发结晶回收，废水COD和BOD经处理达到回用标准。
进一步的，步骤a的气浮处理过程中，所述隔油罐入口设置有污水流速调节阀和油量测定仪，污水调节阀可依据油量测定仪反馈的数值调节进水流量，在油浓度较高的情况下提高进水流量以增加流速，提高污油去除效率。
进一步的，步骤a的气浮处理过程中，向混凝气浮池内投加混凝剂、助凝剂提高絮凝效果；投加碱料，使混凝气浮池的pH保持在7-9；混凝气浮池入口和出口均设置有浊度计、pH计；根据浊度计和pH计反馈的数值自动调节混凝剂、助凝剂和碱料的投加量或流量，节省药剂、稳定出水。
进一步的，步骤b中，利用硫酸投加装置向芬顿氧化池内投加硫酸以使芬顿氧化池pH保持在2.8-3.5，分别利用硫酸亚铁投药装置和过氧化氢投加装置投加芬顿氧化催化剂硫酸亚铁和芬顿试剂氧化剂过氧化氢，工艺停留时间为30-60min；反应后投加氢氧化钠，使芬顿氧化池的pH为10-12；沉淀完全后上清液进入反渗透系统中，底部沉淀进入污泥系统中。
进一步的，步骤b中，在所述的芬顿氧化池入口设置在线COD测定仪，所述的硫酸亚铁投药装置和过氧化氢投加装置均设有计量泵；所述的硫酸亚铁计量泵和过氧化氢计量泵可依据在线COD测定仪反馈的数值调节投加量；所述的芬顿氧化池中填充有表面负载氧化还原介体(如蒽醌-2,6-磺酸钠)的二氧化硅颗粒，利用氧化还原介体提高电子转移效率，促进Fe3+到Fe2+的还原，增加或者维持系统内Fe2+，以减少Fe2+的投加量。
进一步的，步骤e中，光催化氧化及蒸发系统依次设置有光催化氧化池和蒸发塘，通过氧化剂投加装置向光催化氧化池中投加氧化剂，浓水在光催化氧化池中进行深度氧化，所述光催化氧化池为薄层池，池壁负载二氧化钛和三氧化钨复合催化剂；光源为紫外光，同时利用日光作为补充；光催化氧化池利用光源带来的能量催化氧化剩余COD；所述光催化氧化池入口设置有在线COD测定仪；所述氧化剂投加装置仅在光催化氧化池入口COD较高时(超过了光催化池的能力)投加。
与现有技术相比，本发明优点在于：废水经隔油混凝气浮系统处理后上清液进入芬顿氧化系统；隔油混凝气浮系统和芬顿氧化系统所产污泥进入污泥系统，芬顿氧化系统上清液进入反渗透系统，反渗透系统浓水进入光催化氧化及蒸发系统；本发明具有较高的经济环境效益，能实现炼油污水含盐系列废水零排放，同时达到水回用、盐回收和污泥资源化利用的目的，同时最大程度上减少药剂投加。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
图中：混凝系统1、隔油罐11、污油出口111、油泥出口112、混凝气浮池12、混凝剂投加装置121、氢氧化钠投加装置122、助凝剂投加装置123、加压溶气泵124、芬顿氧化系统2、芬顿氧化池21、硫酸投加装置211、硫酸亚铁投加装置212、过氧化氢投加装置213、反渗透系统3、精密过滤器31、碟管式反渗透模块32、产水出口321、浓水出口322、回用水箱3211、浓水水箱3221、污泥系统4、污泥池41、压滤机42、污泥出口421、滤液出口422、光催化氧化及蒸发系统5、光催化氧化池51、氧化剂投加装置511、蒸发塘52、盐回收出口521、水回用出口522。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的说明。
炼油污水含盐系列废水的处理首先要对废水进行预处理，以使水质达到反渗透进水要求；而反渗透系统产生的浓水因COD及盐度高、处理难度大，需采用高级氧化与蒸发的组合技术进行深度处理；此外，还需解决工艺系统的污泥问题，在污泥处理的众多方法中，焚烧法越来越显示出其“减量化、无害化、资源化”的独特优势，已成为了一种重要的处理方式而日益受到重视。
因此，本发明提供了高含盐炼油废水零排放处理系统及工艺，处理系统包括隔油混凝气浮系统1、芬顿氧化系统2、反渗透系统3、污泥系统4和光催化氧化及蒸发系统5，还包括回用水箱3211和浓水水箱3221。
隔油混凝气浮系统1设置有隔油罐11和混凝气浮池12，隔油罐11设置有污油出口111和油泥出口112，油和油泥均可回收利用；隔油罐11入口设置有污水流速调节阀和油量测定仪，污水调节阀可依据油量测定仪反馈的数值调节进水流量，在油浓度较高的情况下提高进水流量以增加流速，提高污油去除效率。隔油混凝气浮系统1设置有混凝剂投放装置121、氢氧化钠投加装置122、助凝剂投加装置123、加压溶气泵124；混凝气浮池12入口和出口均设置有浊度计，pH计；混凝剂投放装置121、氢氧化钠投加装置122和助凝剂投放装置123均设有计量泵；加压溶气泵124设置有变频装置，混凝剂计量泵、氢氧化钠计量泵、助凝剂计量泵和加压溶气泵可依据浊度计和pH计反馈的数值调节各泵投加量或流量，以达到节省药剂、稳定出水的目的。
芬顿氧化系统2设置有芬顿氧化池21、硫酸投加装置211、硫酸亚铁投药装置212、过氧化氢投加装置213，芬顿氧化池21入口设置有在线COD测定仪，硫酸亚铁投药装置212和过氧化氢投加装置213均设有计量泵，硫酸亚铁计量泵和过氧化氢计量泵可依据在线COD测定仪反馈的数值调节投加量。
反渗透系统3依次设置有精密过滤器31和碟管式反渗透模块32，碟管式反渗透模块32具有产水出口321和浓水出口322，产水出口321的出水一部分连接精密过滤器31，对精密过滤器31进行反洗；一部分连接回用水水箱3211；浓水出口322连接浓水水箱3221；浓水水箱3221连接光催化氧化及蒸发系统5。
污泥系统4设有污泥池41和压滤机42，污泥池41连接混凝气浮池12和芬顿氧化池21，混凝气浮池12和芬顿氧化池21底部污泥进入污泥池41后由压滤机42进行压滤；压滤机42设有污泥出口421和滤液出口422；污泥出口421的污泥进行混煤燃烧处理，为锅炉提供热量，实现资源化利用；滤液出口422回流至芬顿氧化池21。
光催化氧化及蒸发系统5依次设置有光催化氧化池51和蒸发塘52，光催化氧化池51设置有投加氧化剂的氧化剂投加装置511，蒸发塘52设置有盐回收出口521和水回用出口522，水回用出522与回用水箱3211连接，回用至生产使用中。
本发明的高含盐炼油废水零排放处理工艺是一种组合式工艺。
本实施例以含油量为200-280mg/L、CODCr为1000-1400mg/L、TDS为2400mg/L的含盐废水为例，包括以下处理步骤：
废水首先进入隔油罐11，隔油罐11入口设置有污水流速调节阀和油量测定仪，污水调节阀可依据油量测定仪反馈的数值调节进水流量，在油浓度较高的情况下提高进水流量以增加流速，提高污油去除效率；经过隔油罐处理的废水进入混凝气浮池12后，由氢氧化钠投加装置122投加氢氧化钠，使混凝气浮池的pH为7-9；由混凝剂投加装置122投加0.5-4g/L的聚合硫酸铁；由助凝剂123投加装置投加5-15mg/L阳离子型聚丙烯酰胺；由加压溶气泵124向混凝气浮池释放溶气；按照设定的混凝气浮程序进行混凝气浮；其中，混凝剂、氢氧化钠、助凝剂的投加量根据混凝气浮池入口的浊度和pH自动调节，以节省药剂。混凝气浮流程完成后上清液进入芬顿氧化池21中，浮渣进入污泥池41中。
芬顿氧化池21由硫酸投加装置211投加硫酸，使芬顿氧化池的pH为2.8-3.5，由硫酸亚铁投加装置212投加8-14g/L七水合硫酸亚铁，由过氧化氢投加装置213投加18-24g/L过氧化氢，工艺停留时间为30-60min。反应后由氢氧化钠投加装置122投加氢氧化钠，使芬顿氧化池的pH为10-12。其中，芬顿氧化池21入口设置有在线COD测定仪，硫酸亚铁投药装置212和过氧化氢投加装置213均设有计量泵；硫酸亚铁计量泵和过氧化氢计量泵可依据在线COD测定仪反馈的数值调节投加量，节省药剂；同时，芬顿氧化池21中填充有表面负载氧化还原介体(如蒽醌-2,6-磺酸钠)的二氧化硅颗粒，利用氧化还原介体提高电子转移效率，促进Fe3+到Fe2+的还原，增加或者维持系统内Fe2+，以减少Fe2+的投加量。沉淀完全后上清液进入反渗透系统3中，底部沉淀进入污泥池41中。
污泥池4中的含水污泥由压滤机42进行压滤，污泥由污泥出口421输出，进行混煤燃烧处理，为锅炉供热，实现资源化利用；滤液由滤液出口422输出，进入芬顿氧化池21中。
经混凝、芬顿氧化预处理的废水在反渗透系统3中，首先进入精密过滤器31中，去除废水中悬浮固体。然后进入碟管式反渗透模块32，分离出干净的渗透液(即产水)和高度浓缩的截留物(即浓水)，其中产水经产水出口321输出，浓水由浓水出口322输出。
产水出口321一部分与精密过滤器31连接，对精密过滤器31进行反冲洗；一部分与回用水箱3211连接，经由回用装置或管道回用至生产使用中。
浓水出口322与浓水水箱3221连接，浓水水箱3221与光催化氧化池51连接，光催化氧化氧化池51由氧化剂投加装置511投加10g/L过氧化氢，浓水在光催化氧化池51中进行深度氧化，光催化氧化池51池壁负载二氧化钛和三氧化钨复合催化剂，光源为紫外光，同时利用日光作为补充；光催化氧化池51入口设置有在线COD测定仪实时监测光催化氧化池51入口COD，仅在光催化氧化池入口COD较高时投加氧化剂；经过光催化氧化池51的处理，废水COD和BOD经处理达到回用标准。
光催化氧化池51与蒸发塘52连接，废水中盐分通过蒸发结晶回收，废水达到回用标准。
本实施例中，各工艺处理效果如表1所示。
表1
当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不限于上述举例，本技术领域的普通技术人员，在本发明的实质范围内，做出的变化、改型、添加或替换，都应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.高含盐炼油废水零排放处理系统，其特征在于：包括隔油混凝气浮系统（1）、芬顿氧化系统（2）、反渗透系统（3）、污泥系统（4）和光催化氧化及蒸发系统（5），还包括回用水箱（3211）和浓水水箱（3221）；隔油混凝气浮系统（1）的出水口连接芬顿氧化系统（2），芬顿氧化系统（2）的出水口连接反渗透系统（3），隔油混凝气浮系统（1）的污泥出口和芬顿氧化系统（2）的污泥出口均连接污泥系统（4），反渗透系统（3）设有产水出口（321）和浓水出口（322），浓水出口（322）连接光催化氧化及蒸发系统（5），光催化氧化及蒸发系统（5）设有水回用出口（522），水回用出口（522）和产水出口（321）均连接回用水箱（3211）。
2.根据权利要求1所述的高含盐炼油废水零排放处理系统，其特征在于：所述隔油混凝气浮系统（1）设置有隔油罐（11）和混凝气浮池（12），所述隔油罐（11）采用罐中罐结构，在离心力的作用下油、水、油泥三相分离；所述隔油混凝气浮系统（1）设置有自动向混凝气浮池（12）投放混凝剂的混凝剂投放装置（121）、自动向混凝气浮池（12）投加碱料的氢氧化钠投加装置（122）、自动向混凝气浮池（12）投加助凝剂的助凝剂投加装置（123）、自动向混凝气浮池（12）释放空气的加压溶气泵（124）。
3.根据权利要求2所述的高含盐炼油废水零排放处理系统，其特征在于：所述的芬顿氧化系统（2）设置有芬顿氧化池（21）、自动向芬顿氧化池（21）投加硫酸的硫酸投加装置（211）、自动向芬顿氧化池（21）投加芬顿氧化催化剂的硫酸亚铁投药装置（212）、自动向芬顿氧化池（21）投加芬顿试剂氧化剂的过氧化氢投加装置（213）。
4.根据权利要求1所述的高含盐炼油废水零排放处理系统，其特征在于：所述反渗透系统（3）依次设置有精密过滤器（31）和碟管式反渗透模块（32）。
5.根据权利要求3所述的高含盐炼油废水零排放处理系统，其特征在于：所述污泥系统（4）设有污泥池（41）和压滤机（42），所述污泥池（41）连接混凝气浮池（12）和芬顿氧化池（21），混凝气浮池（12）和芬顿氧化池（21）底部污泥进入污泥池（41）后由压滤机（42）进行压滤；所述压滤机（42）设有污泥出口（421）和滤液出口（422）；滤液出口（422）回流至芬顿氧化池（21）。
6.根据权利要求4所述的高含盐炼油废水零排放处理系统，其特征在于：所述碟管式反渗透模块（32）具有产水出口（321）和浓水出口（322），产水出口（321）的出水一部分连接精密过滤器（31），对精密过滤器（31）进行反洗；一部分连接回用水水箱（3211）；浓水出口（322）连接浓水水箱（3221）；浓水水箱（3221）连接光催化氧化及蒸发系统（5）。
7.根据权利要求1所述的高含盐炼油废水零排放处理系统，其特征在于：所述光催化氧化及蒸发系统（5）依次设置有光催化氧化池（51）和蒸发塘（52）；所述蒸发塘（52）设置有盐回收出口（521）和水回用出口（522），所述水回用出（522）与回用水箱（3211）连接。
8.高含盐炼油废水零排放处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：
a．高含盐炼油废水进入隔油混凝气浮系统，先后经过隔油罐隔油处理、混凝气浮池气浮处理，混凝气浮池底部污泥排入污泥系统、上清液排至芬顿氧化系统；
b. 废水进入芬顿氧化系统的芬顿氧化池，沉淀完全后上清液进入反渗透系统中，底部沉淀进入污泥系统中；
c. 污泥系统中的含水污泥由压滤机进行压滤，污泥输出，进行混煤燃烧处理，为锅炉供热，实现资源化利用；滤液进入芬顿氧化系统中；
d. 反渗透系统中，首先去除废水中悬浮固体，然后分离出干净的产水和浓水，其中产水一部分输出至生产回用、一部分对反渗透系统进行反冲洗，浓水输出至光催化氧化及蒸发系统；
e. 浓水在光催化氧化及蒸发系统中进行深度处理，废水中盐分通过蒸发结晶回收，废水COD和BOD经处理达到回用标准。
9.根据权利要求8所述的高含盐炼油废水零排放处理工艺，其特征在于：步骤a的气浮处理过程中，向混凝气浮池内投加混凝剂、助凝剂提高絮凝效果；投加碱料，使混凝气浮池的pH保持在7-9；混凝气浮池入口和出口均设置有浊度计、pH计；根据浊度计和pH计反馈的数值自动调节混凝剂、助凝剂和碱料的投加量或流量，节省药剂、稳定出水。
10.根据权利要求8所述的高含盐炼油废水零排放处理工艺，其特征在于：步骤b中，向芬顿氧化池内投加硫酸以使芬顿氧化池pH保持在2.8-3.5，投加芬顿氧化催化剂硫酸亚铁和芬顿试剂氧化剂过氧化氢，工艺停留时间为30-60 min；反应后投加氢氧化钠，使芬顿氧化池的pH为10-12；沉淀完全后上清液进入反渗透系统中，底部沉淀进入污泥系统中。
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