CN110885146A

CN110885146A - 一种循环水排污水处理装置及方法

Info

Publication number: CN110885146A
Application number: CN201911154736.3A
Authority: CN
Inventors: 贾秀芹; 王贵宾; 范艺; 何庆生; 马晋
Original assignee: Sinopec Engineering Group Co Ltd; Sinopec Nanjing Engineering Co Ltd
Current assignee: Sinopec Engineering Group Co Ltd; Sinopec Nanjing Engineering Co Ltd
Priority date: 2019-11-22
Filing date: 2019-11-22
Publication date: 2020-03-17

Abstract

本发明公开了一种循环水排污水处理装置及方法，循环水排污水处理装置包括PAC药剂罐、PAM药剂罐、一级微气泡固液分离罐、三相分离器和臭氧氧化塔，一级微气泡固液分离罐的进水口与待处理的废水管道连接，一级微气泡固液分离罐的顶部出口通过浮沫管道与三相分离器的入口连通，三相分离器上部具有浮渣出口，臭氧氧化塔内设有催化填料层，一级微气泡固液分离罐的出水口和三相分离器的出水口均与臭氧氧化塔的进水口连接。本发明采用微气泡高效固液分离法与臭氧高效催化氧化法结合，首先通过PAC药剂、PAM药剂使污水中产生絮凝，然后利用微气泡固液分离罐将产生的絮凝分离，实现TP、SS和部分COD的去除，最后利用臭氧氧化塔去除污水中的剩余COD。

Description

一种循环水排污水处理装置及方法

技术领域

本发明涉及废水处理技术领域，具体涉及一种循环水排污水处理装置及方法。

背景技术

循环水系统在循环过程中，由于温度、流速变化及工艺需要，导致水分不断蒸发，无机盐离子和有机物不断浓缩。为保证冷却水中含盐量、pH值、有机物浓度、悬浮物含量等控制在允许范围内，当循环水达到一定浓缩倍数时，必须排出一定体积的浓水并补充新鲜水，确保循环冷却水中各项水质指标控制在允许范围内。

随着我国环保要求日益严格，之前作为假定净水直排的循环水排污水，因不符合排放标准，对环境造成一定程度的污染，须治理达标后才能排放。当前循环水排污水主要存在两方面问题：一是循环水排污水若直接排放，存在总磷、COD、SS超标问题；二是循环水排污水水质污染物浓度低，含盐量高，不少企业将之并入全厂污水处理系统，但该方式普遍存在流程长，运行费用高的缺点，成为很多企业一项沉重负担。

目前关于循环水排污水处理方法多集中在回用方面，具体包括原水经预处理，采用膜处理方法后出水回用，如公告号为CN204111459、名称为“一种电厂循环水排污水回用处理系统”，公告号为CN101172724A、名称为“一种工业循环水排污水的处理方法”，以及公告号为CN102050533A名称为“一种循环水排污水处理和回用的方法”的专利文件，均是采用膜法处理污水。但是由于循环水排污水含盐量高并含有COD（化学需氧量）、SS（悬浮物）、TP（总磷）等污染因子，采用膜法处理极易造成膜系统结垢污堵，导致运行周期短，反洗频繁，无法达到预期运行工况、回收率及处理效果，而且回用系统前期投资与运行维护需要费用高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种采用微气泡高效固液分离法与臭氧高效催化氧化方法结合的去循环水排污水中COD、TP及SS等污染物的循环水排污水处理装置及方法，用以解决现有技术采用膜法处理循环水排污水容易发生膜系统结垢污堵的技术问题。

本发明的循环水排污水处理装置采用如下技术方案：一种循环水排污水处理装置，包括PAC药剂罐、PAM药剂罐、一级微气泡固液分离罐、三相分离器和臭氧氧化塔，一级微气泡固液分离罐的进水口与待处理的废水管道连接，废水管道上设有一级溶气泵，一级溶气泵之前的废水管道上连接有与PAC药剂罐连通的PAC管道，一级溶气泵之后的废水管道上连接有与PAM药剂罐连通的PAM管道，PAC管道和PAM管道上分别设有PAC加药泵和PAM加药泵，外界压缩空气通过压缩空气管道通入PAC管道和一级溶气泵之间的废水管道中，一级微气泡固液分离罐的顶部出口通过浮沫管道与三相分离器的入口连通，三相分离器上部具有浮渣出口，臭氧氧化塔内设有催化填料层，臭氧氧化塔上位于催化填料层的下方设有臭氧入口和进水口，臭氧氧化塔上位于催化填料层的上部设有达标水出口和尾气出口，界区臭氧通过臭氧管道通入臭氧入口，一级微气泡固液分离罐的出水口和三相分离器的出水口均通过废水中间管道与臭氧氧化塔的进水口连接，所述废水中间管道靠近臭氧氧化塔进水口的位置设有臭氧溶气泵，臭氧管道上连接有向臭氧溶气泵之前的废水中间管道内通入臭氧的臭氧支管，尾气出口上连接有通入到臭氧溶气泵的尾气循环管道。

优选的，所述一级微气泡固液分离罐的出水口上还连接有二级微气泡固液分离罐，一级微气泡固液分离罐的出水口和二级微气泡固液分离罐的进水口通过二级管道连接在一起，二级管道上设有二级溶气泵，二级微气泡固液分离罐的出水口也通过废水中间管道与臭氧氧化塔的进水口连接，二级微气泡固液分离罐的顶部出口也通过浮沫管道与三相分离器的入口连通。

优选的，所述二级管道上设有二级进水泵，所述压缩空气管道上并联有二级空气支管，二级空气支管连接到二级进水泵之前的二级管道中。

优选的，所述一级、二级微气泡固液分离罐的出水口上分别连接有向罐内回水的一级、二级循环管道，一级、二级循环管道上分别设有一级、二级循环泵。

优选的，所述三相分离器的出水口上连接有向三相分离器内回水的三相循环管道，三相循环管道上设有三相分离循环泵。

优选的，所述压缩空气管道上并联有通入到PAM药剂罐中的PAM空气支管，所述PAC药剂罐和PAM药剂罐内均设有曝气搅拌装置。

优选的，所述臭氧氧化塔上的进水口有两个，一个设置在臭氧氧化塔底部，另一个设置在臭氧氧化塔上和臭氧入口相对的一侧上。

本发明的循环水排污水处理方法采用如下技术方案：一种循环水排污水处理方法，其包括以下步骤：

（1）未达标循环水排污水经一级溶气泵提升，将PAC药剂通过PAC加药装置投加至一级溶气泵前的入口管道，PAC药剂与污水发生混凝反应；将压缩空气通入一级溶气泵前的污水管道中，压缩空气经一级溶气泵形成高度分散的微小气泡，微小气泡作为载体将污水中的污染物质粘附其上；将PAM药剂通过PAM加药装置投加在一级溶气泵出口后的废水管道中，对污水中TP、SS及部分COD污染物质进行絮凝，污水、PAC药剂、PAM药剂和微气泡的絮凝混合液进入一级微气泡固液分离罐；

（2）在一级微气泡固液分离罐中，粘附着絮体的微气泡通过浮力作用不断上升，在上层形成浮渣，浮渣去往三相分离器，处理后出水从一级微气泡固液分离罐底部排出，若一级微气泡固液分离罐出水的TP含量达标，则去往臭氧溶气泵入口管道，若不达标，则进入二级溶气泵及二级微气泡固液分离罐进行强化处理和固液分离；

（3）一级和二级微气泡固液分离罐处理后的出水经臭氧溶气泵提升至臭氧氧化塔，将外界臭氧通入到臭氧氧化塔和臭氧溶气泵前的管道内，臭氧氧化塔中装有催化剂填料，废水中的COD在臭氧氧化塔中催化氧化分解，达标废水由达标水出口排放，未反应的臭氧由臭氧氧化塔塔顶部的尾气出口排出，经尾气循环管道输送至臭氧溶气泵前端循环利用。

优选的，步骤（2）中，一级微气泡固液分离罐底部的出水通过一级溶气泵和一级废水循环管道回流至一级微气泡固液分离罐中部；二级微气泡固液分离罐底部的出水通过二级溶气泵和二级废水循环管道回流至二级微气泡固液分离罐中部；三相分离器的出水经过三相循环管道回流至三相分离器的罐体中部。

优选的，步骤（1）中，投加的PAC药剂质量浓度为10%，投加的PAM药剂质量浓度为0.1%。

本发明的有益效果是：本发明是采用微气泡高效固液分离法与臭氧高效催化氧化法结合，首先通过PAC药剂、PAM药剂使污水中产生絮凝，然后利用微气泡固液分离罐将产生的絮凝分离，实现TP、SS和部分COD的去除，最后利用臭氧氧化塔去除污水中的剩余COD。由于絮凝法是化学除磷的关键方法之一，通过投加铁盐、亚铁盐、铝盐等并将其分散于水体发生水解及聚合反应，生成磷酸盐多羟基络合物，具有反应时间短，处理效果好，操作可控程度高等优点。而臭氧催化氧化法则是通过加入催化剂使臭氧在反应过程中产生大量羟基自由基，且反应在常温常压下发生，能有效降低废水中COD，清洁无二次污染。因此本发明能实现去除循环水排污水中的COD、TP及SS等污染物，用较短工艺流程和停留时间实现水质的达标排放，处理后的污水中COD≤50mg/L，TP≤0.5mg/L。

本发明具有以下优点：（1）本发明针对循环水排污水的水质特点，将循环水排污水单独作为处理对象，缩短处理工艺流程。（2）本发明采用微气泡高效固液分离与臭氧催化氧化法相结合，有效去除TP,SS和COD。（3）本发明工艺流程和停留时间短，易实现循环水排污水处理的装置化、集成化和自动化。（4）本发明循环水排污水处理装置的各设备均为密闭形式，有良好的操作环境。

附图说明

图1是本发明循环水排污水处理装置的系统图。

图中，1-PAC药剂罐，1.1-PAC加药泵，2-PAM药剂罐，2.1-PAM加药泵，3-一级微气泡固液分离罐，3.1-一级溶气提升泵，3.2-一级循环泵，4-二级微气泡固液分离罐，4.1-二级溶气提升泵，4.2-二级循环泵，5-三相分离器，5.1-三相分离循环泵，6-臭氧氧化塔，6.1-催化填料层，6.2-臭氧溶气泵，7-曝气搅拌装置。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

本发明循环水排污水处理装置的一种实施例的系统图如图1所示，本实施例的循环水排污水处理装置，包括PAC（聚合氯化铝）药剂罐1、PAM（聚丙烯酰胺）药剂罐2、一级微气泡固液分离罐3、三相分离器5和臭氧氧化塔6，一级微气泡固液分离罐3的进水口与待处理的废水管道连接，废水管道上设有一级溶气泵3.1，一级溶气泵3.1之前的废水管道上连接有与PAC药剂罐1连通的PAC管道，一级溶气泵3.2之后的废水管道上连接有与PAM药剂罐2连通的PAM管道，PAC管道和PAM管道上分别设有PAC加药泵1.1和PAM加药泵2.1，外界压缩空气通过压缩空气管道通入PAC管道和一级溶气泵3.1之间的废水管道中，一级微气泡固液分离罐3的顶部出口通过浮沫管道与三相分离器9的入口连通，三相分离器9上部具有浮渣出口，臭氧氧化塔6内设有催化填料层，臭氧氧化塔6上位于催化填料层6.1的下方设有臭氧入口和进水口，臭氧氧化塔6上位于催化填料层6.1的上部设有达标水出口和尾气出口，所述臭氧氧化塔6上的进水口有两个，一个设置在臭氧氧化塔6底部，另一个设置在臭氧氧化塔6上和臭氧入口相对的一侧上。界区臭氧（来自臭氧发生装置）通过臭氧管道通入臭氧入口，一级微气泡固液分离罐3的出水口和三相分离器5的出水口均通过废水中间管道与臭氧氧化塔6的进水口连接，所述废水中间管道靠近臭氧氧化塔6.1进水口的位置设有臭氧溶气泵6.2，臭氧管道上连接有向臭氧溶气泵6.2之前的废水中间管道内通入臭氧的臭氧支管，尾气出口上连接有通入到臭氧溶气泵的尾气循环管道。

PAC药剂罐1和PAM药剂罐2内均设有曝气搅拌装置7，所述压缩空气管道上并联有通入到PAM药剂罐中的PAM空气支管。

本实施例中，一级微气泡固液分离罐3的出水口上还连接有二级微气泡固液分离罐4，一级微气泡固液分离罐3的出水口和二级微气泡固液分离罐4的进水口通过二级管道连接在一起，二级管道上设有二级溶气泵4.1，二级微气泡固液分离罐4的出水口也通过废水中间管道与臭氧氧化塔6的进水口连接，二级微气泡固液分离罐4的顶部出口也通过浮沫管道与三相分离器5的入口连通。

所述二级管道上设有二级进水泵4.2，所述压缩空气管道上并联有二级空气支管，二级空气支管连接到二级进水泵4.2之前的二级管道中。所述一级、二级微气泡固液分离罐3、4的出水口上分别连接有向罐内回水的一级、二级循环管道，一级、二级循环管道上分别设有一级、二级循环泵3.2、4.2。所述三相分离器5的出水口上连接有向三相分离器5内回水的三相循环管道，三相循环管道上设有三相分离循环泵5.1。

本实施例的循环水排污水处理装置运行时，厂区压缩空气分别输送至PAC药剂罐、PAM药剂罐的曝气搅拌装置，以及一级、二级溶气泵的入口。臭氧发生装置产生的臭氧通入到臭氧氧化塔底部的进气口和臭氧溶气泵中。PAC药剂罐中的PAC溶液经PAC加药泵）投加至一级溶气提升泵前的废水管道中， PAM药剂罐中的PAM溶液经PAM加药泵投加至一级溶气提升泵后和一级微气泡固液分离罐进水口前的废水管道中。在一级微气泡固液分离罐中，粘附着絮体的微气泡通过浮力作用不断上升，在上层形成浮渣，浮渣去往三相分离器，处理后出水从一级微气泡固液分离罐底部排出，若一级微气泡固液分离罐出水的TP含量达标，则去往臭氧溶气泵入口管道，若不达标，则进入二级溶气泵及二级微气泡固液分离罐进行强化处理和固液分离。经三相分离器分离的浮渣由三相分离器上部浮渣出口排出，再经管道连接至浮渣井，实现TP、SS和部分COD的去除。污水由一级微气泡固液分离罐、二级微气泡固液分离罐以及三相分离器底部出口排出，经臭氧溶气泵进入臭氧氧化塔中，污水中COD与臭氧发生催化反应，实现COD的去除。

一种具体应用实例如下：未达标的循环水排污水（主要污染物为TP、SS、COD）经一级溶气泵进入一级微气泡固液分离罐，本实施例中设计水量为2m³/h，一级溶气提升泵的流量2m³/h，扬程H=10m。臭氧氧化塔φ600mm×2680mm（直边），上部设有高500mm催化剂填料层，下部设有φ300mm×1200mm中心导流筒。当原水COD和TP分别为111mg/L和3.56mg/L时，10%浓度的PAC投加量为125mg/L，0.1%浓度的PAM投加量1.25mg/L时，COD和TP去除率分别为28.8%和87.1%，出水TP达标。

本发明循环水排污水处理方法的具体实施例，其包括以下步骤：

（1）未达标循环水排污水经一级溶气泵提升，将PAC药剂通过PAC加药装置投加至一级溶气泵前的入口管道，投加的PAC药剂质量浓度为10%，PAC药剂与污水发生混凝反应；将压缩空气通入一级溶气泵前的污水管道中，压缩空气经一级溶气泵形成高度分散的微小气泡，微小气泡作为载体将污水中的污染物质粘附其上；将PAM药剂通过PAM加药装置投加在一级溶气泵出口后的废水管道中，投加的PAM药剂质量浓度为0.1%，对污水中TP、SS及部分COD污染物质进行絮凝，污水、PAC药剂、PAM药剂和微气泡的絮凝混合液进入一级微气泡固液分离罐；

（2）在一级微气泡固液分离罐中，粘附着絮体的微气泡通过浮力作用不断上升，在上层形成浮渣，浮渣去往三相分离器，处理后出水从一级微气泡固液分离罐底部排出，若一级微气泡固液分离罐出水的TP含量达标，则去往臭氧溶气泵入口管道，若不达标，则进入二级溶气泵及二级微气泡固液分离罐进行强化处理和固液分离；本步骤中，一级微气泡固液分离罐底部的出水通过一级溶气泵和一级废水循环管道回流至一级微气泡固液分离罐中部；二级微气泡固液分离罐底部的出水通过二级溶气泵和二级废水循环管道回流至二级微气泡固液分离罐中部；三相分离器的出水经过三相循环管道回流至三相分离器的罐体中部。

本发明提供的循环水排污水处理工艺采用微气泡高效固液分离技术与臭氧催化氧化技术相结合，针对性去除废水中TP，COD及SS等不达标污染物，工艺流程短，停留时间短，设备占地面积小，臭氧密闭循环，无二次污染，处理后出水可达国家一级排放标准。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本领域的普通技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明的保护范围，凡采用等同替换等方式所获得的技术方案，均落于本发明的保护范围内。

本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

Claims

1.一种循环水排污水处理装置，包括PAC药剂罐和PAM药剂罐，其特征在于：所述循环水排污水处理装置还包括一级微气泡固液分离罐、三相分离器和臭氧氧化塔，一级微气泡固液分离罐的进水口与待处理的废水管道连接，废水管道上设有一级溶气泵，一级溶气泵之前的废水管道上连接有与PAC药剂罐连通的PAC管道，一级溶气泵之后的废水管道上连接有与PAM药剂罐连通的PAM管道，PAC管道和PAM管道上分别设有PAC加药泵和PAM加药泵，外界压缩空气通过压缩空气管道通入PAC管道和一级溶气泵之间的废水管道中，一级微气泡固液分离罐的顶部出口通过浮沫管道与三相分离器的入口连通，三相分离器上部具有浮渣出口，臭氧氧化塔内设有催化填料层，臭氧氧化塔上位于催化填料层的下方设有臭氧入口和进水口，臭氧氧化塔上位于催化填料层的上部设有达标水出口和尾气出口，界区臭氧通过臭氧管道通入臭氧入口，一级微气泡固液分离罐的出水口和三相分离器的出水口均通过废水中间管道与臭氧氧化塔的进水口连接，所述废水中间管道靠近臭氧氧化塔进水口的位置设有臭氧溶气泵，臭氧管道上连接有向臭氧溶气泵之前的废水中间管道内通入臭氧的臭氧支管，尾气出口上连接有通入到臭氧溶气泵的尾气循环管道。

2.根据权利要求1所述的循环水排污水处理装置，其特征在于：所述一级微气泡固液分离罐的出水口上还连接有二级微气泡固液分离罐，一级微气泡固液分离罐的出水口和二级微气泡固液分离罐的进水口通过二级管道连接在一起，二级管道上设有二级溶气泵，二级微气泡固液分离罐的出水口也通过废水中间管道与臭氧氧化塔的进水口连接，二级微气泡固液分离罐的顶部出口也通过浮沫管道与三相分离器的入口连通。

3.根据权利要求2所述的循环水排污水处理装置，其特征在于：所述二级管道上设有二级进水泵，所述压缩空气管道上并联有二级空气支管，二级空气支管连接到二级进水泵之前的二级管道中。

4.根据权利要求2所述的循环水排污水处理装置，其特征在于：所述一级、二级微气泡固液分离罐的出水口上分别连接有向罐内回水的一级、二级循环管道，一级、二级循环管道上分别设有一级、二级循环泵。

5.根据权利要求1所述的循环水排污水处理装置，其特征在于：所述三相分离器的出水口上连接有向三相分离器内回水的三相循环管道，三相循环管道上设有三相分离循环泵。

6.根据权利要求1所述的循环水排污水处理装置，其特征在于：所述压缩空气管道上并联有通入到PAM药剂罐中的PAM空气支管，所述PAC药剂罐和PAM药剂罐内均设有曝气搅拌装置。

7.根据权利要求1所述的循环水排污水处理装置，其特征在于：所述臭氧氧化塔上的进水口有两个，一个设置在臭氧氧化塔底部，另一个设置在臭氧氧化塔上和臭氧入口相对的一侧上。

8.一种循环水排污水处理方法，其特征在于，其包括以下步骤：

9.根据权利要求8所述的循环水排污水处理方法，其特征在于：步骤（2）中，一级微气泡固液分离罐底部的出水通过一级溶气泵和一级废水循环管道回流至一级微气泡固液分离罐中部；二级微气泡固液分离罐底部的出水通过二级溶气泵和二级废水循环管道回流至二级微气泡固液分离罐中部；三相分离器的出水经过三相循环管道回流至三相分离器的罐体中部。

10.根据权利要求8所述的循环水排污水处理方法，其特征在于：步骤（1）中，投加的PAC药剂质量浓度为10%，投加的PAM药剂质量浓度为0.1%。