CN111762965A - 一种石油化工废水深度处理回收利用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及废水处理技术领域，具体为一种石油化工废水深度处理回收利用方法。包括以下步骤：步骤1，收集二级排放水，在均质池中进行水质调节，所述均质池采用回流式均质池；步骤2，使用连续砂过滤装置进行连续砂过滤处理；步骤3，将连续砂过滤所得处理水进行臭氧氧化；步骤4，将氧化后的废水导入曝气生物滤池中，曝气生物滤池中设有滤料层，滤料层下部设有供氧的曝气系统进行曝气；步骤5，向废水中加入适量的混凝剂，混凝反应后，将废水进行纤维束过滤；步骤6，将过滤所得水使用催化剂催化；步骤7，分别经超滤设备和反渗透设备过滤，产生的清水作为回用水。通过臭氧氧化、曝气生物滤池和双膜过滤等不同工艺间的协同作用进行深度处理，能够去除废水中难降解污染物，满足较高的水质要求，从而回用于工艺用水、循环冷却水补充、锅炉用水等生产用水。

Description

一种石油化工废水深度处理回收利用方法
技术领域
本发明涉及石化废水处理技术领域，具体为一种石油化工废水深度处理回收利用方法。
背景技术
随着现代化发展越来越快，人类生活自动化越发普及，生活水平迅速提高，对能源尤其是石油的需求急剧增加，但是随之而来的一个严重问题是，在提炼石油的过程中所产生的石化废水也逐渐增多，如何对排放的石油化工废水进行深度处理使其对人类和生态环境的危害降低，并且实现再生资源化，已经成为一个重要议题。
石油化工生产区的废水主要来自炼油、化肥、化纤、热电厂等生产厂，包括生产废水、生活污水及部分雨水，这种废水具有较高的有机物浓度和氨氮浓度，且含有大量的芳香族类难降解有机物和有毒有害物质；目前，针对石油化工废水的处理技术主要有：物化法，如隔油处理、气浮处理、吸附处理、膜分离技术等；化学法，如絮凝处理、高级氧化处理等；生化法，如厌氧处理、好氧处理，或者将厌氧和好氧有效结合的组合工艺处理；但随着石化废水排放量的增加，水质的不断恶化，以及国家对污水排放标准越来越高，由于二级出水中有的污染物含量仍然很高、成分也比较复杂，因此在深度处理的过程中，无论是单独物化法，还是单独生物法都很难使出水达标，一般单独工艺受冲击负荷能力差，有时为了使出水水质提高，成本甚至会增加几倍。
常用水质检测项目包括化学需氧量（COD）、氨氮含量（NH3-N）、总磷量（TP）、生化需氧量（BOD）、悬浮物（SS），废水处理技术的方向就是如何经济的高效降低上述检测项的检测值。
发明内容
本发明提供了一种石油化工废水深度处理回收利用方法，实现了石油化工废水中难降解污染物的有效去除，满足整个工艺出水水质长期达标排放的要求。
具体技术方案如下：石油化工废水深度处理回收利用方法，包括以下步骤：
步骤1，收集二级排放水，在均质池中进行水质调节，所述均质池采用回流式均质池；
步骤2，使用连续砂过滤装置进行连续砂过滤处理；
步骤3，将连续砂过滤所得处理水进行臭氧氧化；
步骤4，将废水导入曝气生物滤池中，曝气生物滤池中设有滤料层，滤料层下部设有供氧的曝气系统进行曝气；
步骤5，向废水中加入适量的混凝剂，混凝反应后，将废水进行纤维束过滤；
步骤6，将过滤所得水使用催化剂催化；
步骤7，分别经超滤设备和反渗透设备过滤，产生的清水作为回用水。
作为本发明的一种优选技术方案，所述连续砂过滤采用以锰砂与天然石英砂以0.05-0.1的质量比混合为滤料的混凝土结构过滤。
作为本发明的一种优选技术方案，所述混凝剂采用聚合氯化铝，按每吨废水0.5kg聚合氯化铝进行投放。
作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤1和步骤2之间设有絮凝气浮工艺，废水按60 mg/L添加絮凝剂硫酸铝（PAC）、按4mg/L添加助凝剂聚丙烯酰胺（PAM）后，采用压力溶气气浮工艺，在输送泵后端注入空气后进入气浮池，在气浮池上方使用刮渣机将废水表面浮渣刮出，通过溢流堰导出处理水。
作为本发明的一种优选技术方案，所述曝气生物滤池采用DN反硝化生物池、CN曝气生物滤池串联，在CN曝气生物滤池前向废水中投放35%氯化铁溶液，控制氯化铁浓度为25mg/L，滤料层由曝气生物滤池中填充无机陶制球型多孔生物滤料形成，曝气生物滤池中的曝气方向与废水流向反向。
作为本发明的一种优选技术方案，所述曝气生物滤池中采用气水联合反冲，反冲洗时关闭进水和工艺空气，先单独气冲，然后气水联合冲洗，最后进行水漂洗。
作为本发明的一种优选技术方案，所述曝气生物滤池中曝气量与废水量控制为4:1。
作为本发明的一种优选技术方案，所述催化剂采用负载在活性炭上的MnO2-Fe2O3复合金属氧化物催化剂。
本发明的有益效果：均质池采用回流式均质池，可优化废水的均质效果；连续砂过滤滤料采用天然石英砂与锰砂的混合滤料，可在截流水中大分子固体颗粒和胶体的同时有效去除铁离子；将在废水生物处理前进行臭氧的预氧化，可将水中的残留有机物彻底氧化为水和二氧化碳，提高废水中COD去除率并降低UV254和水中色度，同时提高废水的可生化性，为下一步的生物处理提供保证；通过臭氧氧化预处理和曝气生物滤池的组合工艺，大大提高了废水深度处理效率；混凝反应可以使曝气生物滤池出水中的悬浮物及部分胶体物质形成可滤性絮凝体，进一步去除SS，还可以在污水中的磷酸盐浓度超过排放标准时，产生化学絮体然后通过纤维束过滤，使这些物质被截留和吸附在纤维束表面，能够得到有效去除；使用催化剂催化可有效去除水中的残余臭氧；利用双膜法过滤充分保证了微生物安全性。通过臭氧氧化、曝气生物滤池和双膜法过滤等不同工艺间的协同作用进行深度处理，能够去除废水中氨氮、有机物等难降解污染物，满足较高的水质要求，从而回用于工艺用水、循环冷却水补充、锅炉用水等生产用水，实现了水资源的回收再利用。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
石油化工废水深度处理回收利用方法，以废水处理厂的合格二级排放水作为回收水源，出水回用于生产用水，包括以下步骤：
步骤1，收集二级排放水，在均质池中进行水质调节，所述均质池采用回流式均质池；
混合废水先通过回流式均质池调节水质，出液口使用化工泵输送，一部分输送至下一工序，另一部分作为回流液回流至均质池中，由泵输送的均质水进入絮凝气浮池，废水按60mg/L添加絮凝剂硫酸铝（PAC）、按4 mg/L添加助凝剂聚丙烯酰胺（PAM）后，采用压力溶气气浮工艺，在输送泵后端注入空气后进入气浮池，工作压力0.25 MPa，经过溶气释放，溶气水压力减为零或负压，溶解水中的空气从水中释放出来，形成微气泡，微气泡同废水中的悬浮物接触，使悬浮物在废水中的密度变轻，直接上浮至水面形成浮渣，在气浮池上方使用刮渣机将废水表面浮渣刮出，通过溢流堰导出处理水。
步骤2，使用连续砂过滤装置进行连续砂过滤处理进行连续砂过滤；
连续砂过滤采用混凝土结构过滤，混凝土结构采用以锰砂与天然石英砂以0.05的质量比混合作为滤料，成本低，不仅对水中固体悬浮物及胶体进行处理，而且保证后续臭氧氧化和曝气生物滤池的处理效果，锰砂可去除水中铁离子。
步骤3，将连续砂过滤所得处理水进行臭氧氧化；
因为废水中残留的有机物为难生物降解的有机物，生物无法在短时间内有效利用，而在废水生物处理前进行臭氧的预氧化，可将水中的残留有机物彻底氧化为水和二氧化碳，极大提高废水中COD去除率并极大降低UV254和色度，同时提高废水的可生化性，为下一步生物处理提供保证。实际运行后，经臭氧氧化后，BOD5 和污水可生化性都得到了提高。
[步骤4，将废水导入曝气生物滤池（BAF）中，曝气生物滤池中设有滤料层，滤料层下部设有供氧的曝气系统进行曝气；
所述曝气生物滤池采用DN反硝化生物池、CN曝气生物滤池串联，在CN曝气生物滤池前向废水中投放35%氯化铁溶液，控制氯化铁浓度为25 mg/L，滤料层由曝气生物滤池中填充无机陶制球型多孔生物滤料形成，滤料层层高2米，曝气生物滤池中的曝气量与废水量控制为4:1，曝气方向与废水流向反向；废水从滤池底部进入滤料层，在滤池中，有机物被微生物氧化分解，曝气生物滤池以颗粒状填料及其附着生长的生物膜为主要处理介质，充分发挥生物代谢作用、物理过滤作用、生物膜和填料的物理吸附作用，用于处理高级氧化出水，主要去除COD和BOD5，并将水中的NH3-N转化为NO2-N或NO3-N，CN曝气生物滤池前投放的氯化铁溶液可降低水中的磷含量，反冲洗采用气水联合反冲，反冲洗水为经处理后的达标水，反冲洗空气来自于滤板下部的反冲洗气管。反冲洗时关闭进水和工艺空气，先单独气冲，然后气水联合冲洗，最后进行水漂洗，冲洗排水回流至预处理系统。
步骤5，向废水中加入适量的混凝剂，混凝反应后，将废水进行纤维束过滤；
采用聚合氯化铝混凝剂，按每吨废水0.5 kg聚合氯化铝进行投放，将废水中的聚合物、石油类、悬浮物降低到要求的指标，以维持后续膜处理设备的正常运行。
步骤6，将过滤所得水使用催化剂催化；
所述催化剂采用中国科学院兰州化学物理所生产的负载在活性炭上的MnO2-Fe2O3复合金属氧化物催化剂，过滤设备采用填料塔，将催化剂作为填料填入塔内，过滤所得水从塔顶进入填料塔，自上而下透过填料层，透过过程中过滤所得水与催化剂充分接触，去除水中的残余臭氧。
步骤7，分别经超滤设备和反渗透设备过滤，产生的清水作为回用水。
膜分离的基本原理是：原水经压力驱动通过亲水多微孔的膜表面，只有水可以透过膜，其余具有较大分子杂质将被截留.膜法水处理技术相对于传统混凝、沉淀及过滤等技术而言，不仅具有传统技术去除悬浮物、浊度等污染物的效果，还可进一步去除水中部分或大部分溶解态盐；本实施例中，采用超滤（UF）和反渗透（RO）结合的双膜过滤技术，废水经过前期处理，达到UF进水要求，再经过UF处理后能达到RO进水要求。利用具有高隔绝能力的膜，将水中的污物隔绝。
采用以上深度处理工艺后，出水COD 35～45mg/L，COD去除效率大于75％；出水石油类0～0.5mg/L，石油类去除率大于95％，远远优于污水综合排放标准中的一级标准。因此，本发明中，通过进水、均质调节、连续砂过滤、臭氧氧化、曝气生物滤池、纤维束过滤、催化剂去除臭氧、双膜过滤，出水中难降解污染物去除率高，臭氧残留低，能够实现废水深度处理和回用。
上述虽然对本发明的具体实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化，而不具备创造性劳动的修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (8)

1.一种石油化工废水深度处理回收利用方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，收集二级排放水，在均质池中进行水质调节，所述均质池采用回流式均质池；
步骤2，使用连续砂过滤装置进行连续砂过滤处理；
步骤3，将连续砂过滤所得处理水进行臭氧氧化；
步骤4，将氧化后的废水导入曝气生物滤池中，曝气生物滤池中设有滤料层，滤料层下部设有供氧的曝气系统进行曝气；
步骤5，向废水中加入适量的混凝剂，混凝反应后，将废水进行纤维束过滤；
步骤6，将过滤所得水使用催化剂催化；
步骤7，分别经超滤设备和反渗透设备过滤，产生的清水作为回用水。
2.根据权利要求1所述的石油化工废水深度处理回收利用方法，其特征在于，所述连续砂过滤采用以锰砂与天然石英砂以0.05-0.1的质量比混合为滤料的混凝土结构过滤。
3.根据权利要求1所述的石油化工废水深度处理回收利用方法，其特征在于，所述混凝剂采用聚合氯化铝，按每吨废水0.5 kg聚合氯化铝进行投放。
4.根据权利要求1所述的石油化工废水深度处理回收利用方法，其特征在于，所述步骤1和步骤2之间设有絮凝气浮工艺，废水按60 mg/L添加絮凝剂硫酸铝（PAC）、按4mg/L添加助凝剂聚丙烯酰胺（PAM）后，采用压力溶气气浮工艺，在输送泵后端注入空气后进入气浮池，在气浮池上方使用刮渣机将废水表面浮渣刮出，通过溢流堰导出处理水。
5.根据权利要求1所述的石油化工废水深度处理回收利用方法，其特征在于，所述曝气生物滤池采用DN反硝化生物池、CN曝气生物滤池串联，在CN曝气生物滤池前向废水中投放35%氯化铁溶液，控制氯化铁浓度为25 mg/L，滤料层由曝气生物滤池中填充无机陶制球型多孔生物滤料形成，曝气生物滤池中的曝气方向与废水流向反向。
6.根据权利要求1或5所述的石油化工废水深度处理回收利用方法，其特征在于，所述曝气生物滤池中采用气水联合反冲，反冲洗时关闭进水和工艺空气，先单独气冲，然后气水联合冲洗，最后进行水漂洗。
7.根据权利要求1或5所述的石油化工废水深度处理回收利用方法，其特征在于，所述曝气生物滤池中曝气量与废水量控制为4:1。
8.根据权利要求1所述的石油化工废水深度处理回收利用方法，其特征在于，所述催化剂采用负载在活性炭上的MnO2-Fe2O3复合金属氧化物催化剂。
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