CN113003883B - 炼化污水处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种炼化污水处理系统，涉及污水处理技术领域，解决了现有技术中的炼化污水处理后不能达到达标回用的标准，且目前处理技术存在分离效率低、密闭程度低的问题。该处理系统包括污水预处理设备、污水深处理设备和三相分离装置，其污水预处理设备包括缓冲装置和气旋浮装置，缓冲装置的排水口与气旋浮装置之间设置连通管路，连通管路上设置有增压装置和气泡发生器，气泡发生器与气旋浮装置之间的连通管路上连接药剂注入管路，经调质后的污水在增压装置输送过程中分别通过气泡发生器和药剂注入管路注入气泡群和浮选药剂混合，混合后的污水流入气旋浮装置，气旋浮装置的排油口连通三相分离装置，气旋浮装置的排水口与污水深处理设备连接。

Description

炼化污水处理系统

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，尤其是涉及一种炼化污水处理系统。

背景技术

石油炼化污水是污染较严重和治理领域中处理难度较大的一类工业废水，其特征是高氨氮，污染物成份复杂、浓度高且多为生物难降解有毒有害有机物，水质、水量的波动幅度大，同时石油炼化企业的污水处理场也是硫化氢、氨、烃类等污染物的主要无组织排放源之一。

随着重油加工、渣油轻质化及一体化装置等项目的开展，炼化企业的用水量进一步增大，且由于炼化废水成分变得更加复杂、可生物降解性变得更差以及盐浓度的进一步提高，炼化污水的高效密闭化达标处理也成为炼化企业发展遇到的难题之一。

现有炼化污水处理工艺普遍采用的是基于“隔油-浮选-生化”工艺及其改良工艺，据统计国内典型炼化企业污水经过处理后排放COD、氨氮和石油类可大致控制在30-110mg/L、0.5-30mg/L和0.3-6mg/L。

本申请人发现现有技术至少存在以下技术问题：

大部分污水处理后距离达标回用仍需进一步深度处理，且目前所采用的技术也普遍存在分离效率低、结构不紧凑、密闭程度低等问题，不仅导致污水处理工艺水力停留时间长、流程占地面积大，而且设备投资、基建和操作运行维护费用也较高，也会产生大量VOCs无组织排放。

发明内容

本发明的目的在于提供一种炼化污水处理系统，以解决现有技术中存在的炼化污水处理后不能达到达标回用的标准，且目前所采用的技术也普遍存在分离效率低、密闭程度低的技术问题。本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供的炼化污水处理系统，包括污水预处理设备、污水深处理设备和三相分离装置，其中，所述污水预处理设备包括缓冲装置和气旋浮装置，所述缓冲装置和所述气旋浮装置上均存在排油口、排水口、排渣口和污水入口，所述缓冲装置的排水口与所述气旋浮装置之间设置有连通管路，所述连通管路上设置有增压装置和气泡发生器，所述气泡发生器与所述气旋浮装置之间的所述连通管路上还连接有药剂注入管路，经所述缓冲装置调质后的污水在所述增压装置输送过程中分别通过所述气泡发生器和所述药剂注入管路注入气泡群和浮选药剂进行混合，混合后的污水流入所述气旋浮装置，所述气旋浮装置的排油口连通所述三相分离装置，所述气旋浮装置的排水口与所述污水深处理设备连接。

优选地，所述污水深处理设备包括依次连通的移动床生物膜反应器、臭氧催化氧化装置、核桃壳过滤器和陶瓷膜过滤器，所述气旋浮装置的排水口与所述移动床生物膜反应器相连通。

优选地，所述药剂注入管路连接一药剂注入装置，用于向着所述药剂注入管路中注入浮选药剂。

优选地，所述连通管路上还设置有混合器，所述药剂注入装置的出药口通过所述药剂注入管路连接于所述气泡发生器与所述混合器之间，经所述缓冲装置调质后的污水在所述增压装置输送过程中分别通过所述气泡发生器和所述药剂注入管路注入气泡群和浮选药剂并流经所述混合器进行混合，所述混合器与所述气旋浮装置连通。

优选地，所述气旋浮装置包括罐体，所述罐体上下两端分别设置有上封头和下封头，所述上封头设置有出油口，所述下封头设置有出水口，所述罐体侧壁中上部设置有含油污水切向入口管，所述切向入口管上设置有管径调节阀，所述罐体内部上端内壁设置有导流叶片，所述导流叶片起始端与切向入口管末端光滑过度衔接；所述罐体内部设置有直径可调节的稳流筒，所述稳流筒两侧连接有筒径调节阀，所述稳流筒通过所述筒径调节阀与所述罐体固定，且通过所述筒径调节阀调节所述稳流筒的直径；所述罐体下端内部设置有圆锥形起涡器。

优选地，所述稳流筒与所述罐体同轴设置，且所述导流叶片固定于所述稳流筒与所述罐体之间。

优选地，所述陶瓷膜过滤器包括至少两个过滤单元，所述过滤单元中设置有陶瓷膜滤芯且所述过滤单元具有进水口和出水口，所述过滤单元的进水口处设置有进水阀，所述过滤单元上还设置有排气阀和排污阀，各个所述过滤单元的出水口相连通，所述排污阀设置在与其相对应的所述过滤单元的进水口与进水阀之间。

优选地，所述药剂注入装置包括絮凝剂注入装置和混凝剂注入装置，所述絮凝剂注入装置和所述混凝剂注入装置互不连通且各连接有一所述药剂注入管路。

优选地，所述缓冲装置包括至少两个缓冲罐，且所有的所述缓冲罐并联，每个所述缓冲罐上均存在排油口、排水口、排渣口和污水入口，每个所述缓冲罐的排水口与所述气旋浮装置之间通过所述连通管路相连通。

优选地，所述增压装置为增压泵，所述缓冲罐为重力沉降罐，所述重力沉降罐包括壳体，所述壳体的顶部设置有排油口，所述壳体的底部设置有排水口和排渣口，所述壳体的侧部设置有污水入口。

本发明提供的炼化污水处理系统，包括污水预处理设备、污水深处理设备和三相分离装置，其中，污水预处理设备包括缓冲装置和气旋浮装置，炼化污水首先进入到缓冲装置，在重力沉降作用下，炼化污水中的油相在缓冲装置顶部收集后撇出回收，底部泥渣则定期清理，调质后污水则被增压装置送至气旋浮装置进行气旋浮分离处理，增压装置送过程中分别利用气泡发生器和药剂注入管路向炼化污水中注入微细气泡群和浮选药剂并使其充分混合，在气旋浮装置内通过化学混凝、气浮分离和选流分离耦合协同作用对污水进行高效预分离，去除大部分含油和部分悬浮物，分离后的油相流入至三相分离装置，处理后污水进入到与气旋浮装置连接的污水深处理设备，经过污水深处理设备处理后出水即可外排或回用；气旋浮装置汇集流入到三相分离装置内的富集油相经过进一步沉降分离后，油相回收利用，沉降后出水返回至缓冲装置入水管路。该炼化污水处理系统可以对炼化污水进行高效处理，回收大部分的原油，避免资源浪费，同时全流程采用密闭化处理，有助于降低VOCs无组织排放，还可大幅降低整体投资成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的炼化污水处理系统的结构示意图；

图2是本发明实施例中的气旋浮装置的示意图。

附图标记：1、缓冲罐；2、增压装置；3、连通管路；4、气泡发生器；5、气旋浮装置；51、罐体；52、上封头；53、下封头；54、出油口；55、切向入口管；56、管径调节阀；57、导流叶片；58、稳流筒；59、筒径调节阀；60、起涡器；61、出水口；6、药剂注入装置；7、混合器；8、移动床生物膜反应器；9、臭氧催化氧化装置；10、核桃壳过滤器；11、陶瓷膜过滤器；12、三相分离装置。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

本发明提供了一种炼化污水处理系统，包括污水预处理设备、污水深处理设备和三相分离装置12，其中，污水预处理设备包括缓冲装置和气旋浮装置5，缓冲装置和气旋浮装置5上均存在排油口、排水口、排渣口和污水入口，缓冲装置的排水口与气旋浮装置5之间设置有连通管路3，连通管路3上设置有增压装置2和气泡发生器4，气泡发生器4上存在注气口、注水口和排水出口，气泡发生器4的注水口与缓冲装置的排水口之间的连通管路3上设置有增压装置2，气泡发生器4的排水口与气旋浮装置5之间的连通管路3上还连接有药剂注入管路，连续气相在微细气泡发生器4内与炼化污水进行充分混合且被剪切形成微细气泡群并分散于污水中，经缓冲装置调质后的污水在增压装置2输送过程中分别通过气泡发生器4和药剂注入管路注入气泡群和浮选药剂进行混合，混合后的污水流入气旋浮装置5，气旋浮装置5的排油口连通三相分离装置12，气旋浮装置5的排水口与污水深处理设备连接。

本实施例中的气泡发生器4优先选用采用高压注气式旋转式碟片膜旋转剪切产生微气泡，高压气体经注气口从旋转式碟片膜空心腔体透过膜向污水中喷射，受旋转剪切作用力破碎形成微细气流，气液比控制在1％-15％，注气压力要比水压高至少0.05MPa，碟片膜转速一般控制在300～1200RPM，所产生气泡粒径平均粒径可通过调节碟片膜转速、注气比和碟片膜表面微孔孔径等方式来实现，粒径平均粒径宜控制在30-120μm之间。此外，本实施例中的微细气泡发生器4除采用高压注气式旋转式碟片膜旋转剪切产生微气泡，还可以采用溶气释放器、文丘里管、静态微孔介质微细气泡发生器4和激发器等向污水中注入微细气泡。

作为本发明可选的实施方式，污水深处理设备包括依次连通的移动床生物膜反应器8、臭氧催化氧化装置9、核桃壳过滤器10和陶瓷膜过滤器11，气旋浮装置5的排水口与移动床生物膜反应器8相连通。移动床生物膜反应器8(MBBR内设生物载体，利用生物膜生长在较小的载体单元上，通过曝气推动载体移动来有效提高反应器中的生物量及生物种类，从而提高反应器的处理效率，同时移动床生物膜反应器8采用密闭性结构，对通过气体进行集中处理，有效降低VOCs无组织排放。臭氧催化氧化装置9的臭氧投加量应控制在20～50mg/L，反应时间控制在15-50min，同时臭氧催化氧化装置9还需要配备臭氧破坏器，避免臭氧逸出危害环境。核桃壳过滤器10工作压力不高于0.6MPa，进水压力控制在0.4～0.5MPa，过滤速度控制在10～25m/h，进出口水压控制在0.1～0.2MPa。陶瓷膜过滤器11工作压力不高于1.0MPa，进水压力控制在0.4～0.7MPa，进出口水压控制在0.1～0.3MPa，本实施例中的陶瓷膜过滤器11具有反冲洗功能，包括至少两个过滤单元，过滤单元中设置有陶瓷膜滤芯且过滤单元具有进水口和出水口，过滤单元的进水口处设置有进水阀，过滤单元上还设置有排气阀和排污阀，各个过滤单元的出水口相连通，排污阀设置在与其相对应的过滤单元的进水口与进水阀之间，每个过滤单元的排污阀与进水阀相间隔导通。

当过滤单元处于过滤状态时，与该过滤单元相对应的进水阀打开，与该过滤单元相对应的排污阀关闭。需要过滤的水流入进水阀中，再从过滤单元的进水口进入过滤单元，通过陶瓷膜滤芯后完成过滤。完成过滤后的洁净水再从过滤单元的出水口流向滤后出口排出该陶瓷膜过滤器11。当过滤单元处于反冲洗状态时，与该过滤单元相对应的进水阀关闭，与该过滤单元相对应的排污阀打开。其余的过滤单元中的至少一个处于过滤状态。从处于过滤状态流出的洁净水流向处于反冲洗状态的过滤单元的出水口，对处于反冲洗状态的过滤单元进行反冲洗，并从过滤单元的进水口从排污口排出陶瓷膜过滤器11。陶瓷膜过滤器11适用于低粘性液体的过滤、如海水、油类、污水、溶剂、汽油、焦化废水、柴油、冷却液等液体、模块化自清洗过滤器既可用于净化流体，满足下道工艺的洁净度要求，也可用于保护下游关键设备，避免因颗粒堵塞、磨损或结垢而导致关键设备运行寿命缩短或运行效率降低；也可以利用该过滤器收集反冲洗排出液体，回收其中的高价值固体颗粒等，具有反冲洗系统，能够实现对陶瓷膜进行清洗回收利用，有利于进一步降低运营维护成本低等。当陶瓷膜过滤器11过滤一定时间或进水口和排水口间水压达到一定值后，启动膜清洗系统，实现超滤陶瓷膜的再生回用。

炼化污水首先进入到缓冲装置，在重力沉降作用下，炼化污水中的油相在缓冲装置顶部收集后撇出回收，底部泥渣则定期清理，调质后污水则被增压装置2送至气旋浮装置5进行气旋浮分离处理，增压装置2送过程中分别利用气泡发生器4和药剂注入管路向炼化污水中注入微细气泡群和浮选药剂并使其充分混合，在气旋浮装置5内通过化学混凝、气浮分离和选流分离耦合协同作用对污水进行高效预分离，去除大部分含油和部分悬浮物，分离后的油相流入至三相分离装置12，三相分离装置12水力停留时间一般控制在15～40min，运行过程中，分流比(排油口液流流量与污水流量比值)一般控制在1％-10％，排油口则通过管路与现场原油回收池(罐)，排水口则通过管路与缓冲装置入口相连。处理后污水进入到移动床生物膜反应器8(MBBR)、臭氧催化氧化装置9、核桃壳过滤器10和精细膜过滤器，经过“生化+臭氧催化氧化+深度过滤”处理后出水即可外排或回用；气旋浮装置5汇集流入到三相分离装置12内的富集油相经过进一步沉降分离后，油相回收利用，沉降后出水返回至缓冲装置入水管路。该炼化污水处理系统可以对炼化污水进行高效处理，回收大部分的原油，避免资源浪费，同时全流程采用密闭化处理，有助于降低VOCs无组织排放，还可大幅降低整体投资成本。

作为本发明可选的实施方式，气旋浮装置5采用立式罐体51结构设计，气旋浮装置5内的水力停留时间一般控制在2～10min，旋流强度一般控制在2～50倍重力加速度，运行过程中，分流比(排油口液流流量与污水流量比值)一般控制在1％-10％，具体的，本实施例中的气旋浮装置5包括罐体51，罐体51上下两端分别设置有上封头52和下封头53，上封头52设置有出油口54，下封头53设置有出水口61，罐体51侧壁中上部设置有含油污水切向入口管55，切向入口管55上设置有管径调节阀56，通过改变管径，来调节流体进入罐体51中的速度，从而调节流体在罐体51中的旋转强度。罐体51内部上端内壁设置有导流叶片57，呈螺旋上升状，导流叶片57起始端与切向入口管55末端光滑过度衔接；罐体51内部设置有直径可调节的稳流筒58，稳流筒58两侧连接有筒径调节阀59，稳流筒58通过筒径调节阀59与罐体51固定，且通过筒径调节阀59调节稳流筒58的直径，减小油珠的旋转水力半径，防止旋流衰减现象产生。稳流筒58与罐体51同轴设置，且导流叶片57固定于稳流筒58与罐体51之间。罐体51内部的稳流筒58为折叠圆桶，稳流筒58两侧连接有筒径调节阀59，稳流筒58通过筒径调节阀59与罐体51固定，可起到支撑稳流筒58的作用，且通过旋转筒径调节阀59来调节稳流筒58的直径，从而改变流体在罐体51内部的等效旋转半径，从而调节流体的旋转强度。罐体51下端内部设置有圆锥形起涡器60，可促进涡流的产生，增大油滴的上浮速度，同时减弱了下部出水口61的抽吸作用和对上浮油滴的拖曳力，使得出水口61上部流场较为稳定，为油滴提供了一个相对平静的浮选环境。

作为本发明可选的实施方式，药剂注入管路连接一药剂注入装置6，用于向着药剂注入管路中注入浮选药剂。进一步的，本实施例中的连通管路3上还设置有混合器7，药剂注入装置6的出药口通过药剂注入管路连接于气泡发生器4与混合器7之间，经缓冲装置调质后的污水在增压装置2输送过程中分别通过气泡发生器4和药剂注入管路注入气泡群和浮选药剂并流经混合器7进行混合，混合器7与气旋浮装置5连通。

药剂注入装置6投加药剂主要包含聚合氯化铝等混凝剂和聚丙烯酰胺等絮凝剂以强化混凝浮选效果，因此本实施例中的药剂注入装置6包括絮凝剂注入装置和混凝剂注入装置，絮凝剂注入装置和混凝剂注入装置互不连通且各连接有一药剂注入管路。

当处理污水量较大时，缓冲装置包括至少两个缓冲罐1，且所有的缓冲罐1采用并联的运行模式，每个缓冲罐1上均存在排油口、排水口、排渣口和污水入口，每个缓冲罐1的排水口与气旋浮装置5之间通过连通管路3相连通。

增压装置2为增压泵，缓冲罐1为常规的重力沉降罐，重力沉降罐包括壳体，壳体的顶部设置有排油口，壳体的底部设置有排水口和排渣口，壳体的侧部设置有污水入口。当然，本实施例中的缓冲罐1也可以通过增设旋流分离器或采用罐中罐结构等强化油水预分离效果，实际设计建设过程中缓冲罐1内的水力停留时间至少为24h，也可根据现场情况适当增加缓冲罐1体积或采用多个缓冲罐1并联运行模式，提高整体炼化污水处理流程抗冲击能力，运行过程中对油水界面进行实时监控，以定时撇油和保证后续水处理流程稳定。

本发明提供的炼化污水处理系统，可以实现炼化污水的高效密闭化达标处理排放或回用，还可以有效降低VOCs无组织排放，且兼具有净化效率高、适应性强、运行维护成本低等优点。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种炼化污水处理系统，其特征在于：

包括污水预处理设备、污水深处理设备和三相分离装置，其中：

所述污水预处理设备包括缓冲装置和气旋浮装置，所述缓冲装置和所述气旋浮装置上均存在排油口、排水口、排渣口和污水入口，所述缓冲装置的排水口与所述气旋浮装置之间设置有连通管路，所述连通管路上设置有增压装置和气泡发生器，所述气泡发生器与所述气旋浮装置之间的所述连通管路上还连接有药剂注入管路，经所述缓冲装置调质后的污水在所述增压装置输送过程中分别通过所述气泡发生器和所述药剂注入管路注入气泡群和浮选药剂进行混合，混合后的污水流入所述气旋浮装置，所述气旋浮装置的排油口连通所述三相分离装置，所述气旋浮装置的排水口与所述污水深处理设备连接；

所述污水深处理设备包括依次连通的移动床生物膜反应器、臭氧催化氧化装置、核桃壳过滤器和陶瓷膜过滤器，所述气旋浮装置的排水口与所述移动床生物膜反应器相连通；

所述药剂注入管路连接一药剂注入装置，用于向着所述药剂注入管路中注入浮选药剂；

所述气泡发生器采用高压注气式旋转式碟片膜旋转剪切产生微气泡，气液比控制在1%-15%，注气压力要比水压高至少0.05MPa，碟片膜转速控制在300~1200RPM，所述气泡发生器产生的气泡粒径平均粒径控制在30-120μm之间；

所述气旋浮装置包括罐体，所述罐体上下两端分别设置有上封头和下封头，所述上封头设置有出油口，所述下封头设置有出水口，所述罐体侧壁中上部设置有含油污水切向入口管，所述切向入口管上设置有管径调节阀，所述罐体内部上端内壁设置有导流叶片，所述导流叶片起始端与切向入口管末端光滑过度衔接；所述罐体内部设置有直径可调节的稳流筒，所述稳流筒两侧连接有筒径调节阀，所述稳流筒通过所述筒径调节阀与所述罐体固定，且通过所述筒径调节阀调节所述稳流筒的直径；所述罐体下端内部设置有圆锥形起涡器，所述稳流筒与所述罐体同轴设置，且所述导流叶片固定于所述稳流筒与所述罐体之间；

所述陶瓷膜过滤器包括至少两个过滤单元，所述过滤单元中设置有陶瓷膜滤芯且所述过滤单元具有进水口和出水口，所述过滤单元的进水口处设置有进水阀，所述过滤单元上还设置有排气阀和排污阀，各个所述过滤单元的出水口相连通，所述排污阀设置在与其相对应的所述过滤单元的进水口与进水阀之间。

2.根据权利要求1所述的炼化污水处理系统，其特征在于，所述连通管路上还设置有混合器，所述药剂注入装置的出药口通过所述药剂注入管路连接于所述气泡发生器与所述混合器之间，经所述缓冲装置调质后的污水在所述增压装置输送过程中分别通过所述气泡发生器和所述药剂注入管路注入气泡群和浮选药剂并流经所述混合器进行混合，所述混合器与所述气旋浮装置连通。

3.根据权利要求1所述的炼化污水处理系统，其特征在于，所述药剂注入装置包括絮凝剂注入装置和混凝剂注入装置，所述絮凝剂注入装置和所述混凝剂注入装置互不连通且各连接有一所述药剂注入管路。

4.根据权利要求1所述的炼化污水处理系统，其特征在于，所述缓冲装置包括至少两个缓冲罐，且所有的所述缓冲罐并联，每个所述缓冲罐上均存在排油口、排水口、排渣口和污水入口，每个所述缓冲罐的排水口与所述气旋浮装置之间通过所述连通管路相连通。

5.根据权利要求4所述的炼化污水处理系统，其特征在于，所述增压装置为增压泵，所述缓冲罐为重力沉降罐，所述重力沉降罐包括壳体，所述壳体的顶部设置有排油口，所述壳体的底部设置有排水口和排渣口，所述壳体的侧部设置有污水入口。

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