CN1789180A - 一种污水回用于循环冷却水处理工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种污水回用于循环冷却水处理工艺，属于污水处理技术领域。其特征在于将预处理后的出水进行固定化微生物处理，通过人工筛选、强化的专属高效菌种的强力降解作用使出水COD、NH4－N达到要求的水质指标，再经深度处理从而达到污水回用于循环冷却水的标准或要求。本发明的优点是：克服了已有技术之不足，污泥产生量极少，省去了二沉池，可节省基建资金20－30％，节省占地面积；运行稳定，管理方便，处理停留时间短；氧利用率高，节省运行费用；装置构造简单，便于在旧工艺基础上改造，或连接在现有工艺之后处理：成本低；停止运行一段时间，不会影响生物的活性，特别适用于检修期间或间断性生产操作。

Description

一种污水回用于循环冷却水处理工艺
技术领域
本发明属于污水处理技术领域具体是微生物法。
背景技术
石油化工企业属于用水大户，每年都有大量的污水排放到环境中，既污染环境，又对企业造成巨大经济浪费和资源浪费，随着国家环保要求的严格，这些用水大户都面临着生产废水回用的难题。目前，国内石油化工行业的污水处理厂基本都采用了七十年代开始应用的“隔油+气浮+A/O”法的老三套工艺，仅能够达到《污水综合排放标准》二级标准，但老三套工艺的活性污泥法运行过程中容易受到冲击，影响处理效果，现场气味较大，并且在检修阶段停止运行后需要再重新培养，给生产管理带来很多不便。而且随着炼油行业工艺的调整，新兴工艺过程及原材料的调整，导致污水中的成分已经有所改变，加上国家环保政策的加强，以及保护水资源的现实需要，原来的工艺流程已经明显不能满足要求。要将生产废水处理后回用于工业循环冷却水，还要照顾到处理成本的影响，使企业在保护水资源的同时，也能给自身带来相应的利益。由于炼油污水含油量高，苯环、多环类成分较多，难降解有机物比重大，又含有大量的氨氮、有机氮等，故给污水的深度处理带来很大难度。目前反渗透及其它的污水处理工艺虽也能够达到回用要求的出水水质，但是运行成本太高，企业无法承受，致使大量的炼油化工废水无法经济合理地回用。
发明内容
本发明的目的是提供一种污水回用于循环冷却处理工艺，不仅能够使污水满足循环冷却水回用的要求或标准，而且处理成本低，装置简单，操作、检修方便，用途广泛。尤其适应于炼油废水、发电厂废水、钢厂废水等工业废水及生活污水的深度处理。
本发明的主要技术方案是：一种污水回用于循环冷却水处理工艺，包括预处理及深度处理，其特征在于将预处理后的出水进行固定化微生物处理，通过人工筛选、强化的专属高效菌种的强力降解作用使出水COD、NH4-N达到要求的水质指标，再经深度处理从而达到污水回用于循环冷却水的标准或要求，深度处理包括生物活性炭处理和过滤杀菌处理。
固定化微生物处理是使用厌氧生物滤池和曝气生物滤池，并采用下进水上出水滤池工艺，厌氧生物处理和曝气生物处理二工序前后顺序可互换；在生物滤池内投入高效菌群，这些微生物菌群经过培养训化很容易固定化在载体上，一般不需要补充，可有效降解污水中的芳烃、酚、萘等难降解有机物；该生物滤池中采用上拦、下拦网固定载体，根据进出水指标要求决定工艺组合方式及停留时间。
生物滤池可为以下结构：滤池中设有上、下拦网，上、下拦网间装有载体，下拦网下面设有曝气管，鼓风机供气，整体采用下进水上出水。
高效微生物可采用美国BL公司的B系列微生物菌种。
载体可采用改性的、能与菌种以共价键形式结合的聚胺脂发泡材料或生物陶粒填料。
在生物活性炭池中可设置有上下两层拦网用于承托和拦截活性炭。
上述可采用多级处理工艺，厌氧生物滤池或曝气生物滤池可为多级串联或多组并联。
本发明的详细基理如下：
在生物滤池内投加高效菌群，这些微生物经过培养驯化很容易固定化在载体上，不像活性污泥工艺随水流失，因此一般不需要补充。该工艺所选用的微生物是高效专用微生物与复合酶制剂，该产品是采用基因工程的手段对自然微生物的强化与改性，提高了微生物的活性及适应性，可有效地降解污水中的芳烃、酚、萘等难降解有机物。
工业废水中含有的难降解有毒有机物，往往容易在环境中积累，造成对生态系统的危害，有的甚至可以致癌、制畸、制突变性。现在发展起来的生物固定化技术具有生物浓度高、处理效率好、运行稳定、固液分离简单等优点。固定化微生物用于难降解有机物的治理，还可以人为地选择并保持高效菌种，经固定化后，对有毒物质的承受能力和降解能力都明显提高，增强耐冲击性。
载体最好用1.5-2mm见方小块状聚胺脂发泡材料加工而成，该载体比表面积大(80m2/g)，孔隙率高(98％)。同时，通过分子设计，在载体中引入大量的活性和强极性基团并通过固定化技术，将大量变异菌和酶制剂牢牢固定在载体上，单位体积生物量大，最高可达60g/L。载体平均湿密度可为1.00g/cm3，，在池内比重与水接近，处于悬浮状态，填充在上下拦网中间，该载体与微孔曝气装置结合使用可以充分提高装置的溶解氧含量，最高到30％，很大程度上降低鼓风机的运行费用。厌氧池与好氧池布局可全部一样，单个池容在100立方米左右最好，可串联使用也可并联使用，组成若干级、组共同降解污染物。厌氧与好氧环节可以相互转化，根据水质调节情况决定是否开启曝气，以及气量的大小。
固定化载体对细胞起一定的保护作用，固定化载体对有机污染物的扩散会产生阻碍作用，使细胞表面的实际污染物浓度降低，毒性减小；细胞经固定化后，在载体和细胞之间建立了某种物理化学联系，增加了细胞膜的稳定性；固定化细胞所处的微环境和游离细胞不同，这种微环境的变化会引起细胞的形态结构、生理特性及代谢活性的改变。
难降解有机物是相对的，并不是不能降解的，难降解有机物的生物降解过程十分复杂，涉及微生物的作用、环境因素的影响等诸多方面。接触到难降解有机物时，在选择压的作用下，微生物的种群会逐渐发生变化，能够利用该有机物的微生物数量增加，并最终成为优势菌，导致难降解有机物的生物降解。
厌氧生物滤池利用厌氧微生物的水解、发酵、酸化作用，大量降低COD，提高污水的B/C值，通过反硝化菌实现脱氧，还可降低污水处理的成本；厌氧生物滤池的出水进入曝气生物滤池进行好氧处理，通过好氧菌使有机物转变为二氧化碳和水，氨氮转变为硝酸根和亚硝酸根。
厌氧生物滤池出水进入曝气生物滤池进行生化反应，进一步降低氨氮的含量。由于采用固定化技术，微生物不易脱落，这样既提高了生物浓度，又避免了堵塞，可省去二沉池，大大简化工艺流程，使操作管理更加简便和科学，易于控制。曝气生物滤池的主要作用是通过好氧微生物降低污水中的氨氮和有机物。保证出水指标基本达到《污水再生利用工程设计规范》(GB50335-2002)再生水作为工业循环冷却水补充水标准。整个生物滤池处理阶段可以根据水质情况灵活选择厌氧和好氧环节。最终确定出的最佳的处理工艺组合，整个停留时间在约15到20小时，根据水质不同有所差别。
本发明的突出优点是：不但能够使污水满足循环冷却水回用的要求或标准，而且处理成本低，装置简单，操作及检修方便，用途广泛。
该污水处理工艺，可将石油化工行业的炼油废水处理至回用于工业循环冷却水的标准，并且不需要二沉池，污泥产生量极少，出水指标满足；COD≤60mg/L，氨氮≤10mg/L，甚至可以达到氨氮≤1mg/L。运行稳定，管理方便，反应时间短，耐冲击性强。本工艺非常适用于发电厂废水、钢厂废水等工业废水的处理，尤其适用于石油化工类废水的深度处理，对工业用水大户的生产、生活废水深度处理至循环冷却水，具有非常显著的效果，也适用于江河湖泊环境污水的治理。
该工艺与石化行业现有的老三套工艺相比，有如下优势：
1、停留时间短25％，处理效果可从污水综合排放标准二级做到再生水回用于工业循环冷却水标准。
2、运行管理方便，不需要污泥处理，调整回流比等，调试完成后只需定时检测设备是否出现故障。
3、没有二沉池，生物池停留时间短，节省基建资金20-30％，节省土地占用面积。
4、氧利用率高，节省运行费用。
5、采用固定化微生物技术，停止运行一段时间，不会影响生物的活性，只要恢复曝气一周左右即可恢复运行。
6、装置构造简单，方便，便于在旧的工艺基础上进行改造，或者连接在现有工艺之后处理。
以下结合实例及附图作详述，但不作为对本发明的限定。
附图说明
图1是本发明炼油废水回用于循环冷却水处理工艺流程图。
图2是一固定化微生物滤池系统流程示意图。
图3是生物滤池剖面结构图。
图4是实施例1城市污水回用于循环冷却水处理工艺流程图。
图5是实施例2炼油污水回用工程实例流程图。
具体实施方式
参见图1，处理工序为：污水→调节池→隔池浮→选池→固定化微生物滤池→生物活性炭滤池→过滤杀菌→出水。
参见图2，处理工序为：予处理→固定化微生物滤池四级处理→生物活性炭滤池，均有鼓风曝气设置。
参见图3，1为进水口，2为池体，3为曝气管，4为下拦网，5为载体，6为上拦网，7为出水口。
参见图4，处理工序为：进水→集水井→澄清池(药剂)→生物滤池→生物活性炭→中水池(杀菌、消毒)→循环水系统，生物活性炭反冲洗，采用中水池出水，污泥回流。
参见图5，处理工序为：进水→调节池→隔油浮选池(药剂)→生物滤池→生物活性炭池→过滤杀菌消毒→循环水系统，生物活性炭反冲洗，污泥回流。
实施例1：城镇污水回用于电力循环冷却水。某30000m3/d污水回用工程。进水COD≤150mg/L，BOD≤60mg/L，SS≤60mg/L，NH4 +-N≤35mg/L；出水执行《污水再生利用工程设计规范》(GB50335-2002)再生水作为循环冷却水补充水质标准，其水质标准为：COD≤60mg/L，氨氮≤10mg/L，根据厂方材质，要求做到氨氮≤1mg/L。
生物滤池包括固定化厌氧生物滤池和曝气生物滤池，共停留时间为4小时，分八组五级串并联运行，单元池容5X5X5.5m。使用载体2500m3，美国BL公司B350、B500微生物2500Kg。生物活性炭停留时间为2小时，出水达到要求的指标。
实施例2：用于炼油污水回用工程实例：
某炼油厂污水处理工程：
水量：720m3/d
生物滤池进水指标：COD：400-1000mg/L，氨氮：20-200mg/L出水指标：出水执行《污水再生利用工程设计规范》(GB50335-2002)再生水作为循环冷却水补充水质标准，其水质标准为：COD≤60mg/L，氨氮≤10mg/L。
废水经隔油浮选之后进入生物滤池，共分四级，一、三、四级为固定化微生物曝气生物滤池，二级为固定化微生物厌氧生物滤池，共停留时间12小时，使用载体160m3美国BL公司B350、B110微生物160Kg。生物活性炭停留3小时，过滤、杀菌后出水可直接回用于循环冷却水系统。

Claims (8)

1、一种污水回用于循环冷却水处理工艺，包括预处理及深度处理，其特征在于将预处理后的出水进行固定化微生物处理，通过人工筛选、强化的专属高效菌种的强力降解作用使出水COD、NH4-N达到要求的水质指标，再经深度处理从而达到污水回用于循环冷却水的标准或要求，深度处理包括生物活性炭处理和过滤杀菌处理。
2、根据权利要求1所述的污水回用于循环冷却水处理工艺，其特征在于所述的固定化微生物处理是使用厌氧生物滤池和曝气生物滤池，并采用下进水上出水滤池工艺，厌氧生物处理和曝气生物处理二工序前后顺序可互换；在生物滤池内投入高效菌群，这些微生物菌群经过培养训化很容易固定化在载体上，一般不需要补充，可有效降解污水中的芳烃、酚、萘等难降解有机物；该生物滤池采用上拦、下拦网来固定载体，根据指标要求决定工艺组合及停留时间。
3、根据权利要求2所述的污水回用于循环冷却水处理工艺，其特征在于所述的生物滤池为以下结构：滤池中设有上、下拦网，上、下拦网间装有载体，下拦网下面设有曝气管，鼓风机供气，整体采用下进水上出水。
4、根据权利要求2所述的污水回用于循环冷却水处理工艺，其特征在于所述的高效微生物采用美国BL公司的B系例微生物菌种。
5、根据权利要求2所述的污水回用于循环冷却水处理工艺，其特征在于所述的固定载体采用改性的、能与菌种以共价键形式结合的聚胺脂发泡材料或生物陶粒填料。
6、根据权利要求1所述的污水回用于循环冷却水处理工艺，其特征在于在生物活性炭池中设置有上、下两层拦网用于承托和拦截活性炭。
7、根据权利要求1所述的污水回用于循环冷却水处理工艺，其特征在于预处理包括调节，隔油、浮选，沉淀或设集水井，为其中一种或几种的组合。
8、根据权利要求1、2、3、4、5、6或7所述的污水回用于循环冷却水处理工艺，其特征在于采用多级生物处理工艺，厌氧生物滤池或曝气生物滤池为多级串联或多组并联。
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