CN202898167U - 一种石油化工污水生物处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种石油化工污水处理装置，属于污水处理技术领域。为克服石油化工污水生物处理过程中因为上游生产装置运行异常导致的污水处理场来水水质波动对最终出水水质的影响，或者减缓来水高有机负荷对污水处理系统的冲击，确保最终出水稳定达标排放。本实用新型的装置包括隔油、气浮、一级生化曝气池、沉淀池、二级生化曝气池、沉淀池、三级生化曝气池、沉淀池单元，其特征在于在生化曝气池上设有多个布水点对污水进行分流。多点布水方式包括在同一级生化曝气池中的不同位置设置布水点，在不同级生化曝气池中分别设置布水点。本装置在处理普通石化污水、高有机负荷、高氨氮负荷及含有毒物质的污水时均有较高的稳定性。

Description

一种石油化工污水生物处理装置

技术领域

本实用新型涉及一种石油化工污水处理装置，属于污水处理技术领域，尤其涉及一种解决污水冲击负荷影响的石油化工污水生物处理装置。

背景技术

石油化工污水（石化污水）一般有机污染物浓度比较高，处理难度相对市政污水大，因此处理流程一般比较长。随着污水排放标准的日益严格，和污水深度处理回用工作的广泛推进，石油化工污水生物处理系统一般由以下几个单元组成，包括隔油、气浮、一级生化曝气池、沉淀池、二级生化曝气池、沉淀池、三级生化曝气池、沉淀池等单元。每一级沉淀池将活性污泥与污水分离后均回流到各自曝气池的入口端，相对于进水流量的回流比一般为50%～100%，回流液对进水水质也起到一定稀释作用，可以减缓有机物负荷的冲击。如果遇到难以生物降解的污水处理，一般在气浮与一级生化之间增设一级厌氧酸化单元（酸化池），以将难降解有机污染物分解为易生物降解有机物，便于后续生化单元进一步降解（图1）。

如图1所示，隔油单元依靠水中不同组分的密度差异的特点实现非溶解性颗粒状污染物与水的初步分离。

气浮单元则通过向污水中加入絮凝剂将水中小颗粒非溶解性污染物凝聚成大颗粒，然后通过气浮的方式将凝聚的颗粒污染物从水中去除。

一级生化曝气池、二级生化曝气池就是活性污泥曝气池，主要是依靠微生物去除污水中溶解性有机污染物，有机物一部分被微生物分解成二氧化碳和水，一部分被微生物利用合成自身物质，剩余未被降解有机污染物最终随水排出系统，如果不能满足排放要求，可以再增设一级生化处理单元进一步处理。目前，污水生化处理曝气池主要采用推流式，即污水从一长方形池子一端进入，从另一端流出。污水与活性污泥的混合物称之为泥水混合液，泥水混合液从池子末端流出后经过沉淀池进行泥水分离，活性污泥沉淀到池子底部，然后回流到曝气池前端，净化后的污水从沉淀池上部流出进入下一单元处理或达标排放。石油化工污水一般比较难处理，而且有机污染物浓度比较高，设二级生化系统处理可以形成两个独立的微生物小环境，两种微生物菌群发挥不同的作用。第一级应付高有机负荷，第二级主要应付较低有机物负荷，各司其职，有利于提高污水处理深度。

三级生化曝气池一般用于降解污水中的氨氮，通常称之为硝化池，因为一般石油化工污水中均含有氨氮，而氨氮是非常重要的污染物排放考核指标，因此，污水处理场的外排污水中的氨氮必须达标。虽然在一级生化曝气池和二级生化曝气池处理过程中微生物在降解有机物时也利用一部分氨氮作为营养物质，但是大部分氨氮没有被硝化。因此，需要进行三级生化处理，将污水中剩余的氨氮通过硝化细菌的作用将其转化为无害的硝酸根。在一级、二级生化处理单元虽然也存在硝化细菌，但是，由于分解有机物的细菌为优势菌群，硝化细菌不占优势，氨氮降解效率低，去除率不高。经过一级、二级生化处理后，有机物大部分被降解，再经过第三级生化处理就比较容易建立以硝化菌群为优势菌群污水处理系统，高效率去除氨氮。由于硝化细菌繁殖比较缓慢，易流失，一般第三级生化单元设计成生物膜法，如接触氧化池，载体流化床反应器，或者曝气生物滤池等。

美国专利US6596171，强化的活性污泥处理，控制活性污泥以不同的比例回流，并将曝气池划分为曝气和再曝气区域。对现有污水处理装置不需要进行大投资改造而按照本专利所述方法进行简单调整就可以使系统的处理能力明显提高，并使之具有良好的抗冲击负荷的能力。

韩国专利KR20010002276提出了一种解决污水处理系统抗有机负荷冲击的方法，即采用相对于进水流量50%～200%回流比来稀释进水，从而降低冲击负荷影响。

欧洲专利WO2012067453，在一个单一反应器内加入生物膜和好氧颗粒污泥并辅助以内循环以达到良好的去除有机污染物以及氮磷的目的，该反应器具有很好的抗有机物冲击负荷的能力。

中国专利CN101973678所描述的高氨氮污水生物增强处理技术由3部分组成：好氧池、好氧过滤池和膜池。好氧池利用微生物的新陈代谢作用降解有机物的同时，将大分子有机物转化为小分子有机物，并采用内循环和大规模外循环增加水力搅动；好氧过滤池填充一种新式浮动的固定酶滤料，具有固定的微生物，采用微孔曝气和机械曝气联用以获得好的流动方式。该技术具有高污泥浓度和高容积负荷，具有良好的抗有机负荷冲击的能力。

中国专利CN201245530，一种多级回流负荷控制生物法工艺设备，由前处理设备、污泥多级回流生物处理设备以及后处理设备组成。该生物处理设备由多个生物处理池集合为一体，分为三段九级，每级容积相同。第一段的第一、第二级为接触厌氧池，第三级为中间沉淀池；第二段的第一、第二级为接触氧化池，第三级为间隙曝气池；第三段的第一、二级为另需投加基本营养物的接触氧化池，第三级曝气沉淀池。根据负荷状况，池中的污泥回流至前面各级池中，以控制池中微生物的活性、繁殖以及变异等生化过程。面对高负荷冲击，污泥配用系统能做出快速反应及调整。本实用新型具有占地小、施工方便、建设费用低的优点。

上述专利均未涉及石油化工污水处理方面的技术及如何解决石油化工污水有机物冲击负荷对处理系统影响的措施。

石油化工污水的处理过程一般比较长，当污水处理场来水水质比较平稳时，系统运行会比较稳定，出水可以稳定达标。但是，石油化工污水水质经常受生产装置运行波动的影响，当来水有机负荷比较高或者污水中含有毒性物质时，就会对生化系统产生很大冲击，导致出水COD、氨氮等指标超标。

当系统受到高浓度有机负荷冲击时，污水“团”会从曝气池入口端移动到出口端，微生物的繁殖速率无法在短时间内与有机物负荷相匹配，即系统内现有的微生物总量不能有效降解过量的有机物，所以，最终出水COD、氨氮等指标会超标。当高浓度有机负荷冲击系统时，曝气池的入口端的溶解氧往往检不出。这是微生物维持生命活性的重要条件，没有溶解氧微生物的活性就会受到影响，降解有机物的能力就会下降。

当系统受到有毒物质冲击时，毒性物质会破坏或者抑制微生物的活性，微生物降解有机污染物的能力下降，出水COD、氨氮会超标。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种石油化工污水生物处理装置，克服石油化工污水生物处理过程中因为上游生产装置运行异常导致的污水处理场来水水质波动对最终出水水质的影响，或者减缓来水高有机负荷对污水处理系统的冲击，确保最终出水稳定达标排放。

本实用新型为一种石油化工污水生物处理装置，包括隔油、气浮、一级生化曝气池、沉淀池、二级生化曝气池、沉淀池、三级生化曝气池、沉淀池单元，其特征在于在生化曝气池上设有多个布水点。

如果只有一级生化曝气池，所述布水点可以沿水流方向设置在同一个生化曝气池中的不同位置，见图2（所画为2个布水点的情况）。可设的布水点为1～2个。如果只设1个布水点，则设在一级生化曝气池的中间位置，一级生化曝气池入口端的水量占总水流量的80%～90%，布水点水量占总水流量的10%～20%；如果设2个布水点，其相对于入口端的距离分别为生化曝气池总长度的40%和80%，一级生化曝气池入口端的水量分配占总水流量的80%～90%，第一布水点的水量占总水流量的5%～10%，第二布水点水量占总水流量的5%～10%。

所述布水点也可以分别设置在不同级生化曝气池中。

如分别设置在一级生化曝气池和二级生化曝气池中。见图3，每个曝气池设置1个布水点，位置分别位于各生化曝气池的中间位置。一级生化曝气池的入口端的水量分配占总水流量的70%～80%，一级生化曝气池的布水点水量占总水流量的10%～15%，二级生化曝气池的布水点水量占总水流量的10%～15%。

如分别设置在一级生化曝气池、二级生化曝气池和三级生化曝气池中。见图4，每个曝气池设置1个布水点，位置分别位于各生化曝气池的中间位置。一级生化曝气池的入口端分配水量占总水流量的60%～70%，一级生化曝气池的布水点分水量占总水流量的10%～15%，二级生化曝气池的布水点分水量占总水流量的10%～15%，三级生化曝气池布水点的分水量占总水流量的0%～10%。

分流污水采用管道输送，利用来水剩余压力输送至各布水点，不需要另外建设输送装置，布水流量可以采用阀门加流量计来控制，简便易行。

本实用新型相比现有技术，具有以下优点：

采用多点布水方式，不管是同一生化曝气池的不同位置多点布水，还是在不同级生化曝气池多点布水，都有利于减缓高浓度有机负荷的冲击。即使没有高浓度有机负荷冲击，在来水有机污染物浓度本来就高的情况下，采用多点布水也有利于提高系统运行的稳定性。

当污水中含有毒性物质时，多点布水的方式更有利于减缓毒性物质对系统的冲击，防止系统被毒性物质沿流程顺序击穿而难以恢复。当然，如果污水毒性较强且持续时间长，应及时将污水从系统切出去，送事故池暂时存放，待系统恢复后，缓慢处理。

采用多点布水可以让下游微生物提前适应高浓度有机负荷或者毒性物质，提高系统的免疫力，从而提高污水处理系统运行的稳定性。

采用多点布水可以减轻一级生化曝气池入口端的负荷，有利于提高生化曝气池入口端混合液中溶解氧的浓度，维持微生物的活性，提高有机污染物分解的效率。

采用多点布水对于三级生化曝气池有特别重要的意义，因为污水进入三级生化曝气池后，污水中的有机物浓度已经很低，特别是容易被微生物降解的有机物浓度很低，微生物的营养不足，便会处于饥饿状态，繁殖速率低，导致微生物量不足。一旦出现冲击负荷，三级生化曝气池难以在短时间内繁殖大量的微生物抗击冲击负荷，系统的运行就会受到严重影响。采用向三级生化曝气池分一部分原污水，可以给微生物补充一部分易降解的有机物作为营养物，如此能确保在三级生化曝气池维持适当的微生物量，其抵抗冲击负荷的能力会明显提高。

采用多点布水，对于脱氨氮也是有利的。因为自养型硝化细菌的增殖速率比分解有机物的异养型细菌低很多，如果氨氮在一级生化曝气池和二级生化曝气池被细菌利用或者分解，进入三级生化曝气池的氨氮浓度会较低，当有高浓度的氨氮污水负荷冲击时，硝化细菌难以在短时间内繁殖足够的数量来分解超量的氨氮，则出水氨氮浓度会超出排放标准。多点布水就是分一部分原污水给三级生化曝气池，便于三级生化曝气池的硝化细菌适应高浓度的氨氮，经过长时间的驯化可以繁殖足够量的硝化细菌，当有氨氮冲击负荷时，系统抗冲击的能力会明显增强。

附图说明

图1石化污水常规污水处理流程

图2本实用新型方案一流程示意图，其它部分装置同图1

图3本实用新型方案二流程示意图，其它部分装置同图1

图4本实用新型方案三流程示意图，其它部分装置同图1

具体实施方式

下面结合实施例作进一步说明。

实施例1

一级生化曝气池的多点布水。如图2所示，系统处理的污水为合成橡胶污水，曝气池长度50米。同一批相同指标的污水分别经图1所示未多点布水处理装置和图2所示的多点布水处理装置进行处理，除是否多点布水外，其它处理无任何差别。

未多点布水处理装置，入口端进水COD为800mg/L，入口端的溶解氧检不出；出口端溶解氧4mg/L，出水COD为400mg/L。

多点布水处理装置，入口端分配水量70%（为占总水流量的比例，下同），离入口端20米分配水量20%，离入口端40米处分水量10%。在维持曝气风量不变的前提下，曝气池入口端溶解氧2mg/L，出口端3mg/L，入口端混合液中溶解氧浓度明显升高，有利于微生物维持氧化有机物的活性。多点布水后出水COD为300mg/L，显著低于未多点布水处理装置出水。

由本实施例可见即使没有高浓度有机负荷冲击，在来水有机污染物浓度本来就高的情况下，采用多点布水也有利于提高系统运行的稳定性。

实施例2

一级生化曝气池和二级生化曝气池多点布水。如图3所示，系统处理的污水为合成橡胶污水，两级生化曝气池长度均为50米。同一批相同指标的污水分别经图1所示未多点布水处理装置和图3所示的多点布水处理装置进行处理，除是否多点布水外，其它处理无任何差别。

未多点布水处理装置，高有机负荷污水进入装置后，一级生化曝气池入口端进水COD突然由冲击前的800mg/L升高到1200mg/L，该入口端溶解氧检不出，一级生化曝气池出口COD由400mg/L升高到700mg/L；二级生化曝气池出水COD由冲击前的250mg/L升高到450mg/L。

多点布水处理装置，一级生化曝气池的入口端分配水量70%，一级生化曝气池离入口25米处分配水量占总水流量的15%，二级生化曝气池离入口端25米处分配水量占总水流量的15%。检测一级生化曝气池入口端溶解氧为1.5mg/L左右，一级生化曝气池出水COD为550mg/L，二级生化曝气池出水COD为300mg/L。

由本实施例可见采用多点布水后，高有机负荷冲击对系统的影响明显减小。

实施例3

一级生化曝气池、二级生化曝气池和三级生化曝气池多点布水。如图4所示，系统处理的污水为合成橡胶污水，上述3级曝气池长度均为50米。同一批相同指标的污水分别经图1所示未多点布水处理装置和图4所示的多点布水处理装置进行处理，除是否多点布水外，其它处理无任何差别。

未多点布水处理装置，高有机负荷污水进入装置后，一级生化曝气池入口端进水COD突然由冲击前的800mg/L升高到1200mg/L，该入口端溶解氧检不出，一级生化曝气池出口COD由400mg/L升高到700mg/L；二级生化曝气池出水COD由冲击前的250mg/L升高到450mg/L；三级生化曝气池出水COD由100mg/L升高到250mg/L。

多点布水处理装置，一级生化曝气池入口端分配水量占总水流量的60%，一级生化曝气池离入口端25米处分配水量占总水流量的15%，二级生化曝气池离入口端25米处分水量占总水流量的15%，三级生化曝气池离入口端15米处分配水量占总水流量的10%。一级生化曝气池入口端混合液溶解氧为2mg/L左右，一级生化曝气池出水COD为450mg/L，二级生化曝气池出水COD为280mg/L，三级生化曝气池出水COD为120mg/L。

由本实施例可见采用多点布水后，高有机负荷冲击对系统的影响明显减小。

实施例4

一级生化曝气池、二级生化曝气池和三级生化曝气池多点布水。如图4所示，系统处理的污水为炼油污水，三级生化处理曝气池的长度均为50米。同一批相同指标的污水分别经图1所示未多点布水处理装置和图4所示的多点布水处理装置进行处理，除是否多点布水外，其它处理无任何差别。

未多点布水处理装置，高有机负荷污水进入装置后，一级生化曝气池入口端进水COD为800mg/L不变，氨氮浓度突然由冲击前的50mg/L升高到100mg/L；一级生化曝气池出水COD为400mg/L，氨氮由冲击前40mg/L升高到90mg/L；二级生化曝气池出水COD 200mg/L，氨氮由冲击前的25mg/L升高到80mg/L；三级生化曝气池出水COD为60mg/L，氨氮由5mg/L升高到50mg/L。

多点布水处理装置，一级曝气池入口端进水占总水流量的70%，一级生化曝气池离入口端25米处布水占总水流量的10%，二级生化曝气池离入口端25米处布水占总水流量的10%，三级生化曝气池离入口端25米处布水占总水流量的10%。由于有原污水高浓度氨氮诱导驯化，后两级曝气池的硝化细菌可以维持在较高浓度，当有高浓度氨氮负荷冲击时，曝气池中有足够多的硝化细菌分解氨氮。因此，实行多点布水后，一级生化曝气池出水COD为400mg/L，氨氮浓度为80mg/L；二级生化曝气池出水COD为250mg/L，氨氮60mg/L；三级生化曝气池出水COD 60mg/L，氨氮15mg/L。

由本实施例可见采用多点布水后，氨氮冲击负荷对系统的冲击明显减缓。

Claims (9)

1.一种石油化工污水生物处理装置，包括隔油、气浮、一级生化曝气池、沉淀池、二级生化曝气池、沉淀池、三级生化曝气池、沉淀池单元，其特征在于在生化曝气池上设有至少一个布水点。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述布水点沿水流方向设置在一级生化曝气池中。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于所述布水点为1个，位于一级生化曝气池的中间位置，一级生化曝气池入口端的水量占总水流量的80%～90%，布水点水量占总水流量的10%～20%。

4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于所述布水点为2个，布水点相对于入口端的距离分别为生化曝气池总长度的40%和80%，一级生化曝气池入口端的水量分配占总水流量的80%～90%，第一布水点的水量占总水流量的5%～10%，第二布水点水量占总水流量的5%～10%。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述布水点设置在不同级生化曝气池中。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于所述布水点分别设置在一级生化曝气池和二级生化曝气池中。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于所述布水点为2个，分别位于一级和二级生化曝气池的中间位置，一级生化曝气池的入口端的水量分配占总水流量的70%～80%，一级生化曝气池的布水点水量占总水流量的10%～15%，二级生化曝气池的布水点水量占总水流量的10%～15%。

8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于所述布水点分别设置在一级生化曝气池、二级生化曝气池和三级生化曝气池中。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于所述布水点为3个，分别位于一级、二级和三级生化曝气池的中间位置，一级生化曝气池的入口端分配水量占总水流量的60%～70%，一级生化曝气池的布水点分水量占总水流量的10%～15%，二级生化曝气池的布水点分水量占总水流量的10%～15%，三级生化曝气池布水点的分水量占总水流量的0%～10%。

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