CN2856038Y - 炼油和化工污水的回收和利用设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种炼油和化工污水的回收和利用设备，该设备包括以机械方式依次连接在一起的混合反应槽，气浮池，多级配生物滤池，清水池，高效精密滤器，射流器，臭氧发生器、混合器、中间水池、生物活性炭滤器、净水池，若回用水不需脱盐便可进工业管网利用了。若需脱盐再增加中空超滤膜组或中空微滤膜组和RO反渗透膜及脱盐水池。多级配生物滤池具有生物降解有机物和过滤两种作用，因而提高了污染水的净化程度。又由于采用了中空超滤膜或微滤膜和反渗透膜装置，对污染水进行了脱盐处理，使回用水能更好的适于工业应用。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种污水的回收和利用设备，尤其涉及一种炼油及化工污水的回收和利用设备。
背景技术
目前全球有近50个国家严重缺水，我国被联合国确认为严重缺水国家之一。我国人均占有水资源量仅是世界人均占水资源量的1/4。加上我国土地资源辽阔，水资源分布又不均，导致有些地区由于水资源紧张而制约了可持续性发展。在石油化工系统国外的吨化工产品耗水量明显低于我国，如加工1吨原油耗水量国外在0.5吨新鲜水以下，而我国平均在1.5吨左右。若污水不回用，把吨原油加工耗水量降至1.0以下是没有可能的。也就是说污水回用是节水减排，降低吨油耗水量的必行之路。但我国每年约有几百亿吨经深度处理可以利用的污水没有利用被排放掉，造成了水资源的浪费，其中炼油、化工行业是用水大户，同时，也是污染大自然环境的大户。因此，实现污水资源化已是当务之急。
所谓“污水”的形成，是由新鲜水经过生产过程被污染而成。其中污染物主要有：油、有机物、悬浮物、氨氮、有机盐等。我们要利用污水就必须把污水中污染物尽可能地去除。专利号为ZL99112689.0的《膜法炼油污水回收利用方法及设备》，以去除污水中这些污染物为宗旨，把这些污染物降解到工业使用能接受的范围加以回用，减少了排污，收到了较好的经济效益和社会效益。在其说明书中对炼油污水的回收利用方法及设备作了详细描述。
但经生产过程发现原专利有些不足之处。回用水的主要用途有以下几种：不脱盐的工业用水，如循环水补水或并入工业水管网；经脱盐后去化学水处理车间或去与不脱盐的净化水勾兑后形成低含盐量循环水补水；浇花、洒地、冲厕、洗车等。根据上述的用途我们可以得知，无论是做循环水补水或进工业水管网，还是进锅炉的化学水处理车间，对污水中的污染物，如悬浮物、油、有机物都是要求控制很严的，因它们超标会造成生产装置的运行不正常，尤其是有机物。原专利的设备中，有“沉淀池”和“气浮池”两种水处理池，这两种水处理池都是利用加药絮凝的原理来分离污染物，其作用原理基本相同，所能去除的有机物的分子量范围是一致的，都是在几百道尔顿至几千道尔顿之间。在污水回收利用过程中重复，并且过滤效果不够理想。另外“中空超滤装置”属膜分离技术范畴。膜分为具有脱盐性质的膜和不具有脱盐性质的膜。如果工业污水的污染物含有无机盐，需全部脱盐或部分脱盐以后才能再回收利用，而中空超滤膜属不脱盐膜类，在原流程中需增加脱盐膜才能够适应污水的再回收利用。
发明内容
本实用新型针对现有技术中存在的技术问题提供了一种能够去除污水中的污染物并使其达到所需水质指标的污水回收利用设备。
本实用新型要解决的另一个技术问题是提供一种用于对有机污染物含量偏高、而油及悬浮物含量偏低的炼油及化工污水进行回收和利用的设备，该设备包括下述以机械方式连接在一起的装置：用于进行生物化学处理和过滤作用的多级配生物滤池、清水池、精密过滤器、射流器、臭氧发生器、混合器、中间水池、生物活性炭过滤器及净水池。
根据该设备的一种优选方式，多级配生物滤池包括进气口、进水口、反冲洗进气口、反冲洗进水口和至少两个填料层。
根据该设备的又一优选方式，还包括：中空超滤膜或微滤膜和反渗透膜。
根据该设备的再一优选方式，中空超滤膜或微滤膜与反渗透膜以串联方式连接在一起。
当水质较差时，根据该设备的另一优选方式，还可包括：混合反应槽和防堵气浮池。
根据该设备的又一优选方式，混合反应槽1入水口与总进水管道相连接，其出水口与防堵气浮池的入水口相连接，防堵气浮池的出水口与多级配过滤池的入水口相连接，多级配过滤池的出水口与所述清水池相连接。
根据该设备的再一优选方式，多级配过滤池的入水口与总进水管相连接，其出水口与所述混合反应槽的入水口相连接，所述混合反应槽的出水口与防堵气浮池的入水口相连接，防堵气浮池的出水口与清水池的入水口相连接。
本实用新型要解决的另一个技术问题提供一种用于对污染程度较轻的炼油及化工污水进行回收的设备，该设备包括下述以机械方式川页序连接在一起的装置：混合反应槽、防堵气浮池、清水池、精密过滤器、射流器、臭氧发生器、混合器、中间水池、生物活性炭过滤器、净水池及中空超滤膜或微滤膜和反渗透膜及脱盐水池。
根据该设备的一个优选实例，该中空超滤膜或微滤膜与反渗透膜以串联方式连接在一起。
根据该设备的另一优选实例，净水池的出水分为两个管路，其中一个管路与所述中空超滤膜或微滤膜与反渗透膜组件的进水口以串联方式连接在一起，另一管路与工业管网相连接。
根据该设备的又一优选实例，所述中空超滤膜或微滤膜与反渗透膜的出水口与脱盐水池连接在一起。
下面对本实用新型的设备的各个部件分别进行解释说明。
1、防堵气浮池
本气浮池采用部分回流高压溶气气浮，其溶气压力偏高，释气头采用防堵结构。配合以加药絮凝可对油、悬浮物及大分子有机物有明显地去除作用。采用药剂根据水质来选用，可采用聚合氯化铝(PAC)和水解后的聚丙稀酰胺(PAM)或其它絮凝剂。
2、多级配生物滤池(或普通单填料生物滤池)
多级配生物滤池的作用有生物降解有机物作用，具备生化和过滤两种功能。
如图4所示，本实用新型采用多级配生物滤池，其正常运行是水从下部进，经过填料层向上流的，由上部出水口流出。其中填料分为两大类：一类是比重重于水的填料，沉积在水底部，如图4所示，图中实线箭头表示工作时间水流向，图中虚线箭头表示反冲时水流向。另一类是比重略轻于水的填料，填料浮在水面上，如图5所示。所谓多级配是指填料的比重有差异，即采用两种以上比重的填料，从过滤角度讲纳污量可以增大，反冲洗间隔时间可以增长，这样可节约反冲洗量。根据水质，也可采用单一填料的生物滤池，该多级配生物滤池运行一定时间后，阻力增大，需进行反冲洗。反冲洗采用水和空气混合冲洗。如图4和图5所示。
3、高效精密滤器
高效精密滤器是指该过滤器较常规的单一滤料的颗粒过滤器的效率高，并且出水的精度也较常规颗粒过滤器的精度高。其用的滤料有纤维丝或纤维球滤料，也有的由几种不同比重和不同粒度的滤料组成的滤料，其出水可达到较高效率和精密的过滤程度，其填料耐酸碱腐蚀。
污水经由防堵气浮池、多级配生物滤池，再经高效精密滤器三级处理后油、悬浮物、非溶解性有机物基本上得以去除，易生物降解的有机物在生物滤池也基本被降解掉。尚存的有机物基本是溶解性的难降解有机物，必须用强氧化剂O3来把这些有机物进行强氧化，使其分子结构发生变化，把环状有机物氧化成链状有机物，把长链有机物氧化成短链有机物，把大分子有机物氧化成小分子有机物，使其能在后序的生物活性炭中被生物降解掉，剩余的部分有机物能适应活性炭的吸附范围而被吸附掉。
4、O3发生器
O3是一种强氧化剂，它能把水中的有机物氧化为CO2和水。在投加量不足时可把有机物氧成中间体，这是我们所采用的原理，即把大分子有机物和环状有机物氧化成小分子有机物和短链有机物，这种有机物易于被生化降解掉和后序活性炭吸附掉。O3除上述主要作用，还有去味、脱色、杀菌等作用。
5、生物活性炭滤器
生物活性炭滤器在运行中起两个作用，一是生物氧化作用；二是活性炭吸附作用。经过O3氧化后的污水中的有机物结构已经改变了，改变成易生物降解的，在生物炭层得到氧化降解，因这部分水中由于已过O3的半衰期，所以水中溶有足够的氧供生物降解用，水中有机物经生物降解后的剩余有机物由活性炭来吸附掉，使出水CODMn值可降解至＜3-5mg/L。这种水，若含盐量不是很高，就可以供生产用水了，可以直接做循环水补水用，也可以补入生产水网。
到这一步骤，污水回用若无脱盐要求就可以了，无需上膜处理装置。当污水回用于锅炉或用于脱盐水时，要求对回用水进行脱盐，脱盐后水进锅炉房的化学水处理车间进行精除盐或后处理。因本实用新型所采用的脱盐方法是RO反渗透膜法，能把95％-97％的盐量去除，并且无大量酸碱污染，是目前较先进的一种脱盐手段，且其回用脱盐水经济上合理。
6、中空超滤膜或微滤膜和反渗透膜装置
目前，常用的膜有微滤膜(英文缩写为MF)、超滤膜(UF)、纳滤膜(NF)和反渗透膜(RO)。前两种膜(MF)和(UF)不能去离子，也就是不能脱盐。后两种膜可以脱盐，所以回用水要求去离子时选用RO反渗透。但为了保护RO膜能长期稳定运行，选中空超滤或微滤膜和RO膜串联使用。在石油、化工污水中的油污染是不可忽视的，污水中的油常以浮油、分散油和乳化油三种状态存在，前两种可以用絮凝气浮、过滤、活性炭吸附等方法处理掉，而乳化油却难以处理，而中空超滤和微滤(尤其是超滤)却能把乳化油拦截掉。此外，它还能拦截细菌和大分子有机物(10万道尔顿以上)。所以，在本实用新型中，有脱盐要求时采用中空超滤膜或微滤膜与反渗透膜串联使用。
由以上说明可以看出，由于多级配生物滤池具有生物降解有机物和过滤两种作用，因而提高了污染水的净化程度。又由于采用了中空超滤膜或微滤膜和反渗透膜装置，对污染水进行了脱盐处理，使回用水能更好的适于工业应用。
附图说明
图1为现有技术设备的工作流程图；
图2为现有技术中所采用的设备结构图；
图3为根据本实用新型的第一实施例的炼油和化工污水进行回收和利用设备的工作流程图；
图4为重质填料生物滤池原理结构图；
图5为轻质填料生物滤池原理结构图；
图6为根据本实用新型的第一实施例的设备的结构简图；
图7为根据本实用新型第二实施例用于对炼油和化工污水进行回收和利用设备的工作流程图；
图8为根据本实用新型的第二实施例的设备的结构简图；
图9为根据本实用新型第三实施例对炼油和化工污水进行回收和利用设备的工作流程图；
图10为根据本实用新型的第三实施例的设备的结构简图；
图11为根据本实用新型第四实施例对炼油和化工污水进行回收和利用设备的工作流程图；；
图12为根据本实用新型的第四实施例的设备的结构简图；。
优选实施例
下面结合附图和实施例，对本实用新型作进一步的说明。
第一实施例：
如图6所示，图中示出了本实用新型第一实施例的炼油和化工污水回收和利用设备，该设备包括依次连接在一起的混合反应槽1，气浮池2，多级配生物滤池3，清水池4，高效精密滤器5，射流器6，臭氧发生器7、混合器8、中间水池9、生物活性炭滤器10、净水池11，若回用水不需脱盐便可进工业管网利用了。若需脱盐再增加中空超滤膜或中空微滤膜12和RO反渗透膜13及脱盐水池14。
本实用新型第一实施例的炼油和化工污水回收和利用设备的工作过程如图3所示：
a、经二级处理的炼油、化工污水进入混合反应槽1，与所加的药剂聚合氯化铝(PAC)及水解后的聚丙烯酰胺(PAM)充分混合反应生成矾花后，进入气浮池2进行分离。
b、气浮池2出水根据水质情况，可直接进入多级配生物滤池3，也可投加部分O3，衰减期后进入多级配生物滤池3，进行生化处理和过滤作用。多级配生物滤池3出水进清水池4。
c、清水池4水经泵提升进高效精密滤器5，高效精密滤器5进行过滤后，出水进射流器6，在射流器6加入臭氧发生器7产生的O3后进混合器8混合反应，反应后进中间水池9。
d、中间水池9水经泵进入生物活性炭滤器10，在其再次生物降解和吸附，生物活性炭滤器10出水进入净水池11。污水中含盐量若不高，并无脱盐要求时，净水池11中水就可以送工业管网或直接进循环水补水回用。若需要脱盐或部分脱盐，那么还需经脱盐处理。
e、若需要，还可进行脱盐处理：净水池11中水提升进中空超滤(UF)或微滤(MF)膜组12，进行除油和继续降低悬浮物，然后经升压至RO反渗透膜组13进行脱盐，产生的浓水排掉，反渗透膜13的产水进脱盐水池14，然后送去锅炉化学水处理车间等用水点。或部分脱盐水去净水池11，与原净水勾兑成低含盐量的净水送循环水补水。
第二实施例：
对污水的水质污染较轻，即当总进水的水质较好时，如图8所示，图中示出了本实用新型第二实施例的炼油和化工污水回收和利用设备，该设备包括依次连接在一起的混合反应槽1、气浮池2、清水池4、高效精密滤器5、射流器6、O3发生器7、混合器8、中间水池9、生物活性炭滤器10、净水池11，产水后进工业管网，若需脱盐，设备中还包括中空超滤膜或中空超微膜组12和RO反渗透膜组13及脱盐水池14。
本实用新型第二实施例的炼油和化工污水回收和利用设备的工作过程如图7所示：
a、经二级处理后的炼油、化工污水进入混合反应槽1，与所加药剂聚合氯化铝(PAC)和水解后聚丙烯酰胺(PAM)充分混合后进入气浮池2进行分离，分离后水进清水池4。
b、清水池4水经泵提升进高效精密滤器5，经高效精密滤器5过滤的水进入射流器6，在射流器6加入由臭氧发生器7产生的O3，在混合器8中混合反应，氧化水中有机物，反应后进中间水池9。
c、中间水池9中水经泵进入生物活性炭滤器10，经生物降解和活性炭吸附后水进入净水池11。该水可以回用于工业管网或循环水补水。
d、若需脱盐处理，再进中空超滤UF膜或微滤MF膜组12，经除油除悬浮物后提压进RO反渗透膜装置13进行脱无机盐，脱盐后进脱盐水池14，回用于锅炉化学水车间或部分去净水池11将净水池净水勾兑成低含盐量净水。
第三实施例：
当污水的有机污染物偏高，而油及悬浮物相对较低时，如图10所示，图中示出了本实用新型第三实施例的炼油和化工污水回收和利用设备，该设备包括依次连接在一起的多级配生物滤池3、清水池4、高效精密滤器5、射流器6、O3发生器7，混合器8、中间水池9、生物活性炭滤器10、净水池11，其产水可以进工业管网或做循环水补水。若需脱盐，设备中还包括中空超滤膜或中空超微膜组12和RO反渗透膜组13及脱盐水池14。
本实用新型第二实施例的炼油和化工污水回收和利用设备的工作过程如图9所示：
a、总进水进多级配生物滤池3进行生物降解有机物和过滤作用，出水进清水池4；
b、清水池4水经提升进高效精密滤器5进行精细过滤，滤后水进入射流器6，在射流器6中加入由臭氧发生器7产生的O3，在混合器8中混合反应，氧化水中有机物，反应后进中间水池9；
c、中间水池9中水经泵进入生物活性炭滤器10，在其中生物活性炭继续生物降解有机物和活性炭吸附有机物，产水进入净水池11。该水可以回用于工业管网或循环水补水；
d、若需脱盐处理，再进入中空超滤膜或微滤膜组12，经除油和进一步去除悬浮物后进反渗透膜组13后，经反渗透膜组脱除无机盐后进膜盐水池14，脱盐水可送锅炉化学水车间或部分去净水池11，将净水池净水勾兑成低含盐量净水。
第四实施例：
如图12所示，图中示出了本实用新型第四实施例的炼油和化工污水回收和利用设备，该设备包括依次连接在一起的多级配生物滤池3，混合反应槽1，气浮池2，清水池4，高效精密滤器5，射流器6，臭氧发生器7、混合器8、中间水池9、生物活性炭滤器10、净水池11，若回用水不需脱盐便可进工业管网利用了。若需脱盐再增加中空超滤膜组或中空微滤膜组12和RO反渗透膜组13及脱盐水池14。
本实用新型第四实施例的炼油和化工污水回收和利用设备的工作过程如图11所示：
a、经二级处理的炼油、化工污水进多级配生物滤池3，生物处理水中有机物及过滤悬浮物等。
b、多级配生物滤池3出水进混合反应槽1，使投加的药剂聚合氯化铝(PAC)、聚丙烯酰胺(PAM)与污水反应生成矾花，进入气浮池2内进行分离。出水进入清水池4。
c、清水池4水经泵提升进高效精密滤器5，进行水过滤，降低悬浮物后进射流器6，在射流器6中加入由臭氧发生器7产生的O3，在混合器8中混合反应，反应后进中间水池9。
d、中间水池9水经泵提升进生物活性炭滤器10，再次生物降解和吸附有机物。生物活性炭滤器10出水进入净水池11。污水若含盐量不高，无除盐要求时，净水池11中的回用水就可以送工业管网或循环水补水。若需要脱盐或部分脱盐还需经脱盐处理。
e、脱盐处理：净水池11中的水经提升进中空超滤膜组或微滤膜组12去除油及悬浮物后经升压至RO反渗透膜组13进行脱盐，产生的脱盐水进脱盐水池14，然后送锅炉化学水车间，或部分去净水池11勾兑成低含盐量净水。
设备选型：
本发明方法流程的设备能力由720t/天(30t/h)规模到每天24000t/天(1000t/h)不等。较大规模可以采用若干条生产线并联组成。
Claims (12)
1.一种炼油和化工污水的回收和利用设备，该设备包括下述以机械方式连接在一起的装置：清水池(4)、精密过滤器(5)、射流器(6)、臭氧发生器(7)、混合器(8)、中间水池(9)、生物活性炭过滤器(10)、净水池(11)，其特征在于：该设备还包括用于进行生物化学处理和过滤作用的多级配生物滤池(3)。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于：所述多级配生物滤池(3)包括进气口、进水口和至少两个填料层。
3.根据权利要求1或2所述的设备，还包括：连接在一起的中空超滤膜或微滤膜和反渗透膜装置(12，13)。
4.根据权利要求3所述的设备，其特征在于：所述中空超滤膜或微滤膜与反渗透膜装置(12，13)的中空超滤膜或微滤膜(12)与反渗透膜(13)以串联方式连接在一起。
5.根据权利要求3所述的设备，还包括：连接在一起的混合反应槽(1)和防堵气浮池(2)。
6.根据权利要求4所述的设备，还包括：连接在一起的混合反应槽(1)和防堵气浮池(2)。
7.根据权利要求6所述的设备，其特征在于：所述混合反应槽(1)入水口与总进水管道相连接，其出水口与防堵气浮池(2)的入水口相连接，防堵气浮池(2)的出水口与多级配过滤池(3)的入水口相连接，多级配过滤池(3)的出水口与所述清水池(4)相连接。
8.根据权利要求6所述的设备，其特征在于：所述多级配过滤池(3)的入水口与总进水管相连接，其出水口与所述混合反应槽(1)的入水口相连接，所述混合反应槽(1)的出水口与防堵气浮池(2)的入水口相连接，防堵气浮池(2)的出水口与清水池(4)的入水口相连接。
9.一种炼油和化工污水的回收和利用设备，该设备包括下述以机械方式顺序连接在一起的装置：混合反应槽(1)、防堵气浮池(2)、清水池(4)、精密过滤器(5)、射流器(6)、臭氧发生器(7)、混合器(8)、中间水池(9)、生物活性炭过滤器(10)、净水池(11)，其特征在于：该设备还包括中空超滤膜或微滤膜和反渗透膜装置(12，13)。
10.根据权利要求9所述的设备，其特征在于：所述中空超滤膜或微滤膜与反渗透膜装置(12，13)的中空超滤膜或微滤膜(12)与反渗透膜(13)以串联方式连接在一起。
11.根据权利要求10所述的设备，其特征在于：所述净水池(11)的出水分为两个管路，其中一个管路与所述中空超滤膜或微滤膜与反渗透膜装置(12，13)的进水口以串联方式连接在一起，另一管路与工业管网相连接。
12.根据权利要求11所述的设备，其特征在于：所述中空超滤膜或微滤膜与反渗透膜装置(12，13)的出水口与脱盐水池(14)连接在一起。
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