炼化高盐高氨特种含油污水的强化物化处理方法和装置

摘要

本发明提供了一种炼化高盐高氨特种含油污水的强化物化处理方法和装置。该处理方法包括将含油污水分别进行除油、离子度调节和曝气处理、浮选处理，使污水中的油含量、悬浮物、离子度达到电催化氧化单元的进水要求；将经过预处理的出水进行电催化氧化处理；将经过电催化氧化处理的出水进行过滤处理，完成对炼化高盐高氨特种含油污水的强化物化处理。本发明还提供了一种炼化高盐高氨特种含油污水的强化物化处理装置。经过本发明的方法和装置处理后，污水的氨氮、COD等水质指标显著降低，生化性能有很大提高，可以直接与其它污水混合进行后续处理。

说明书

技术领域

本发明涉及一种污水的处理方法和装置，尤其涉及一种炼化高盐高氨特种含油污水的强化物化处理方法和装置，属于污水处理技术领域。

背景技术

高盐高氨含油污水是炼化企业(尤其是沿海炼化企业)特有的一种难处理污水，该特殊污水包括船运原油卸油管线的顶水、原油沉降的高含盐含油污水以及供排水系统异常排出的高氨氮污水等。该类污水具有高盐、高氨氮、可生物降解性能差的特点。直接向污水处理场掺加，会造成污水处理场的冲击与瘫痪等问题；外委处理，费用太高。不得已，只能贮存，不但影响了正常生产，也造成严重的环保遗留问题。为此，最为经济可靠的方式是将这类污水进行强化物化处理，降低抑制性及毒性污染物、提高污水的可生化性能，达到污水处理系统进水的接纳要求，再与原有污水掺合处理后达标排放。为此，开发该类污水的强化物化处理技术，一可消除环保安全管理及运行隐患，为污水提标排放奠定良好基础，二可彻底解决企业的正常生产问题，并极大提升企业的清洁生产水平。

清污分流、污污分流，对重要点源污水进行有效的强化处理，是保证末端污水场稳定、高效运行的关键。目前，针对高盐、高氨难降解含油污水中目标污染物的处理技术有多种，但均存在各种问题。

1)油、悬浮物处理技术，一般采用隔油浮选方法，浮选需要配伍合适的无机和有机浮选药剂，又产生了远比污水中乳化油和悬浮物高得多的浮渣，直接运行成本和二次固废处理成本大。

2)氨氮处理技术，一般采用汽提、除氨剂除氨方法，汽提法适合于氨氮浓度极高的污水，对于氨氮浓度在200mg/L左右的高氨氮污水不适用；采用除氨剂进行沉淀或气化转化除氨，会消耗大量的化学药剂，并产生固废等二次污染物，处理成本也居高不下。

3)难降解污染物处理技术，一般采用高级氧化法和吸附法，高级氧化法以臭氧氧化法为代表，可以降低污染物浓度，提升污水的生物降解性能，但氧化效率低、能耗和物耗高；吸附法存在吸附容量有限、吸附剂再生困难等问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种针对炼化高盐高氨特种含油污水的强化物化处理方法，该处理方法可以大幅削减该类污水的氨氮和难降解及毒性污染物，提高污水的生化性能，确保其与其它污水混合处理的稳定达标运行。

为了实现上述技术目的，本发明首先提供了一种炼化高盐高氨特种含油污水的强化物化处理方法，该处理方法包括以下步骤：

将炼化高盐高氨特种含油污水进行除油处理，使污水中的油含量降至60mg/L以下；

将经过除油处理的出水进行离子度调节和曝气处理，调节污水的离子度，并改善污水的碱度为0.2mmol/L以上；

对经过离子度调节和曝气处理的出水进行浮选处理(聚并及分离)，使含油量低于20mg/L，悬浮物低于50mg/L；

将经过浮选处理的出水进行电催化氧化处理；

将经过电催化氧化处理的出水进行过滤处理，完成对炼化高盐高氨特种含油污水的强化物化处理，强化物化处理后的污水的pH值为6-9，氨氮含量≤35mg/L，COD为300mg/L-900mg/L，含油量≤20mg/L，生化需氧量与化学需氧量的比值(BOD₅/COD)≥0.25。

本发明的强化物化处理方法针对的是高盐高氨的特种含油污水。该类污水包括船运原油卸油管线的顶水、原油沉降的高含盐含油污水以及供排水系统异常排出的高氨氮污水等。该类污水的生化性能差，不符合污水处理场进水水质要求。

本发明的强化物化处理方法针对的是高盐高氨的特种含油污水的盐含量>20000mg/L，pH值为6-8，氨氮含量为65mg/L-200mg/L，COD为900mg/L-4000mg/L，石油类含量为30mg/L-100mg/L，BOD₅/COD<0.18。

在本发明的强化物化处理方法中，首先对高盐高氨特种含油污水进行除油处理，除去污水中影响电催化氧化处理性能的悬浮油和分散油。

在本发明的一具体实施方式中，除油处理可以在隔油设备中进行。除油处理是利用污水中油和水的密度不同而达到分离的目的，回收浮于水面上的浮油和分散油，使污水中的含油量降至60mg/L以下。

在本发明的一具体实施方式中，回收浮于水面上的浮油和分散油可以通过设置在液面的刮油机推送至集油管中，然后流入污油收集罐；也可以利用油和水的密度差，采用自动撇油设备进行。

在本发明的一具体实施方式中，除油处理包括在层流状态下对高盐高氨特种含油污水进行滞留的步骤。

在本发明的一具体实施方式中，滞留的时间可以为60min-120min。比如，滞留时间为80min、90min、100min或110min。

在本发明的强化物化处理方法中，将经过除油处理的出水进行离子度调节和曝气处理，离子度调节和曝气处理具体包括离子度调节的步骤和曝气的步骤。

其中，离子度调节处理具体是采用调节剂调节污水的离子度。曝气处理的目的是改善污水的碱度。通过离子度调节和曝气处理为电催化氧化单元提供良好的均相催化条件。

在本发明的一具体实施方式中，采用的调节剂可以为酸、碱、盐。本领域中常规的酸、碱及盐均可以。比如，可以采用硫酸、盐酸、氢氧化钠、氢氧化钙或硫酸钠等作为调节剂。

在本发明的一具体实施方式中，曝气处理采用空气或氧气为气源。可以通过调节空气或氧气通入量使出水碱度大于0.2mmol/L。

在本发明的一具体实施方式中，曝气处理的时间可以为30min-60min。比如，曝气处理的时间可以为40min、50min或55min。

在本发明的强化物化处理方法中，对经过调节和曝气处理的出水中的乳化油及悬浮物进行浮选处理。进一步消除影响电催化氧化的不利因素。

其中，对乳化油及悬浮物进行浮选处理是包括絮凝和气浮处理步骤。絮凝和气浮处理是通过浮选剂使污水中的悬浮物絮体变大，并吸附油类，然后进行分离的步骤，乳化油及细小悬浮物得到去除，实现含油量低于20mg/L，悬浮物低于50mg/L。

经过离子度调节和曝气处理的出水含有细小的悬浮物，无需投加无机药剂，只需投加有机絮凝剂即可。具体地，预处理采用的浮选剂为聚丙烯酰胺类有机高分子化合物。

在本发明的一具体实施方式中，浮选剂的投加量为1mg/L-3mg/L。这里的投加量是以污水的总体积为基准添加的。

在本发明的一具体实施方式中，浮选处理的时间为30min-60min。比如，浮选处理的时间为40min、50min。

在本发明的强化物化处理方法中，将经过浮选处理的出水进行电催化氧化处理。电催化氧化处理是利用阳极的催化活性及析出的氧化基团或自由基直接氧化降解水中的有机物、氮素等污染物，降低污水中大部分的目标污染物，提高出水的生物降解性能。

在本发明的一具体实施方式中，电催化氧化处理的时间为30min-120min。

具体地，电催化氧化处理的电压为3V-15V；处理电流密度为200-2000A/m²。

在本发明的强化物化处理方法中，对经过电催化氧化处理的出水通过后处理单元进行过滤处理，进一步改善出水水质。

过滤处理可以截留出水中的细小悬浮物，这些悬浮物以无机物为主，若进入污水场会引起油泥产量的增加。

过滤处理的反洗用水采用正常的过滤出水，反洗污水回流到预处理单元处理。

在本发明的一具体实施方式中，过滤采用以砂为过滤介质的过滤设备。比如，可以采用以砂为过滤介质的压滤罐。

经过本发明的上述强化物化处理方法处理后的污水的pH值为6-9，氨氮≤35mg/L，COD为300mg/L-900mg/L，油含量≤20mg/L，BOD₅/COD≥0.25。出水水质指标达到污水场进水要求，可以直接与其他污水混合，进行后续的污水处理。

为了实现上述技术目的，本发明还提供了一种炼化高盐高氨特种含油污水的强化物化处理装置，该强化物化处理装置包括：预处理单元Ⅰ、预处理单元Ⅱ、预处理单元Ⅲ、电催化氧化单元和后处理单元。

在本发明的强化物化处理装置中，优选地，预处理单元Ⅰ用于除油；

预处理单元Ⅱ用于调节离子度；

预处理单元Ⅲ用于去除乳化油、悬浮物；

电催化氧化单元用于脱除氨氮、COD脱除及改善污水生化性能；

后处理单元用于过滤残留物过滤。

在本发明的强化物化处理装置中，优选地，预处理单元Ⅰ与预处理单元Ⅱ连通，预处理单元Ⅱ与预处理单元Ⅲ连通，预处理单元Ⅲ与电催化氧化单元连通，电催化氧化单元与后处理单元连通。

在本发明的强化物化处理装置中，优选地，该强化物化处理装置还包括药剂投配单元；进一步优选地，药剂投配单元分别与预处理单元Ⅱ、预处理单元Ⅲ连通。

利用本发明的上述强化物化处理装置对炼化高盐高氨特种含油污水进行强化物化处理时，包括以下步骤：

炼化高盐高氨特种含油污水进行强化物化处理主要包括除油、调节和曝气、絮凝分离、电催化氧化、过滤步骤。采用的强化物化处理装置包括预处理单元Ⅰ、预处理单元Ⅱ、预处理单元Ⅲ、电催化氧化单元和后处理单元，装置大小根据处理规模和进出水水质设计确定；

通过进水提升泵将储罐内污水打进预处理单元Ⅰ，利用污水中油和水的密度不同而达到分离的目的。污水中的浮油和分散油上浮于水面，由设置在池面的刮油机推送至集油管中流入污油收集罐。也可以利用油和水的密度差，采用自动撇油设施；

预处理单元Ⅰ的出水自流进入预处理单元Ⅱ，向该单元中投加调节剂，同时通入压缩空气或氧气对污水水质进行调节和曝气处理；

预处理单元Ⅱ的出水进入预处理单元Ⅲ，在预处理单元Ⅲ前端的混合反应区投加絮凝剂，进行絮凝反应，在预处理单元Ⅲ后端的分离区进行固液分离。污水在预处理单元Ⅲ中的水力停留时间为30-60min，絮凝剂的投加量为1-3mg/L，预处理单元Ⅲ出水含油量低于20mg/L；

预处理单元Ⅲ的出水进入电催化氧化单元，控制直流电源的电压(3-15V)，及反应电流密度(200-2000A/m²)，污水中的目标污染物直接氧化降解和转化，出水的生物降解性能提高。该单元的反应停留时间为30-120min；

电催化氧化单元的出水提升进入最末端的后处理单元，用于截留出水中的细小悬浮物，该单元的反洗用水采用正常的过滤出水，反洗污水回到预处理单元处理。强化物化处理后的污水的pH值为6-9，氨氮含量≤35mg/L，COD为300mg/L-900mg/L，油含量≤20mg/L，BOD₅/COD≥0.25。

本发明的炼化高盐高氨特种含油污水的强化物化处理方法包括除油、调节和曝气、絮凝、电催化氧化、过滤。其中，通过曝气处理改善污水的碱度；絮凝处理采用单一有机药剂；电催化氧化直接将电能转化为化学能。与常规的以投加浮选剂、氧化剂、除氨剂为主的药剂处理方法相比：

泥渣产量更少、运行费用更低、处理效果更佳。炼化高盐高氨特种含油污水经过本发明的预处理方法处理后，出水主要水质指标达到污水场进水要求：pH值为6-9，氨氮≤35mg/L，COD为300-900mg/L，石油类≤20mg/L，B/C≥0.25。

本发明的炼化高盐高氨特种含油污水的强化物化处理装置的运行费用低、处理效果佳。高盐高氨特种含油污水经过本发明的强化物化处理装置处理后，出水主要水质指标达到污水场进水要求：pH值为6-9，氨氮含量≤35mg/L，COD为300-900mg/L，石油类≤20mg/L，BOD₅/COD≥0.25。

附图说明

图1为本发明的实施例中的炼化高盐高氨特种含油污水的强化物化处理装置的结构示意图。

图2为本发明的实施例中的炼化高盐高氨特种含油污水的强化物化处理方法的工艺流程图。

主要附图符号说明

1、预处理单元Ⅰ；2、预处理单元Ⅱ；3、预处理单元Ⅲ；4、电催化氧化单元；5、后处理单元；6、药剂投配单元。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。

如图1所示，本实施例提供了一种炼化高盐高氨特种含油污水的强化物化处理装置，该强化物化处理装置包括：预处理单元Ⅰ1、预处理单元Ⅱ2、预处理单元Ⅲ3、电催化氧化单元4、后处理单元5和药剂投配单元6。

预处理单元Ⅰ1与预处理单元Ⅱ2连通，预处理单元Ⅱ2与预处理单元Ⅲ3连通，预处理单元Ⅲ3与电催化氧化单元4连通，电催化氧化单元4与后处理单元5连通。

药剂投配单元6分别与预处理单元Ⅱ2、预处理单元Ⅲ3连通。

本实施例还提供了一种利用上述装置完成的对炼化高盐高氨特种含油污水的强化物化处理方法，工艺流程图如图2所示，其包括以下步骤：

装置处理规模设计为10m³/h，污水进水水质指标；盐含量24000mg/L，pH值为7.5，氨氮160mg/L，COD3500mg/L，石油类70mg/L，BOD₅/COD为0.15；

收集到储罐内的污水通过进水泵提升至预处理单元Ⅰ的隔油设备，隔油采用自动撇油的斜板隔油器，污水水力停留时间为1.5h，经预处理单元Ⅰ处理后，出水油含量降至60mg/L以下；回收的污油流入污油收集罐；

预处理单元Ⅰ的出水自流进入预处理单元Ⅱ的设备，污水在该单元的水力停留时间为40min。通过药剂投配单元投加100mg/L的氢氧化钠(调节剂)，同时通入压缩空气对污水水质进行曝气处理，出水碱度达到至0.3mmol/L；

预处理单元Ⅱ的出水进入预处理单元Ⅲ的浮选设备，污水在该单元中的水力停留时间为40min，气浮溶气水的回流比30％-40％。在浮选单元前端的混合反应区通过药剂投配单元投加2mg/L的聚丙烯酰胺(絮凝剂)进行絮凝反应，在浮选单元后端的分离区进行气浮分离。浮选单元出水含油量达到10mg/L；

预处理单元Ⅲ的出水进入电催化氧化单元，污水在该单元的反应停留时间为120min。控制直流电源的电压4-5V，该单元出水水质指标为：pH值为7.1，氨氮为15mg/L，COD为650mg/L，石油类为10mg/L，BOD₅/COD为0.31。

电催化氧化单元的出水提升进入最末端设置的后处理单元的过滤设备，过滤设备采用以砂为过滤介质的压滤罐，过滤速度20m/h。过滤设备的反洗用水采用正常的过滤出水，反洗污水回到预处理单元处理。经过滤处理后，污水中的悬浮物(SS)为26mg/L。