专利名称：难降解石化废水的深度处理工艺及装置的制作方法
技术领域：
本发明关于一种污水处理工艺及设备；更具体地说，关于一种难降解石化废水 的深度处理工艺及装置。
背景技术：
由于炼油化工生产产品种类多，不同生产线所排出的废水水量大、水质成分复 杂，且有浓度高、多为有毒、有害物质，B/C低，可生化性较差等特点。由于水量、 酸碱度变化大，经常形成冲击负荷。目前，国内该类废水一般采用预处理、二级生化处 理，处理后出水的COD在120mg/L以下，从废水处理技术水平和经济效益分析的角度， 评价该类废水处理程度已达到满意的水平。但是这些废水还不能被重新利用，而现在水 资源的缺乏，国家需要对废水进行重新利用，因此对废水排放的浓度限制逐年提高，但 还没有对废水作进行一步处理提出有利的工艺与装置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能对经污水处理厂处理后排出的废水作进一步深度 处理以符合石化企业重新使用要求的工艺及装置。本发明中难降解石化废水的深度处理工艺包括有下列步骤1)石化废水处理厂二沉池输出的废水进入调节池反应装置，利用调节池反应装 置对所述二沉池输出的废水进行水质水量调节；2)所述调节池反应装置排出的废水经提升泵进入气浮反应装置，通过絮凝吸附 作用有效的去除废水中的悬浮物、胶体、部分COD、油类污染物质；3)由所述气浮反应装置处理后的废水进入中间水池，防止过量的废水直接进入 臭氧接触反应装置，再经提升泵提升及水射器进入臭氧接触反应装置，所述废水在进入 臭氧接触反应装置前借助于水射器形成的负压吸入有臭氧，使臭氧与废水充分混合后进 入臭氧接触反应装置，在所述臭氧接触反应装置处理后，去除废水中的部分COD及色 度，同时可生化性提高；4)由所述臭氧接触反应装置处理后的废水输出进入中间水池，经提升泵提升后 进入生物活性炭反应装置，利用生物活性炭反应装置的活性炭吸附作用和生物膜的降解 作用去除有机污染物质，进一步降低COD、NH3-N和色度，保证出水的稳定。在所述步骤1)前由石化废水处理厂二沉池排出的废水由潜水泵提升进入所述调 节池反应装置，由所述调节池反应装置对来水水量进行调节，同时均一来水水质，同时 进行PH调整并经由污水提升泵使经污水调节池处理后的水输入气浮反应装置。在所述步骤4)后增加设有对所述生物活性炭反应装置进行反洗的步骤。本发明中难降解石化废水的深度处理装置包括有调节池反应装置、气浮反应装 置、臭氧接触反应装置、生物活性炭反应装置，所述调节池反应装置、气浮反应装置、 臭氧接触反应装置、生物活性炭反应装置经由管道依序连通，同时在所述气浮反应装置的进水口处设有絮凝剂加药装置，以及在所述臭氧接触反应装置的进水口处设有水射器 及臭氧发生器。还包括有经管道与所述气浮反应装置入水口连接，同时连接调节池反应装置的 提升泵；经管道与所述臭氧接触反应装置入水口连接，同时与所述气浮反应装置的中间 水池和提升泵；在所述生物活性炭反应装置与所述臭氧接触反应装置之间连接有中间水 池及提升泵。还包括有经由管道分别与所述调节池反应装置、气浮反应装置、臭氧接触反应 装置、生物活性炭反应装置连通并能对所述调节池反应装置、气浮反应装置、臭氧接触 反应装置、生物活性炭反应装置产生的浮渣或者污泥进行处理的污泥处理装置。还包括有用于生物活性炭反应装置的清洗装置，所述清洗装置包括有罗茨鼓风 机、清水池和反洗水泵。由本发明中难降解石化废水的深度处理工艺处理后的废水可以使难降解石化废 水进行回收利用，满足生产用水和环保达标排放要求，本发明中所采用的各装置均为现 有的市售成熟产品，但在单独使用时不能满足废水的净化要求，而在组合使用后可以使 废水达到再次使用的要求，且配合控制装置的使用，具有操作方便，成本低廉的优点。
图1为本发明中难降解石化废水的深度处理装置的结构示意图；图2为本发明中难降解石化废水的深度处理工艺的流程图。
具体实施例方式下面将结合附图对本发明中的具体实施例作进一步详细说明。如图1所示，本发明中的难降解石化废水的深度处理装置包括有调节池反应装 置1、气浮反应装置4、臭氧接触反应装置11及生物活性炭反应装置14，其中气浮反应装置4包括有设在进水口处的絮凝剂加药装置3、刮渣装置6，同时在 气浮反应装置4内靠近进水口处设有搅拌器及微气泡产生器5。气浮反应装置4与进水口 连接的管道是设有絮凝剂加药装置3，经絮凝剂加药装置3加入絮凝剂，即进入气浮反应 装置4容器前端的废水中已加有絮凝剂和助凝剂，同时搅拌器及微气泡产生器5释放“微 气泡”，在絮凝剂、助凝剂的共同作用下将悬浮物浮到液面上方，然后由刮渣装置6将悬 浮物排放到污泥池进一步处理。本发明使用的搅拌器及微气泡产生器能产生数量多的微 气泡，在水中存在时间长，除污效果好。由于该气浮反应装置为现有技术，在此不再另 行详细说明。臭氧生物活性炭系统装置包括有臭氧发生装置9、水射器10、臭氧接触反应 装置11、生物活性炭反应装置14、罗茨鼓风机17，其中水射器10将臭氧发生装置9产生的臭氧通过提升泵8的提升由水射器10产生的 负压作用被吸入到管路中，臭氧和水混合后进入臭氧接触反应装置11。臭氧接触反应装 置11的出水先进入中间水池12，然后在提升泵13的作用下经过臭氧处理后的难降解石化 废水打入到生物活性炭反应装置14中。臭氧在水中分解产生新生态氧原子具有强烈的亲电子或亲质子性，和在水中形成具有强氧化作用的羟基自由基· OH，HO · (EO = 2.8V)电位高，反应能力强，速度 快，可引发链反应，使许多有机物彻底降解。臭氧化使水中H+离子增多，在活性炭表面形成更多的氢键中和电负性，阴离子 通过活性炭孔隙的阻力大大降低，降低了污染物质被吸附时的扩散阻力，提高了活性炭 的吸附能力。臭氧化水中含有剩余臭氧和充分的氧，使活性炭滤柱处于富氧状态，导致菌群 在活性炭表面繁殖生长，通过生物吸附和氧化降解等作用，显著提高了活性炭去除有机 物的能力，并延长使用寿命。生物降解过程可以将溶解性的有机物分解成CO2和H2O 或者非溶解的有机物，形成吸附-脱附的良性循环，变相提高了吸附容量。运行实践 证明，利用生物氧化特性对水质的改善和稳定作用，提高了活性炭的使用寿命(5倍以 上)，降低了处理成本。利用上述装置，本发明中难降解石化废水的深度处理工艺包括有下列步骤1)石化废水处理厂二沉池出水进入调节池反应装置，利用调节池反应装置对污 水进行水质水量调节；2)调节池反应装置排出的废水经提升泵进入气浮反应装置，通过絮凝吸附作 用，有效的去除水中的悬浮物、胶体、部分COD、油类等污染物质；3)由气浮反应装置处理后的水进入中间水池后经提升泵提升进入臭氧接触反应 装置，经过臭氧接触反应装置处理后，污水中部分COD得到去除，污水可生化性提高， 并去除部分色度；4)由臭氧接触反应装置处理后的水进入中间水池后经提升泵提升进入生物活 性炭反应装置，利用生物活性炭中活性炭吸附作用和生物膜的降解作用去除有机污染物 质，进一步降低COD、NH3-N和色度，保证出水的稳定。如图2所示，为了进一步保证各装置的正常运行及确保输出的水质，本发明中 更具体的工艺过程如下1、污水调节从石化废水处理厂二沉池排出的将难降解石化废水经潜水泵引入调节池反应装 置1，利用调节池反应装置1对难降解石化废水调节来水量和均一来水的水质，确保后续 深度处理的稳定性和连续性，其中调节池反应装置的调节时间约为0.5-1小时，其中调节 池出水的COD《120mg/L，PH在7左右。2、气浮反应在调节池反应装置1调整处理后的废水通过污水提升泵2进入与气浮反应装置4 连接的管道中，该管道中连接有絮凝剂加药装置3，由污水提升泵2提升的废水与絮凝剂 加药装置3中加药泵送出的絮凝剂、助凝剂混合后进入到气浮反应装置4中。在此步骤中 由于加入了絮凝剂及助凝剂，可显著提高废水中乳化油、悬浮微粒、胶体物质及可溶性 COD物质的去除效率，在气浮反应装置内油的去除率和固体悬浮物去除率分别达到75% 和70%以上。其中絮凝剂为聚合氯化铝(PAC)，它有较高的电荷和分子量，因而吸附脱稳和 粘结架桥作用均较强，投加到水中后会迅速发挥优异的混凝效果。助凝剂为聚丙烯酰胺(PAM)，用来吸附污水中的悬浮粒子，使高分子链互缠交联，形成架桥，从而使絮凝结构增大变粗，利于悬浮粒子的去除。3、臭氧-生物活性炭反应气浮反应装置4输出的废水进入中间水池7，用于对废水作缓冲，防止过量的废 水直接进入臭氧接触反应装置11，臭氧接触反应装置11的进水口处设有水射器10，同时 设有臭氧发生器9。臭氧发生装置9产生的臭氧借助于水射器10产生的负压作用被吸入 到进入臭氧接触反应装置11的管路中，臭氧和水混合后进入臭氧接触反应装置11，使与 臭氧混合的水在臭氧接触反应装置11内停留30min后与臭氧充分反应后提高生化性即B/ C比，臭氧接触反应装置11的出水先进入中间水池12，然后在提升泵13的作用下将难 降解石化废水打入到生物活性炭反应装置14中，进入生物活性炭反应装置14后进行吸附 和生物降解，即利用生物活性炭中活性炭吸附作用和生物膜的降解作用去除有机污染物 质，进一步降低COD、NH3-N和色度，保证出水的稳定，使出水中CODdOmg/L，同时 可避免活性炭饱和后失效(失效后活性炭就需要更换)，反洗后可恢复活性，大大降低系 统运行成本，出水可以用作石化企业的回用水，在石化行业水处理中是第一次。生物活性炭反应装置14中的载体为经多种试验得出的一种适合难降解石化废 水的挂膜载体填料，该载体填料具体为水份<10%，硬度沖0%，酸碱度》，比表面积 950m2/g，总孔容积0.80cm7g，微孔面积0.35cm3/g，表观密度0.3cm3/g。臭氧接触反应装置11中的填料为经过多次重复的现场试验比选，试验出的一种 适合难降解石化废水臭氧催化氧化的催化剂填料，该载体为一种天然的含锰矿物质，经 过粉碎并二次粘合成不规则的载体填料，粒径为2-4mm，表观密度1.3g/cm3。经曝气熟 化后应用。进入臭氧接触反应装置11的臭氧在水中分解产生新生态氧原子，具有强烈的亲 电子或亲质子性，新生态氧原子在水中形成具有强氧化作用的羟基自由基· OH，羟基 自由基· HO(EO = 2.8V)的电位高，反应能力强，速度快，可引发链反应，使许多有机 物彻底降解，同时臭氧可以使水中H+离子增多，在活性炭表面形成更多的氢键中和电负 性，阴离子通过活性炭孔隙的阻力大大降低，降低了污染物质被吸附时的扩散阻力，提 高了活性炭的吸附能力。混有臭氧的废水中含有剩余臭氧和充分的氧，使活性炭滤柱处于富氧状态，导 致菌群在活性炭表面繁殖生长，通过生物吸附和氧化降解等作用，显著提高了活性炭去 除有机物的能力，并延长使用寿命。生物降解过程可以将溶解性的有机物分解成CO2和 H2O或者非溶解的有机物，形成吸附-脱附的良性循环，变相提高了吸附容量。运行实 践证明，利用生物氧化特性对水质的改善和稳定作用，提高了活性炭的使用寿命(5倍以 上)，降低了处理成本。在上述工艺过程中，还可以设置有用于处理气浮反应装置4产生的浮渣的处理 装置。另为了确保生物活性炭反应装置14正常运行，还配备有用于清洗生物活性炭反应 装置14的清洗装置，该清洗装置包括有罗茨鼓风机17、清水池16和反洗水泵15。综上所述，本发明中难降解石化废水的深度处理工艺及装置采用分置式的臭氧 接触反应和生物活性炭吸附、生化的环境空间，使难降解石化废水进行回收利用，满足 生产用水和环保达标排放要求。
权利要求
1.一种难降解石化废水的深度处理工艺，包括有下列步骤1)石化废水处理厂二沉池输出的废水进入调节池反应装置，利用调节池反应装置对 所述二沉池输出的废水进行水质水量调节；2)所述调节池反应装置排出的废水经提升泵进入气浮反应装置，通过絮凝吸附作用 有效的去除废水中的悬浮物、胶体、部分COD、油类污染物质；3)由所述气浮反应装置处理后的废水进入中间水池，防止过量的废水直接进入臭氧 接触反应装置，再经提升泵提升及水射器进入臭氧接触反应装置，所述废水在进入臭氧 接触反应装置前借助于水射器形成的负压吸入有臭氧，使臭氧与废水充分混合后进入臭 氧接触反应装置，在所述臭氧接触反应装置处理后，去除废水中的部分COD及色度，同 时可生化性提高；4)由所述臭氧接触反应装置处理后的废水输出进入中间水池，经提升泵提升后进入 生物活性炭反应装置，利用生物活性炭反应装置的活性炭吸附作用和生物膜的降解作用 去除有机污染物质，进一步降低COD、NH3-N和色度，保证出水的稳定。
2.根据权利要求1所述的难降解石化废水的深度处理工艺，其特征在于，在所述步骤 1)前由石化废水处理厂二沉池排出的废水由潜水泵提升进入所述调节池反应装置，由所 述调节池反应装置对来水水量进行调节，同时均一来水水质，同时进行PH调整并经由污 水提升泵使经污水调节池处理后的水输入气浮反应装置。
3.根据权利要求1所述的难降解石化废水的深度处理工艺，其特征在于，在所述步骤 4)后增加设有对所述生物活性炭反应装置进行反洗的步骤。
4.一种难降解石化废水的深度处理装置，包括有调节池反应装置、气浮反应装置、 臭氧接触反应装置、生物活性炭反应装置，其特征在于所述调节池反应装置、气浮反 应装置、臭氧接触反应装置、生物活性炭反应装置经由管道依序连通，同时在所述气浮 反应装置的进水口处设有絮凝剂加药装置，以及在所述臭氧接触反应装置的进水口处设 有水射器及臭氧发生器。
5.根据权利要求4中所述的难降解石化废水的深度处理装置，其特征在于，还包括有 经管道与所述气浮反应装置入水口连接，同时连接调节池反应装置的提升泵；经管道与 所述臭氧接触反应装置入水口连接，同时与所述气浮反应装置的中间水池和提升泵；在 所述生物活性炭反应装置与所述臭氧接触反应装置之间连接有中间水池及提升泵。
6.根据权利要求4中所述的难降解石化废水的深度处理装置，其特征在于，还包括有 经由管道分别与所述调节池反应装置、气浮反应装置、臭氧接触反应装置、生物活性炭 反应装置连通并能对所述调节池反应装置、气浮反应装置、臭氧接触反应装置、生物活 性炭反应装置产生的浮渣或者污泥进行处理的污泥处理装置。
7.根据权利要求4中所述的难降解石化废水的深度处理装置，其特征在于，还包括有 用于生物活性炭反应装置的清洗装置，所述清洗装置包括有罗茨鼓风机、清水池和反洗 水泵。
全文摘要
本发明公开了一种难降解石化废水的深度处理工艺及装置，其中工艺包括有以下步骤1)石化废水处理厂二沉池输出的废水进入调节池反应装置，对二沉池输出的废水进行水质水量调节；2)调节池反应装置排出的废水进入气浮反应装置，通过絮凝吸附作用有效的去除废水中的悬浮物、胶体、部分COD、油类污染物质；3)由气浮反应装置处理后的废水进入臭氧接触反应装置，去除废水中的部分COD及色度，同时可生化性提高；4)由臭氧接触反应装置处理后的废水输出进入生物活性炭反应装置，去除有机污染物质，进一步降低COD、NH3-N和色度，保证出水的稳定。本发明中的工艺及装置对难降解石化废水处理效率高、处理出水稳定达标、可以重新使用，成本低。
文档编号C02F9/14GK102010105SQ20101056875
公开日2011年4月13日 申请日期2010年12月1日 优先权日2010年12月1日
发明者任立鹏, 刘栓祥, 刘洋, 李红丽, 杜秋平, 杨健, 王之峰, 王祖佑, 田艳荣, 许少华, 陈怡 , 马文臣 申请人:中国石油天然气集团公司兰州石化分公司, 北京世纪华扬能源科技有限公司, 吉林市世纪华扬环境工程有限公司