专利名称：一种劣质重油污水净化与生化降解耦合装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种劣质重油污水净化与生化降解耦合装置。
背景技术：
随着世界上原油供应趋于重质化、劣质化，中国炼厂的(劣质)重油加工量逐年递增。劣质重油主要包括桐油、超桐油、委内瑞拉超重油等原料，具有闻API度，闻硫氣，闻含盐，高酸值，高粘度，高密度，高杂质，非烃化合物丰富等特点。常减压蒸馏、减粘裂化、延迟焦化等装置在加工劣质重油过程中会产生大量的点源难降解高浓度污水，具有污染物负荷超高，有机污染物组成复杂，难降解极性有机污染物含量高，生物降解性能差等特点。因此，与炼厂二次加工装置产生的轻度污染污水相比，将其归类为重度污染污水。重度污染污水约占劣质重油加工炼厂整体污水量的25% -30%，但污染物负荷却可占到整体的 70% -80%。对污水场构成高污染物负荷冲击，影响污水达标处理效率，造成回用水质不合格、膜组件污染等一系列隐患。部分加工劣质重油炼化企业已经认识到重度污染污水对污水场整体达标的影响，开始在炼厂污水处理系统中增加重度污染污水的预处理工艺，以石油类、COD、SS为目标污染物，主要目的是降低高污染物负荷。以中国最大的劣质重油加工基地-辽河石化公司为例，其重度污染污水水质复杂多变，经过“水质调节-隔油沉降-破乳沉降-DAF气浮”工艺路线预处理后，尽管石油类(以溶解油为主)仅为80-100mg/L，悬浮物(SS)约为200mg/L，但化学需氧量(CODcr)仍高达2000-2500mg/L，其有机污染物组成以有毒或难降解的大分子极性污染物为主，生物降解性能(B0D5/C0Dcr)较差，影响下游综合污水场的生化处理单元发挥作用。重度污染污水预处理工艺对生物降解性能调控作用不足，不利于劣质重油加工污水的综合达标或深度处理回用。解决的方案只能是对重度污染污水进行生物降解性能的调控，通过对上游水质的改善来保障下游污水场的长期稳定达标。
实用新型内容本实用新型的目的是开发出一种劣质重油污水净化与生化降解耦合装置，减少劣质重油加工重度污染污水的污染物负荷，同时改善重度污染污水的生物降解性能，保障下游综合污水处理场生化处理单元发挥高效作用，从而促进外排污水全面满足《国家污水综合排放标准》(GB8978-1996)中一级标准与辽宁省新《污水综合排放标准》(DB21/1627-2008)。劣质重油加工重度污染污水的水质净化与生物降解性能调控耦合装置由臭氧发生系统、高压溶气-接触反应系统、气浮系统三个部分组成；臭氧发生系统由制氧机和臭氧发生器构成，高压溶气-接触反应系统由气液混输泵和溶气-反应器构成，气浮系统由气浮池构成；臭氧发生器通过气液混输泵和溶气-反应器连接，溶气-反应器通过气浮池底部的分布器与气浮池连通；气浮池为一密闭箱体，气浮池内一侧设有隔板，将气浮池分割成气浮和清水两个空间，在隔板下部开有连通口将气浮和清水两个空间连通，在隔板上部气浮侧设有逆流槽，逆流槽通过管线与气液混输泵进口连接，在隔板气浮侧中下部空间由挡板分成若干个空间，每个空间通过分布器与溶气-反应器连通，气浮侧顶部设有刮油机，溶气-反应器中内装填载铜活性炭催化剂。(I)臭氧发生系统由臭氧发生器与其配套制氧机构成，保障劣质重油加工重度污染污水生化性能调控所需要的臭氧量；(2)高压溶气-接触反应系统由气液混输泵与溶气-反应器构成，O3与劣质重油加工重度污染污水在气液混输泵作用下呈饱和态互溶，进入高压溶气-接触反应系统，在
0.3-0. 6MPa、70-80°C下，臭氧/催化剂协同作用，与污水中的极性污染物充分接触反应，实现对有毒、大分子难降解有机污染物的降解，提高污水生化性。(3)气浮系统臭氧催化氧化后的劣质重油加工重度污染污水(或与絮凝剂充分混合)进入气浮系统，利用剩余臭氧继续深化氧化反应，同时利用臭氧的氧化破乳作用，使溶解油、SS与水体分离，完成非溶解性污染物与水体的分离、剩余臭氧分解释放，出水排入综合污水场。劣质重油加工重度污染污水的水质净化与生物降解性能调控耦合装置的特点是:(I)采用空气作为臭氧发生器气源，配合制氧机使用，可实现在无商品氧消耗条件下产生较高浓度臭氧(也可考虑空分装置富氧气收集使用，进一步降低电耗)；(2)高压溶气-接触反应系统内装填载铜活性炭催化剂；(3)臭氧呈过饱和态与质重油加工重度污染污水互溶，臭氧气泡直径平均15微米，臭氧与污水接触面积大；进入接触反应系后，维持较高压力与温度(0. 3-0. 6MPa,70-80°C )，利于臭氧催化氧化反应进行；溶气-反应时间维持在15min以上；(4)气浮池的设计采用“浅池理论”，实现较短停留时间内的污染物有效去除；密闭设计，设臭气收集系统，剩余臭氧能够与挥发出的有机废气继续反应，初步实现气体除臭;(5)在污水生化降解性能较好的条件下，可直接以空气溶气，此时设备为一台DAF气浮机；在污水生化降解性能较差的条件下，气浮后出水可重新回流至“高压溶气-接触反应系统”，进一步深化处理。利用本发明专利设计了 0. 5m3/hr劣质重油加工重度污染污水的水质净化与生化性调控耦合装置样机，并利用辽河石化公司超稠油污水预处理装置的出水进行了重度污染污水水质净化与生化性调控现场试验研究。劣质重油加工重度污染污水的水质净化与生化性调控耦合装置样机的运行参数如下进水0. 5m3/hr,溶气压力0. 45MPa，溶气温度75°C，臭氧催化氧化接触时间20min，催化剂为载铜活性炭，臭氧投加量平均100mg/L污水，回流比25%。工艺装置进水的CODcr平均为3960mg/L,石油类平均为86mg/L, SS平均为21mg/L, B0D5/C0Dcr比平均在0. 16以下。工艺装置出水的CODcr平均为2850mg/L，石油类平均为55mg/L，SS平均为17mg/L,B0D5/C0Dcr比平均在0. 21以上，对劣质重油加工重度污染污水生化降解性能的改善能力在30%以上。
图I劣质重油加工重度污染污水的水质净化与生化性调控耦合装置。其中I制氧机，2臭氧发生器，3气液混输泵，4溶气-反应器，5气浮池
具体实施方式本实用新型所述的劣质重油加工重度污染污水的水质净化与生物降解性能调控耦合装置由臭氧发生系统、高压溶气-接触反应系统、气浮系统三个部分组成；臭氧发生系统由制氧机I和臭氧发生器2构成，高压溶气-接触反应系统由气液混输泵3和溶气-反应器4构成，气浮系统由气浮池构成；臭氧发生器2通过气液混输泵3和溶气-反应器4连接，溶气-反应器4通过气浮池底部的分布器与气浮池连通；气浮池为一密闭箱体，气浮池内一侧设有隔板，将气浮池分割成气浮和清水两个空间，在隔板下部开有连通口将气浮和清水两个空间连通，在隔板上部气浮侧设有逆流槽，逆流槽通过管线与气液混输泵3进口连接，在隔板气浮侧中下部空间由挡板分成若干个空间，每个空间通过分布器与溶气-反应器4连通，气浮侧顶部设有刮油机，溶气-反应器4中内装填载铜活性炭催化剂。
权利要求1.一种劣质重油污水净化与生化降解耦合装置，由臭氧发生系统、高压溶气-接触反应系统、气浮系统三个部分组成；其特征在于 臭氧发生系统由制氧机和臭氧发生器构成，高压溶气-接触反应系统由气液混输泵和溶气-反应器构成，气浮系统由气浮池构成；臭氧发生器通过气液混输泵和溶气-反应器连接，溶气-反应器通过气浮池底部的分布器与气浮池连通；气浮池为一密闭箱体，气浮池内一侧设有隔板，将气浮池分割成气浮和清水两个空间，在隔板下部开有连通口将气浮和清水两个空间连通，在隔板上部气浮侧设有逆流槽，逆流槽通过管线与气液混输泵进口连接，在隔板气浮侧中下部空间由挡板分成若干个空间，每个空间通过分布器与溶气-反应器连通，气浮侧顶部设有刮油机。
专利摘要本实用新型涉及一种劣质重油污水净化与生化降解耦合装置；臭氧发生系统由制氧机和臭氧发生器构成，高压溶气-接触反应系统由气液混输泵和溶气-反应器构成，气浮系统由气浮池构成；臭氧发生器通过气液混输泵和溶气-反应器连接，溶气-反应器通过气浮池底部的分布器与气浮池连通；工艺装置出水的CODcr平均为2850mg/L，石油类平均为55mg/L，SS平均为17mg/L，BOD5/CODcr比平均在0.21以上，对劣质重油加工重度污染污水生化降解性能的改善能力在30％以上。
文档编号C02F9/04GK202499773SQ20112052632
公开日2012年10月24日 申请日期2011年12月15日 优先权日2011年12月15日
发明者余昌信, 刘崇华, 刘海澄, 张华 , 方力, 杜德辉, 杨春凤, 王永刚, 相养冬, 阎光绪, 陈春茂, 黄鹤 申请人:中国石油天然气股份有限公司