一种聚合物采油污水深度处理系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种聚合物采油污水深度处理系统。本发明属于污水处理【技术领域】。一种聚合物采油污水深度处理系统，包括隔油机构、缓冲机构、臭氧气浮机构、循环处理反应机构及膜生物反应器；隔油机构油水自然分离进入缓冲机构；缓冲机构的污水经过均质、均量后进入臭氧气浮机构；臭氧气浮机构设有接触区、分离区、出水区、排渣区、出水管道，污水经过絮凝、臭氧化和气浮三重作用后进入循环处理反应机构；循环处理反应机构设有生物选择器、主反应区、集水区、污泥回流管道及曝气管道；膜生物反应器设有膜组件、出水管道和曝气管道，污水经过膜生物反应器生物处理和膜分离后外排。本发明具有处理效率高，出水水质好，结构紧凑，占地小，高效节能等优点。
【专利说明】一种聚合物采油污水深度处理系统
【技术领域】
[0001]本发明属于污水处理【技术领域】，特别是涉及一种聚合物采油污水深度处理系统。
【背景技术】
[0002]目前，油田进入石油开采中后期，聚合物驱油技术在油田得到广泛应用。聚合物采油污水具有水量大、成分复杂和难以处理的特点，其中高黏度、强乳化稳定性和可生化性更差是其区别于其它采油污水的主要特征，使得油田已建含油污水处理站的处理能力显著下降。同时随着环保意识提高、水资源日趋紧张，含油污水处理技术面临严峻挑战，其发展对油田的生存和发展起着举足轻重的作用。
[0003]现有的炼油厂含油污水处理大部分采用“隔油除油一气浮(或混凝、沉淀)一生化”三段处理工艺，再辅以阻垢、缓蚀、杀菌、膜处理或物理化学法处理等。“老三套”方法虽然有一定的效果，但是还存在很多问题，如隔油池只能去除大粒径的油珠，不能去除水中乳化油和溶解油；气浮法采用空气作为气源，处理效果在一定范围内达到极限，不能达到高浓度污水的生化进水要求；经过前段物化处理后油田含油污水的COD —般在300~500mg/L，但污水中的有机物属于难生物降解物质，污水中含盐量高，可生化性差，因此生化法处理油田含油污水的效果不是很理想。与常规水处理工艺相比，膜分离技术出水水质更好，无需投加化学药剂，自动化程度高，占地面积小，但是随着运行时间增加，膜通量成倍下降，使得出水水质恶化和需进行高频率的清洗，最终运行成本和基建投资高。这些技术都存在“二次污染”及投资大等技术问题。
【发明内容】
[0004]本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种聚合物采油污水深度处理系统。
[0005]本发明的目的是提供一种具有处理效率高，出水水质好，且具有系统结构紧凑、占地面积小、自动化控制、高效节能等特点的聚合物采油污水深度处理系统。
[0006]本发明针对现有含油污水生化处理系统占地面积大、污泥膨胀、脱氮除磷效果不理想、运行周期长等问题，采用循环式活性污泥工艺(CAST工艺)作为一级生化处理。CAST工艺集曝气与沉淀于同一池内，布置紧凑、占地省。污水分批进入机构，按曝气、沉淀、排水、闲置四个阶段完成一个操作周期，各阶段的长短均可根据进水、出水水质及污水量的变化灵活调整，抗水质、水量冲击能力较大。CAST机构前端设置生物选择器，臭氧气浮来水首先进入生物选择器，与从主反应区回流的活性污泥混合，减少进水有机物浓度变化，选择有益生物菌群，有效防止污泥膨胀，处理效果好。 CAST机构缺氧和好氧交替进行，能更好的实现脱氮除磷。
[0007]膜生物反应器(MBR)是生物处理与膜分离相结合而成的一种高效污水处理新工艺。其工作原理是利用反应器的好氧微生物降解污水中的有机污染物，同时利用反应器内硝化细菌转化污水中的氨氮，通过膜的截留作用，维持高的生物量浓度，提高体积负荷，降低污泥负荷，具有极强的抗冲击能力，并且剩余污泥量少。MBR出水水质更好，无需投加化学药剂，自动化程度高，占地面积小，但是MBR对进水水质尤其是含油量有着严格的要求。鉴于此，本发明将MBR工艺设置在臭氧气浮工艺及CAST工艺后，聚合物含油污水经过臭氧气浮机构絮凝、臭氧化和气浮三重作用及CAST机构生化处理后，出水水质可满足MBR的进水水质要求，有效控制膜污染，保证出水水质，同时降低了清洗频率，增加膜寿命，从而减少了成本。MBR机构设置反冲洗管道，一部分出水经反冲洗管道进入MBR膜中冲洗膜孔，使膜孔通畅，必要的反冲洗减少了 MBR膜的更换次数，简化了反洗处理过程，节约了成本。
[0008]控制系统选择PLC控制器。PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子机构。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。
[0009]本发明聚合物采油污水深度处理系统所采取的技术方案是:
[0010]一种聚合物采油污水深度处理系统，其特点是:处理系统包括隔油机构、缓冲机构、臭氧气浮机构、循环处理反应机构及膜生物反应器；隔油机构设有进水管道和出水管道，聚合物采油污水经过进水管道进入隔油机构，油水自然分离后污水经出水管道进入缓冲机构；缓冲机构设有出水管道，缓冲机构的污水经过均质、均量后经出水管道进入臭氧气浮机构；臭氧气浮机构设有接触区、分离区、出水区、排渣区及出水管道，污水经过絮凝、臭氧化和气浮三重作用后进入出水区经出水管道进入循环处理反应机构，油渣进入排渣区排出；循环处理反应机构设有生物选择器、主反应区、集水区、污泥回流管道及曝气管道，污水经过循环处理反应机构除碳、脱氮除磷处理后经出水管道进入膜生物反应器，曝气管道为循环处理反应机构生物反应提供氧气，活性污泥由主反应区经过污泥回流管道回流到生物选择器以便于选择优势菌种；膜生物反应器设有膜组件、出水管道和曝气管道，污水经过膜生物反应器生物处理和膜分离后经出水管道外排，曝气管道为生物反应提供氧气并对膜进行空气清洗。
[0011]本发明聚合物采油污水深度处理系统还可以采用如下技术方案:
[0012]所述的聚合物采油污水深度处理系统，其特点是:隔油机构设有出油管道，聚合物采油污水经过隔油机构进行油水自然分离后污油经出油管道排出。隔油机构是利用油与水之间的相对密度差，通过油粒自然上浮到水面，然后将油除去的方法，主要用于去除污水中直径较大的粗分散性可浮油粒。
[0013]所述的聚合物采油污水深度处理系统，其特点是:臭氧气浮机构设有排渣管道，油渣进入排渣区经排渣管道排出。臭氧气浮机构以臭氧代替空气作为溶气气源，在分离器内部释放产生均匀臭氧微气泡，同时实现臭氧气泡与污染物的接触粘附和对污染物的氧化过程，最终完成气浮分离。
[0014]所述的聚合物采油污水深度处理系统，其特点是:循环处理反应机构将曝气池与沉淀池合二为一， 即生化反应和泥水分离在同一反应池中进行，污水分批进入机构，按曝气、沉淀、排水、闲置四个阶段完成一个操作周期，机构前端设置生物选择器。
[0015]所述的聚合物采油污水深度处理系统，其特点是:膜生物反应器设有反冲洗管道，对膜组件进行反冲洗。膜生物反应器将膜分离技术与生物处理技术相结合，对污染物的去除率高，抗污泥膨胀能力强，脱氮除磷，出水水质稳定可靠，去除SS、浊度、细菌和病毒等。[0016]本发明具有的优点和积极效果是:
[0017]聚合物采油污水深度处理系统由于采用了本发明全新的技术方案，与现有技术相t匕，本发明针对聚合物采油污水成分复杂、高黏度、强乳化稳定性和可生化性更差等特点以及气浮法在含油污水处理过程中局限性，利用臭氧代替空气与气浮结合。臭氧具有极强的氧化，仅次于氟，高于氯和高锰酸钾，且臭氧在水中可短时间内自行分解，没有二次污染。通过高压溶气，增加臭氧在水中的溶解，提高臭氧有效利用率，并且使常规的气液界面氧化转化为液液体系内的氧化，强化了臭氧气体与聚合物及其他污染物的传质作用，从而提高了气浮的去除效率，满足生化进水要求。
[0018]本发明针对聚合物的存在严重干扰絮凝剂使用效果，使絮凝作用变差，大大增加了药剂的用量的问题，利用臭氧强氧化性使部分聚合物氧化分解成易生化降解的小分子有机物，且在臭氧气浮机构设置接触区使来自缓冲池的聚合物采油污水与臭氧溶气水充分接触粘附，不仅导致有效的预臭氧化，而且在水流上升的过程中强化絮凝作用，减少絮凝剂的投加量控制二次污染。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1是本发明聚合物采油污水深度处理系统结构示意图。
[0020]图中，1-隔油机构，2-缓冲机构，3-臭氧气浮机构，4-CAST机构，5-MBR机构，6_释放器，7-接触区，8-分离区，9-出水区，10-排渣区，11-生物选择器，12-主反应区，13-集水区，14-MBR膜组件，gl-进水管道，g2-隔油机构出水管道，g3-缓冲机构出水管道，g4_臭氧气浮出水管道，g5-CAST机构出水管道，g6-出水管道，gl~出油管道，g8-排渣管道，g9-溶气水管道，glO-污泥回流管道，gl1-CAST机构曝气管道，gl2-反冲洗管道，gl3-MBR机构曝气管道。
【具体实施方式】
[0021]为能进一步了解本发明的
【发明内容】
、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下:
[0022]参阅附图1
[0023]实施例1
[0024]一种聚合物采油污水处理系统，包括隔油机构、缓冲机构、臭氧气浮机构、循环处理反应机构及膜生物反应器。所述隔油机构上设有进水管道、出油管道和出水管道，聚合物采油污水经过进水管道进入隔油机构，油水自然分离后污油经出油管道排出，污水经出水管道进入缓冲机构。所述缓冲机构上设有出水管道，缓冲机构的污水经过均质、均量后经出水管道进入臭氧气浮机构。所述臭氧气浮机构上设有的接触区、分离区、出水区、排渣区、排渣管道、溶气水管道、出水管道，污水经过絮凝、臭氧化和气浮三重作用后进入出水区经出水管道进入循环处理反应机构，油渣进入排渣区经排渣管道排出。所述循环处理反应机构上设有的生物选择器、主反应区、集水区、污泥回流管道及曝气管道，污水经过循环处理反应机构除碳、脱氮除磷处理后经出水管道进入膜生物反应器，曝气管道为生物反应提供必需的氧气，活性污泥由主反 应区经过污泥回流管道回流到生物选择器以便于选择优势菌种。所述膜生物反应器上设有膜组件、出水管道、曝气管道及反冲洗管道，污水经膜生物反应器生物处理和膜分离后经出水管道达标外排，曝气管道为生物反应提供必需的氧气同时对膜进行空气清洗。
[0025]本实施例的具体结构及其工作过程:
[0026]如图1所示。一种聚合物采油污水深度处理系统，包括隔油机构1、缓冲机构2、臭氧气浮机构3、CAST机构4、MBR机构5。所述隔油机构I上设有进水管道gl、出油管道g7和隔油机构出水管道g2。所述缓冲机构2上设有缓冲机构出水管道g3。所述臭氧气浮机构3上设有接触区7、分离区8、出水区9和排渣区10、排渣管道g8、溶气水管道g9、出水管道g4。所述CAST机构4上设有生物选择器11、主反应区12、集水池13、污泥回流管道glO及曝气管道gll。所述MBR机构5上设有MBR膜组件14、出水管道g6、反冲洗管道gl2及曝气管道gl3。所述隔油机构I通过出水管道g2与缓冲机构进水口连接，所述缓冲机构2通过出水管道g3与臭氧气浮机构进水口连接，所述臭氧气浮机构3通过出水管道g4与CAST机构进水口连接，所述CAST机构4通过出水管道g5与MBR机构进水口连接。
[0027]某油田聚合物含油污水经过进水管道gl进入隔油机构1，隔油机构I中的污水经过油水自然分离后，油洛经出油管道g7排出，污水经隔油机构出水管道g2进入缓冲机构2。缓冲机构2中的污水经过均质、均量后经缓冲机构出水管道g3进入臭氧气浮机构3。臭氧溶气水由溶气水管道g9经过释放器6释放与从缓冲机构进来的污水在接触区7进行粘附和氧化，粘附了小气泡的颗粒上浮形成浮渣在分离区8进行分离，污水进入出水区9经臭氧气浮机构出水管道g4进入CAST机构4，油渣进入排渣区10经排渣管道g8排出。CAST机构4中的污水首先进入前端的生物选择器11与经污泥回流管道glO由主反应区12回流的活性污泥混合，使菌种与原污水中的有机物和氮、磷充分接触，然后进入主反应区12进行生物处理，处理后的污水进入集水区13经CAST机构出水管道g5进入MBR机构5，CAST机构4的曝气管道gll为CAST工艺生物处理提供必需的氧气。MBR机构5的污水经过MBR处理后经出水管道g6达标外排，部分出水经反冲洗管道gl2进入MBR膜组件14中冲洗膜孔，使膜孔畅通，MBR机构5的曝气gl3为生物反应提供必需的氧气同时对膜进行清洗。
[0028]隔油机构是利用油与水之间的相对密度差，通过油粒自然上浮到水面，然后将油除去的方法，主要用于去除污水中直径较大的粗分散性可浮油粒；臭氧气浮机构以臭氧代替空气作为溶气气源，在分离器内部释放产生均匀臭氧微气泡，同时实现臭氧气泡与污染物的接触粘附和对污染物的氧化过程，最终完成气浮分离，满足生化进水要求。CAST机构将曝气池与沉淀池合二为一，即生化反应和泥水分离在同一反应池中进行，污水分批进入机构，按曝气、沉淀、排水、闲置四个阶段完成一个操作周期，机构前端设置生物选择器优选菌群，有效防止污泥膨胀，处理效果好，满足MBR进水要求。MBR机构将膜分离技术与生物处理技术相结合，对污染物的去除率高，抗污泥膨胀能力强，脱氮除磷，出水水质稳定可靠，去除
SS、浊度、细菌和病毒等。
[0029]本发明采用PLC控制各机构的运作及各管道的开闭，保证各部分协调运作。
[0030]本实施例实现了聚合物含油污水深度处理，具有所述的处理效率高，出水水质好，且该系统结构紧凑、占地面积小、自动化控制、高效节能等积极效果。
【权利要求】
1.一种聚合物采油污水深度处理系统，其特征是:处理系统包括隔油机构、缓冲机构、臭氧气浮机构、循环处理反应机构及膜生物反应器；隔油机构设有进水管道和出水管道，聚合物采油污水经过进水管道进入隔油机构，油水自然分离后污水经出水管道进入缓冲机构；缓冲机构设有出水管道，缓冲机构的污水经过均质、均量后经出水管道进入臭氧气浮机构；臭氧气浮机构设有接触区、分离区、出水区、排渣区、出水管道，污水经过絮凝、臭氧化和气浮三重作用后进入出水区经出水管道进入循环处理反应机构，油渣进入排渣区排出；循环处理反应机构设有生物选择器、主反应区、集水区及曝气管道，污水经过循环处理反应机构除碳、脱氮除磷处理后经出水管道进入膜生物反应器，曝气管道为循环处理反应机构生物反应提供氧气；膜生物反应器设有膜组件、出水管道和曝气管道，污水经过膜生物反应器生物处理和膜分离后经出水管道外排，曝气管道为生物反应提供氧气同时对膜进行空气清洗。
2.根据权利要求1所述的聚合物采油污水深度处理系统，其特征是:隔油机构设有出油管道，聚合物采油污水经过隔油机构进行油水自然分离后污油经出油管道排出。
3.根据权利要求1所述的聚合物采油污水深度处理系统，其特征是:臭氧气浮机构设有排渣管道，油渣进入排渣区经排渣管道排出。
4.根据权利要求1所述的聚合物采油污水深度处理系统，其特征是:循环处理机构设有污泥回流管道，活性污泥由主反应区回流到生物选择器。
5.根据权利要求1所述的聚合物采油污水深度处理系统，其特征是:膜生物反应器设有反冲洗管道，对膜组件进行反冲洗。
【文档编号】C02F9/14GK103466895SQ201310442433
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2013年9月25日 优先权日:2013年9月25日
【发明者】陈素宁 申请人:天津亿利科能源科技发展股份有限公司