用于炼油污水的厌氧水解酸化-竖流式好氧生化联合处理装置及其处理工艺的制作方法

本发明涉及污水处理设备技术领域，特别涉及一种适用于石油、化工、钢铁、煤气发生

站、机械加工等行业需生化处理的废水的用于炼油污水的厌氧水解酸化和竖流式好氧生化联

合处理装置及其处理工艺。

背景技术：

随着国家对环保管控力度的加大，如何保证工业污水的稳定达标排放，同时高效、无二次污染的处理污水，成为中国污水处理行业的永恒主题。

目前，石油化工行业产生的炼油污水处理方法主要是生物法，生物法分为活性污泥法和生物膜法。活性污泥法主要有水解酸化法、氧化沟法、间歇式活性污泥法等。生物膜法主要有曝气生物滤池、接触氧化法、厌氧滤床反应器（af）等。

生物法已存在一个多世纪，目前已经被广泛应用，但其处理设施依然是一种构筑物-曝气池。曝气池是应用好氧微生物降解污水中有机物的构筑物。池内提供好氧微生物所需要的氧量、污水与活性污泥充分混合时间及微生物生长繁殖的条件。池面一般为长方体、正方体及圆形等，导致其占地面积比较大。敞开式生化反应器会产生大量voc废气，该气体不易收集，对周边环境造成一定污染。构筑物检修维护难，容易出现污水渗漏，进而污染周边土壤和地下水。

另外，为了达到国家环保要求排放标准，污水处理厂生化污水处理流程一般由4~5种工艺组合，对于一些排放标准严格地区，需组合的工艺更多，造成现有污水处理工艺流程长，处理工艺复杂。现有炼厂“接触氧化-水解酸化-氧化沟-二沉池”为核心的炼油污水处理工艺，存在工艺流程长、占地面积大、voc难收集等问题。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术存在的不足，提供一种装置化操作、占地面积小、密闭化、工艺流程短、简易化、且将活性污泥法和生物膜法有效结合的用于炼油污水的厌氧水解酸化和竖流式好氧生化联合处理装置。

本发明还提供了一种上述用于炼油污水的厌氧水解酸化-竖流式好氧生化联合处理装置的处理工艺。

一种用于炼油污水的厌氧水解酸化-竖流式好氧生化联合处理装置，包括从左至右设置的厌氧水解酸化装置和竖流式好氧生化装置。

厌氧水解酸化装置包括厌氧水解酸化装置主体反应器、第一污泥回流泵。厌氧水解酸化装置主体反应器内从下至上依次设有污泥悬浮层、污泥分离层、填料层。厌氧水解酸化装置主体反应器的下部设有一组第一进水口，第一进水口与进水管相连通。第一污泥回流泵的一端与污泥悬浮层的上部相连通，另一端与厌氧水解酸化装置主体反应器的底部相连通。填料层内固定有生物载体。厌氧水解酸化装置主体反应器的顶部设有第一排气管。第一排水管的一端与填料层相连通，另一端与竖流式好氧生化装置相连通。

竖流式好氧生化装置包括竖流式好氧生化装置主体反应器、供风管、第二污泥回流泵、二沉池。二沉池设置在竖流式好氧生化装置主体反应器的右侧。竖流式好氧生化装置主体反应器内从下至上设有曝气层、悬浮填料流化层。竖流式好氧生化装置主体反应器的底部设有第二进水口，第二进水口与第一排水管相连通。竖流式好氧生化装置主体反应器上对应曝气层的上部和下部各设有一组与曝气层相连通的曝气管，供风管的一端与氧气补给设备相连通，另一端与二组曝气管相连通。

悬浮填料流化层内填充有悬浮球生物载体。竖流式好氧生化装置主体反应器的顶部设有第二排气管。第二排水管的一端与竖流式好氧生化装置主体反应器的顶部相连通，另一端与二沉池的内部相连通。二沉池的底部设有第一排泥口。第二污泥回流泵的一端与第一排泥口相连通，另一端与第二进水口相连通。排泥管的一端与第一排泥口相连通。二沉池内的上部设有出水堰，第三排水管的一端与出水堰的内部相连通。

在其中一个实施例中，一组第一进水口在厌氧水解酸化装置主体反应器的下部的同一平面圆周内均匀分布。

在其中一个实施例中，所述污泥分离层呈文丘里管状，厌氧水解酸化装置主体反应器的下部为倒锥体状。

厌氧水解酸化装置主体反应器为圆柱形，且其高径比为10:1～15:2。

竖流式好氧生化装置主体反应器为圆柱形，且其高径比为10:1～15:2。

在其中一个实施例中，所述厌氧水解酸化装置主体反应器上对应污泥悬浮层的上部和中部各设有一个第二排泥口，第二排泥口也作为第一采样口。

所述竖流式好氧生化装置主体反应器上对应曝气层的上部和中部各设有一个第三排泥口，第三排泥口也作为第二采样口。

在其中一个实施例中，所述生物载体为表面亲水改性的弹性立体生物载体，生物载体通过载体支架固定于填料层内，填料层中生物载体间距为10～30cm,厌氧水解酸化装置主体反应器的顶部设有第一压力表。

所述悬浮填料流化层的底部和顶部都设有矩形栅栏，用于防止悬浮球生物载体流出悬浮填料流化层。悬浮球生物载体通过矩形栅栏填充于悬浮填料流化层内，悬浮球生物载体的填充率为40%～75%，竖流式好氧生化装置主体反应器的顶部设有第二压力表。

在其中一个实施例中，曝气管的开孔方向与平面呈10～45°，供风管与曝气层下部的曝气管221之间设有流量计，所述氧气补给设备为风机。

在其中一个实施例中，所述用于炼油污水的厌氧水解酸化-竖流式好氧生化联合处理装置采用全密闭式结构。

在其中一个实施例中，进水管上设有第一阀门。第一污泥回流泵与厌氧水解酸化装置主体反应器的底部之间设有第二阀门和第三阀门。第一排气管上设有第四阀门。第一排水管上靠近第二进水口的那端设有第五阀门。流量计与曝气管之间设有第六阀门。供风管与曝气层上部的曝气管之间设有第七阀门。第二排气管上设有第八阀门。第一排泥口处设有第九阀门。排泥管上设有第十阀门。第二污泥回流泵与第二进水口之间设有第十一阀门。第二排泥口处设有第十二阀门。第三排泥口处设有第十三阀门。

一种上述用于炼油污水的厌氧水解酸化-竖流式好氧生化联合处理装置的处理工艺，包括以下步骤：

1）厌氧水解酸化处理：炼油污水从厌氧水解酸化装置主体反应器下部的进水管通过第一进水口进水，依次流经污泥悬浮层、污泥分离层、填料层，对炼油污水进行厌氧水解酸化处理，以降解生物处理难降解的有机物；

与此同时在厌氧水解酸化装置主体反应器内污泥悬浮层上部的污泥经第一污泥回流泵回流至厌氧水解酸化装置主体反应器内的底部与炼油污水充分混合，得到混合液。然后混合液在污泥分离层进行泥水分离，泥水分离后污泥分离层内的上层为上清液，上清液进入填料层，进一步降解胶体物质和可溶性大分子，同时拦截上清液中的微小悬浮物。

厌氧水解酸化装置主体反应器内产生的气体由第一排气管排出集中收集处理。

2）好氧生化处理：厌氧水解酸化装置主体反应器内填料层出来的炼油污水经第一排水管排入竖流式好氧生化装置主体反应器内，依次流经曝气层、悬浮填料流化层，再排入二沉池进行自然沉降泥水分离，与此同时氧气供给设备经供风管通过曝气层上部和下部的曝气管分别向曝气层、悬浮填料流化层充氧。

自然沉降泥水分离后二沉池底部的污泥通过第二污泥回流泵与厌氧水解酸化装置主体反应器内填料层出来的炼油污水汇合后经第二进水口回流进竖流式好氧生化装置主体反应器内的曝气层，自然沉降泥水分离后二沉池上部的清水通过出水堰经第三排水管排出。

在竖流式好氧生化装置主体反应器内产生的气体由第二排气管排出集中收集处理。

在其中一个实施例中，步骤1）中，在厌氧水解酸化装置主体反应器内污泥悬浮层上部的污泥经第一污泥回流泵回流至厌氧水解酸化装置主体反应器内的底部与炼油污水充分混合，污泥回流比为100%～500%。

步骤1）中，污泥悬浮层的污泥浓度为4g/l～12g/l。

步骤2）中，曝气层的污泥浓度为4g/l～8g/l，溶解氧为2mg/l～5mg/l。

步骤2）中，二沉池底部的污泥回流比为100%～180%。

本发明的优点及其有益效果：

1、本发明通过采用活性污泥法、生物膜法有效联合串联运行，提高了生化反应速率，简化了炼油污水处理工艺流程。

2、本发明通过将厌氧水解酸化装置、竖流式好氧生化装置设计为圆柱体状，有一定高径比，节约占地面积，易于设备维修维护，避免对周边土壤与地下水造成的污染，实现了污水处理装置化。

3、本发明采用全密闭式结构（即将厌氧水解酸化装置主体反应器、竖流式好氧生化装置主体反应器封顶），厌氧水解酸化装置主体反应器顶部设置第一排气管，竖流式好氧生化装置主体反应器顶部设置第二排气管，便于voc废气收集集中处理，实现了污水处理装置密闭化。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的处理工艺的流程图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行全面的描述。附图中给出了本发明的首选实施例。但是，本发明可以以许多不同形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“设置”在另一个元件，它可以是直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是与另一个元件“相连”，它可以是直接连接到另一个元件，或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

实施例1

请参阅图1和图2，一种用于炼油污水的厌氧水解酸化-竖流式好氧生化联合处理装置，包括从左至右设置的厌氧水解酸化装置1和竖流式好氧生化装置2。

具体的，厌氧水解酸化装置1包括厌氧水解酸化装置主体反应器11、第一污泥回流泵12。厌氧水解酸化装置主体反应器11内从下至上依次设有污泥悬浮层111、污泥分离层112、填料层113。厌氧水解酸化装置主体反应器11的下部设有一组第一进水口13，第一进水口13与进水管14相连通。第一污泥回流泵12的一端与污泥悬浮层111的上部相连通，另一端与厌氧水解酸化装置主体反应器11的底部相连通，形成一个污泥循环回路。填料层113内固定有生物载体15。厌氧水解酸化装置主体反应器11的顶部设有第一排气管16。第一排水管10的一端与填料层113相连通，另一端与竖流式好氧生化装置2相连通。

其中，竖流式好氧生化装置2包括竖流式好氧生化装置主体反应器21、供风管22、第二污泥回流泵232、二沉池23。二沉池23设置在竖流式好氧生化装置主体反应器21的右侧。竖流式好氧生化装置主体反应器21内从下至上设有曝气层211、悬浮填料流化层212。

具体的，竖流式好氧生化装置主体反应器21的底部设有第二进水口24。第二进水口24与第一排水管10相连通。竖流式好氧生化装置主体反应器21上对应曝气层211的上部和下部各设有一组与曝气层211相连通的曝气管221，分别供给曝气层211、悬浮填料流化层212微生物所需氧气。供风管22的一端与氧气补给设备相连通，另一端与二组曝气管221相连通。悬浮填料流化层212内填充有悬浮球生物载体25。竖流式好氧生化装置主体反应器21的顶部设有第二排气管226。第二排水管27的一端与竖流式好氧生化装置主体反应器21的顶部相连通，另一端与二沉池23的内部相连通。

具体的，二沉池23的底部设有第一排泥口231。第二污泥回流泵232的一端与第一排泥口231相连通，另一端与第二进水口24相连通，形成一个活性污泥循环回路，维持竖流式好氧生化装置内曝气层较高的污泥浓度。排泥管233的一端与第一排泥口231相连通。二沉池23内的上部设有出水堰234，第三排水管28与出水堰234的内部相连通。

其中，一组第一进水口13在厌氧水解酸化装置主体反应器11的下部的同一平面圆周内均匀分布，使得污泥与炼油污水混合均匀。

具体的，污泥分离层112呈文丘里管状，降低混合液上升流速，当污泥沉降速度大于混合液上升流速，混合液中泥水得到有效分离。厌氧水解酸化装置主体反应器21的下部为倒锥体状，可保证较高的水解酸化效率，同时有效稀释进水，降低异常水质对生化系统冲击。厌氧水解酸化装置主体反应器11为圆柱形，且其高径比为10:1～15:2。竖流式好氧生化装置主体反应器21为圆柱形，且其高径比为10:1～15:2。

具体的，厌氧水解酸化装置主体反应器11上对应污泥悬浮层111的上部和中部各设有一个第二排泥口17，第二排泥口17也作为第一采样口。所述竖流式好氧生化装置主体反应器21上对应曝气层211的上部和中部各设有一个第三排泥口29，第三排泥口29也作为第二采样口。

具体的，生物载体15为表面亲水改性的弹性立体生物载体，生物载体15通过载体支架18固定于填料层113，填料层113中生物载体15间距为10～30cm。生物膜利于水解酸化菌的生长、富集，该段填料层对胶体物质和可溶性大分子有机物继续进行降解，转化为小分子有机物或可溶性物质，同时，拦截在泥水分离区未完全沉降的微小悬浮物。厌氧水解酸化装置主体反应器11的顶部设有第一压力表19。

具体的，所述悬浮填料流化层212的底部和顶部都设有矩形栅栏20，用于防止悬浮球生物载体25流出悬浮填料流化层212。悬浮球生物载体25的填充率为40%～75%。竖流式好氧生化装置主体反应器21的顶部设有第二压力表201。

其中，曝气管221的开孔方向与平面呈10～45°，供风管22与曝气层211下部的曝气管221之间设有流量计222。所述氧气补给设备为风机。

本发明采用全密闭式结构（将厌氧水解酸化装置主体反应器11、竖流式好氧生化装置主体反应器21封顶）。

具体的，进水管14上设有第一阀门141。第一污泥回流泵12与厌氧水解酸化装置主体反应器11的底部之间设有第二阀门121和第三阀门122。第一排气管16上设有第四阀门161。第一排水管10上靠近第二进水口24的那端设有第五阀门101。流量计222与曝气管221之间设有第六阀门223。供风管22与曝气层211上部的曝气管221之间设有第七阀门224。第二排气管26上设有第八阀门261。第一排泥口231处设有第九阀门202。排泥管233上设有第十阀门203。第二污泥回流泵232与第二进水口24之间设有第十一阀门204。第二排泥口17处设有第十二阀门171。第三排泥口29处设有第十三阀门291。

一种上述用于炼油污水的厌氧水解酸化-竖流式好氧生化联合处理装置的处理工艺，包括以下步骤：

1）厌氧水解酸化处理：炼油污水3从厌氧水解酸化装置主体反应器11下部的进水管14通过第一进水口13进水，依次流经污泥悬浮层111、污泥分离层112、填料层113，对炼油污水进行厌氧水解酸化处理，以降解生物处理难降解的有机物，提高炼油污水的可生化性；

与此同时在厌氧水解酸化装置主体反应器11内污泥悬浮层111上部的污泥经第一污泥回流泵12回流至厌氧水解酸化装置主体反应器11内的底部与炼油污水充分混合，以确保污泥处于流化状态，增加炼油污水与微生物接触时间，提高污染物降解速率，得到混合液。然后混合液在污泥分离层112快速进行泥水分离，防止污泥进入填料层堵塞生物膜，泥水分离后污泥分离层112内的上层为上清液，上清液进入填料层113，进一步降解胶体物质和可溶性大分子，同时拦截上清液中的微小悬浮物。

厌氧水解酸化装置主体反应器11内产生的气体（即厌氧水解酸化过程产生的废气）由第一排气管16排出集中收集处理。

2）好氧生化处理：厌氧水解酸化装置主体反应器11内填料层113出来的炼油污水经第一排水管10排入竖流式好氧生化装置主体反应器21内，依次流经曝气层211、悬浮填料流化层212，再排入二沉池23进行自然沉降泥水分离，与此同时氧气供给设备经供风管22通过曝气层211上部和下部的曝气管221分别向曝气层211、悬浮填料流化层212充氧。曝气层211充氧过程中，好氧微生物通过好氧代谢将炼油废水中的可生物降解有机物进一步降解为稳定有机物。而在悬浮填料流化层212充氧，除维持微生物所需氧含量外，还需使炼油污水和污泥的混合液处于较高上升流速，确保填料悬浮球处于悬浮、旋转状态，加大微生物膜与炼油污水接触时间，提高污染物降解速率。

自然沉降泥水分离后二沉池23底部的污泥通过第二污泥回流泵232与厌氧水解酸化装置主体反应器11内填料层113出来的炼油污水汇合后经第二进水口24回流进竖流式好氧生化装置主体反应器21内的曝气层211，自然沉降泥水分离后二沉池23上部的清水4通过出水堰234经第三排水管28排出。

在竖流式好氧生化装置主体反应器21内产生的气体（即好氧生化处理中有机物降解过程中产生气体和曝气充氧多余的气体）由第二排气管26排出集中收集处理。

其中，步骤1）中，在厌氧水解酸化装置主体反应器11内污泥悬浮层111上部的污泥经第一污泥回流泵12回流至厌氧水解酸化装置主体反应器11内的底部与炼油污水充分混合，污泥回流比为100%～500%。

其中，步骤1）中，污泥悬浮层111的污泥浓度为4g/l～12g/l。

其中，步骤2）中，曝气层211的污泥浓度为4g/l～8g/l，溶解氧为2mg/l～5mg/l。

其中，二沉池23底部的污泥回流比为100%～180%。

需要说明的是：排泥管233的设计用于泥量达到一定量的时候，二沉池23底部的污泥从排泥管233排出。

本发明的优点及有益效果：

1、本发明通过采用活性污泥法、生物膜法有效联合串联运行，提高了生化反应速率，简化了炼油污水处理工艺流程。

2、本发明通过将厌氧水解酸化装置、竖流式好氧生化装置设计为圆柱体状，有一定高径比，节约占地面积，易于设备维修维护，避免对周边土壤与地下水造成的污染，实现了污水处理装置化。

3、本发明采用全密闭式结构（将厌氧水解酸化装置主体反应器、竖流式好氧生化装置主体反应器封顶），厌氧水解酸化装置主体反应器顶部设置第一排气管，竖流式好氧生化装置主体反应器顶部设置第二排气管，便于voc废气收集集中处理，实现了污水处理装置密闭化。

以上所述实施例仅表达了本发明的一种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。