一种钻井废弃物的资源化利用工艺的制作方法_3

文档序号:9778592阅读:来源:国知局
过程可分为四个阶段,即水解阶段、酸化阶段、酸衰退阶段和甲烷化 阶段。而在水解酸化池中把反应过程控制在水解与酸化两个阶段。在水解阶段,组合填料可 使固体有机物质降解为溶解性物质,大分子有机物质降解为小分子物质。在产酸阶段,碳水 化合物等有机物降解为有机酸,主要是乙酸、丁酸和丙酸等。水解和酸化反应进行得相对较 快,一般难于将它们分开,此阶段的主要微生物是水解-酸化细菌。
[0076] 废水经过水解酸化池后可以提高其可生化性,降低污水的pH值,减少污泥产量,为 后续好氧生物处理创造了有利条件。组合填料设置在水解酸化池可以提高整个系统对有机 物和悬浮物的去除效果,减轻好氧系统的有机负荷,使整个系统的能耗相比于单独使用好 氧系统大为降低。
[0077] 2)接触氧化池
[0078]接触氧化法是一种兼有活性污泥法和生物膜法特点的废水生化处理法。这种方法 的主要设备是生物接触氧化池。在曝气池中装有塑料蜂窝填料,填料被水浸没,用鼓风机在 填料底部曝气充氧,这种方式称为鼓风曝气;空气能自下而上,夹带待处理的废水,自由通 过滤料部分到达地面,空气逸走后,废水则在滤料间格自上向下返回池底。活性污泥附在填 料表面,不随水流动,因生物膜直接受到上升气流的强烈搅动,不断更新,从而提高了净化 效果。生物接触氧化法具有处理时间短、体积小、净化效果好、出水水质好而稳定、污泥不需 回流也不膨胀、耗电小等优点。接触氧化池具有以下特点:①填料比表面积大,池内充氧条 件好,接触氧化池内单位容积的生物量高于活性污泥法曝气池及生物滤池,因此,它可以达 到较高的容积负荷;②由于相当一部分微生物固着生长在填料表面,运行管理方便;③由于 池内固着量多,水流属完全混合型,因此它对水质、水量的骤变有较强的适用能力;④因污 泥浓度高,当有机负荷较高是其F/M仍保持在一定的水平,因此污泥产量可相当于或低于活 性污泥法。
[0079]本处理工段位于水解酸化后,经过水解酸化后污水的可生化性大大提高,好氧处 理工艺采用接触氧化生物膜法技术,能够显著去除废水中溶解性和胶体有机污染物,同时 具有同步硝化反硝化,本处理工段,在有效的微电解、厌氧处理后处理效果将显著提高,为 高级处理创造良好条件。
[0080] 废水生物处理工段工艺流程图见图3,经过生化处理后的出水清液进入深度处理 工段进一步处理,生化过程所产生的有机污泥进入污泥处置工段。
[0081 ] (3)深度处理工段
[0082] 为实现污水处理的资源化,使处理出水能够达到《城市污水再生利用城市杂用水 水质》中城市绿化水质指标,深度处理工段的主要任务在于降低水体矿化度,即脱除水中溶 解性无机盐。为此,本发明采用高级氧化+BAF+膜处理+MVR的处理流程,通过膜过滤作用先 将可回收利用的淡水从污水水体中分离出来,对水中的无机盐进行浓缩,以减少高浓盐水 的处理量;对于剩余的高浓盐水采用MVR技术进行蒸发脱盐,使无机盐以结晶体的形式从水 体中脱除;为保证处理用膜元件的稳定性和可靠性,延长膜元件的使用寿命,在污水进膜 前,通过高级氧化技术+BAF生化的技术进一步降低水体中难降解的有机物含量,并起到过 滤除浊的作用。
[0083] 1)臭氧催化氧化
[0084] 经前处理中的生化处理后,出水中有机物含量可以控制在100mg/L以下,但水体中 仍会残留少量难生化降解的胶体或溶解态有机污染物,为使这部分有机物能够得以去除, 在生化处理后加入臭氧催化氧化设备。
[0085]臭氧催化氧化采用一系列臭氧催化氧化除污方法,通过引发具有强氧化能力的羟 基自由基和臭氧,强化分解水中高稳定性、难降解有机污染物,对难降解有机物的分解效率 较单纯臭氧氧化提高数倍,同时,催化剂还可提高水中臭氧能力,增加水中溶解氧的浓度, 并强化后续生物处理工段的除污效果。
[0086] 2)曝气生物滤池(BAF)
[0087]曝气生物滤池是90年代初兴起的污水处理新工艺,已在欧美和日本等发达国家广 为流行。该工艺具有去除SS、COD、BOD、硝化、脱氮、除磷、去除AOX (有害物质)的作用,其特点 是集生物氧化和截留悬浮固体与一体,节省了后续沉淀池(二沉池),其容积负荷、水力负荷 大,水力停留时间短,所需基建投资少,出水水质好:运行能耗低,运行费用省。
[0088] BAF属第三代生物膜反应器,不仅具有生物膜工艺技术的优势,同时也起着有效的 空间过滤作用,通过使用特殊的滤料和正确的配气设计,BAF具有以下工艺特点;
[0089]采用气水平行上向流,使得气水进行极好均分,防止了气泡在滤料层中凝结核气 堵现象,氧的利用率高,能耗低;与下向流过滤相反,上向流过滤维持在整个滤池高度上提 供正压条件,可以更好的避免形成沟流或短流,从而避免通过形成沟流来影响过滤工艺而 形成的气阱;
[0090] 上向流形成了对工艺有好处的半柱推条件,即使采用高过滤速度和负荷,仍能保 证BAF工艺的持久稳定性和有效性;
[0091] 采用气水平行上向流,使空间过滤能被更好的运用,空气能将固体物质带入滤床 深处,在滤池中能得到高负荷、均匀的固体物质,从而延长了反冲洗周期,减少清洗时间和 清洗时用的气水量;
[0092] 滤料层对气泡的切割作用事使气泡在滤池中的停留时间延长,提高了氧的利用; 由于滤池极好的截污能力,使得BAF后面不需再设二次沉淀池;
[0093] 3)反渗透膜处理
[0094]反渗透是60年代发展起来的膜分离技术,是依靠反渗透膜在压力下使溶液中的溶 剂与溶质进行分离的过程。本发明通过两级反渗透装置来实现淡水的分离与盐水的浓缩。 [0095]经过一系列处理后的混合液在进膜前其溶解性固体总量达6000mg/L左右,为尽量 提高反渗透处理的回收率,减小MVR蒸发脱盐系统的运行负荷,本发明采用两级反渗透系 统,分别采用低压抗污染RO膜和高压海水淡化膜进行含盐水浓缩,两级反渗透所产淡水水 质满足《城市污水再生利用城市杂用水水质》中城市绿化水质指标。
[0096] 4)MVR 处理
[0097] 早在60年代,德国和法国已成功的将该技术用于化工、食品、造纸、医药、海水淡化 及污水处理等领域。多效蒸发过程中,蒸发器某一效的二次蒸汽不能直接作为本效热源,只 能作为次效或次几效的热源。如作为本效热源必须额外给其能量,使其温度(压力)提高。蒸 汽喷射栗只能压缩部分二次蒸汽,而MVR蒸发器则可压缩蒸发器中所有的二次蒸汽。
[0098]蒸发器其工作过程是将低温位的蒸汽经压缩机压缩,温度、压力提高,热焓增加, 然后进入换热器冷凝,以充分利用蒸汽的潜热。除开车启动外,整个蒸发过程中无需生蒸 汽。从蒸发器出来的二次蒸汽,经压缩机压缩,压力、温度升高,热焓增加,然后送到蒸发器 的加热室当作加热蒸汽使用,使料液维持沸腾状态,而加热蒸汽本身则冷凝成水。这样,原 来要废弃的蒸汽就得到了充分的利用,回收了潜热,又提高了热效率,生蒸汽的经济性相当 于多效蒸发的30效。为使蒸发装置的制造尽可能简单和操作方便,经常使用单效离心再压 缩器,也可以是高压风机或透平压缩器。这些机器在1:1.2到1: 2压缩比范围内其体积流量 较高。对于低的蒸发速率,也可用活塞式压缩机、滑片压缩机或是螺杆压缩机。蒸发设备紧 凑,占地面积小、所需空间也小。又可省去冷却系统。对于需要扩建蒸发设备而供汽、供水能 力不足、场地不够的现有工厂,特别是低温蒸发需要冷冻水冷凝的场合,可以收到既节省 投资又取得较好的节能效果。
[0099]本发明采用MVR设备作为高盐浓水的最终处理,所产生的结晶盐经干燥后作为资 源外卖,蒸发过程所产生的冷凝水在冷却后补充到反渗透出水中用于园区绿化。
[0100] 废水深度处理工段流程图见图4。
[0101] (4)有机污泥处理及处置工段
[0102] 来自预处理工段和生物处理工段的污泥在污泥处理工段混合后,通过生物堆技术 进行无害化处理,生物堆技术是一种异位处理固态废渣和污土的方法。用生物堆进行修复 的过程中,污染的钻井废弃物被堆置在一个处理基台上,一般采用生物强化的手段直接加 入土著高效降解菌,然后控制合适的处理条件(pH、温度、湿度、溶氧等)使微生物对污染物 进行降解。在土著高效菌种筛选上,从污染场地的样品中筛选驯化出高效的污染物降解菌 株,然后通过发酵培养,制成菌剂。
[0103] 通过生物堆技术处理后产生的无害化废弃物用于地貌恢复和绿化造林:经无害化 处理的废弃物将采取就地掩埋、覆土、植树造林的方式处置。为了确保评估环境影响,防止 任何二次污染,掩埋场地将建围挡,禁止外人出入。绿化的植物需要结合当地的自然特点, 比如种植樟科树种等常绿阔叶林树木,同时配合种植棘刺灌木等低矮植物。
[0104] 1)生物堆技术简述
[0105] 生物堆系统设计见图5,通常将固态废渣堆放形成上升的斜坡,堆高可以达到2m,
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