页岩油干馏污水生化及深度处理系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种页岩油干馏污水生化及深度处理系统，属于污水处理领域，该系统包括：除油预处理单元、强化硝化生物反应单元和深度处理单元；其中，除油预处理单元设有进水口和出水口；除油预处理单元的出水口与强化硝化生物反应单元、深度处理单元顺次连接；深度处理单元设有出水口。该系统采用强化硝化生物反应单元和深度处理单元配合，强化硝化实现生物脱氮功能，并且通过水解酸化功能，使大量难生物降解的有机物水解酸化，提高生化效率。另外，因污水中碳氮比低，生化系统菌胶团不易形成，采用强化硝化生物反应单元可很好地截留住游离的硝化菌，保障生化系统的硝化和反硝化处理效果。
【专利说明】页岩油干馏污水生化及深度处理系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及污水深度处理领域，特别是涉及一种对含油、高氨氮、高浓度有机物的页岩油干馏污水进行生化及深度处理回用的系统。
【背景技术】
[0002]油页岩是剥离煤层的伴生物，是一种固体可燃性矿产，可通过低温干馏的方法产生类似于天然石油的页岩油。页岩炼油干馏污水主要来源于页岩炼油厂生产过程中产生一定的含油、含有机物、氨氮等污染物废水。页岩炼油干馏温度一般500?550°C，因此页岩油干馏过程的污水含污染物种类繁多、成份复杂，污水中不但含石油类，还含有大量的氨氮、环烷酸类化合物及稠环芳烃等有毒害物质，其特点是污染物浓度高，氨氮在2500mg/L以上、COD在3000-10000mg/L，石油类浓度为200mg/L以上，难降解有机物质多，碳氮比低，是一种较难处理工业废水。
[0003]页岩炼油厂干馏污水处理目前在国内外研究较少。一般页岩炼油厂原有处理工艺简单，只将废水中的石油类部分分离并进行初步沉渣处理后直接回用于浇渣，污水中氨氮、有机污染物大部分没有去除，在回用浇渣循环使用过程中污染物随水蒸汽排放到大气中，影响周围的环境空气质量。随着环境质量标准的提升，环保要求页岩炼油污水须经处理达标后方可回用。
[0004]目前，在页岩油干馏污水处理领域，一些页岩炼油厂已有的污水处理系统设施简陋，预处理工艺系统及设备选择不合理，除油、除渣效果差，导致后续生化工艺单元无法运行，因而达不到预期处理效果，甚至处于完全瘫痪状态形同虚设。另外，页岩油干馏污水处理较难达标的另一方面的主要问题是氨氮浓度高，以往处理高氨氮污水采用前处理首先降低氨氮浓度，常用方法是汽提蒸氨，所用的蒸氨塔蒸汽消耗量一般为100?170kg/m3污水，此法一方面能耗高，另一方面由于受锅炉蒸汽量制约，页岩油厂内无法上汽提蒸氨处理设施，而采用吹脱塔的脱氮方法又存在着很多不足，其能耗大、脱氮效率低，并且需要配套氨的吸收或回收装置，也更增大了物化法脱出氨氮的难度。相比之下，高氨氮污水不经除氨预处理而直接采用生物硝化脱氮成为污水脱氮的主流技术，满足生物脱氮要求主要的生化处理技术为A2/0或A/0工艺，但因高氨氮的页岩油干馏污水碳氮比较低，使得硝化效果不稳定，系统出水氨氮不能达标；近几年来，采用短程硝化一厌氧氨氧化组合新型脱氮工艺技术成为行业关注和研究的对象，然而，由于该工艺对DO、pH、温度及游离氨(FA)、有机物基质的环境条件要求都较高，尤其厌氧氨氧化菌对环境条件非常敏感，系统稳定性较差，且因厌氧氨氧化菌生长缓慢，造成反应器的启动过程十分缓慢，该技术至今尚不够成熟，未能在工程实践中广泛推广应用。
实用新型内容
[0005]本实用新型要解决的技术问题是提供一种页岩油干馏污水生化及深度处理系统，能对含油、高氨氮、高浓度有机物的页岩油干馏污水进行深度处理使出水达标，从而解决现有污水处理设备不能满足处理页岩油干馏污水使其出水达标回用的问题。
[0006]为解决上述技术问题，本实用新型提供一种页岩油干馏污水生化及深度处理系统，该系统包括:
[0007]除油预处理单元、强化硝化生物反应单元和深度处理单元；其中，
[0008]所述除油预处理单元设有进水口和出水口 ；
[0009]所述除油预处理单元的出水口与所述强化硝化生物反应器、深度处理单元顺次连接；
[0010]所述深度处理单元设有出水口。
[0011]本实用新型的有益效果为:该系统通过顺次连接的除油预处理单元、强化硝化生物反应单元和深度处理单元配合，可实现物化、生化及深度处理相结合的方式对页岩油干馏污水处理，去除其中石油类、高浓度氨氮物质、高浓度难降解有机物质等，从而保证强化硝化生物反应单元出水达到浇渣回用标准，深度处理单元出水满足《污水再生利用工程设计规范》(GB/T50335-2002)中“循环冷却系统补充水”标准要求。该系统可处理有机物浓度高，可生化性差的污水，进水COD和氨氮均可高于2500mg/L，并含石油类物质，经系统处理出水水质稳定，满足回用要求，系统耐负荷冲击能力强，运行维护简便，投资及运行成本低，可用于处理含油的高氨氮有机废水。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
[0013]图1为本实用新型实施例提供的页岩油干馏污水生化及深度处理系统的结构示意图；
[0014]图2为本实用新型实施例提供的页岩油干馏污水生化及深度处理系统的具体结构示意图。
【具体实施方式】
[0015]下面对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。
[0016]图1所示为本实用新型实施例提供一种页岩油干馏污水生化及深度处理系统，该系统包括:除油预处理单元100、强化硝化生物反应单元200和深度处理单元300 ；
[0017]其中，除油预处理单元100设有进水口和出水口 ；进水口用于引入污水；
[0018]除油预处理单元100的出水口与强化硝化生物反应单元200、深度处理单元300顺次连接；
[0019]深度处理单元300设有出水口。出水口用于排出好水。
[0020]如图2所示,上述处理系统中，除油预处理单元100包括:[0021]混合反应器1、隔油沉淀池2和气浮池3 ;其中，
[0022]混合反应器I设有进水口 A和出水口；
[0023]混合反应器I的出水口与隔油沉淀池2和气浮池3顺次连接；
[0024]气浮池3设有出水口。
[0025]上述除油预处理单元100中，混合反应器I设有破乳剂甲和破乳剂乙投入口 B ；
[0026]气浮池3设有破乳剂甲和破乳剂乙投加口 C ;
[0027]还包括:破乳剂甲和破乳剂乙投加装置、混合器(图中未示出)；
[0028]混合反应器I的破乳剂甲和破乳剂乙投入口经管路与破乳剂甲和破乳剂乙投加装置连接；
[0029]气浮池3的破乳剂甲和破乳剂乙投加口经管路、混合器与破乳剂甲和破乳剂乙投加装置连接；
[0030]隔油沉淀池2内设有油泥泵和刮泥及刮渣设备。
[0031]上述除油预处理单元100中，气浮池由多级气浮设备串联或并联构成。优选的，气浮池3可采用由一级涡凹气浮与二级溶气气浮串联组成的两级气浮池。这种气浮方式可有效去除油类及灰渣物质，保障后续生化系统运行。
[0032]如图2所示，上述处理系统中，强化硝化生物反应单元200包括:强化硝化生物反应器和MBR反应器；
[0033]其中，强化硝化生物反应器4 (即SDN生物反应器)与MBR反应器5顺次连接；
[0034]MBR反应器5设有出口。
[0035]上述强化硝化生物反应单元200中，强化硝化生物反应器4内分隔为顺次连接的缺氧区和好氧区，缺氧区内设有搅拌装置，好氧区内设有曝气装置，好氧区的末端与缺氧区的前端之间通过设置的回流管F及设置在回流管F上回流装置11连接；
[0036]缺氧区设有调理剂加入口 D ;好氧区设有调理剂加入口 E ；
[0037]还包括:调理剂投加装置(图中未示出)，调理剂投加装置与缺氧区的调理剂加入口连接；调理剂投加装置与好氧区的调理剂加入口连接；
[0038]上述强化硝化生物反应单元200中，MBR反应器5通过回流管G和设置在回流管G上的回流装置9与强化硝化生物反应器4的前端连接(具体可与强化硝化生物反应器4的缺氧区和好氧区的前端连接)；
[0039]MBR反应器的出口通过回用水管与回用浇渣水管L连接。
[0040]如图2所示，上述处理系统中，深度处理系统300包括:
[0041]生物反应器6、深度超滤反应器7和纳滤设备8 ；
[0042]生物反应器6、深度超滤反应器7和纳滤设备8顺次连接；
[0043]生物反应器6设有进水口 ；纳滤设备8设有出水口 K。
[0044]上述深度处理系统300中，深度超滤反应器7通过回流管G及回流装置10与强化硝化生物反应器4和生物反应器6连接；
[0045]生物反应器6内设有曝气装置，生物反应器6设有调理剂加入口，与设置的调理剂投加装置连接，该调理剂投加装置可以是连接于好氧区的调理剂加入口 D的调理剂投加装置。
[0046]纳滤设备8的出口 K作为循环冷却水补充入口。[0047]上述处理系统中，强化硝化生物反应单元200采用强化硝化生物反应器(即SDN生物反应器)与MBR反应器配合，SDN生物反应器包含缺氧区和好氧区，通过好氧区的硝化和缺氧区的硝化实现生物脱氮功能，并且缺氧区兼有水解酸化功能，可使大量难生物降解的有机物水解酸化，提高好氧池生化效率。另外，因污水中碳氮比低，生化系统菌胶团不易形成，采用MBR反应器可很好地截留住游离的硝化菌，保障生化系统的硝化和反硝化处理效果。采用生物反应器与深度超滤反应器和纳滤设备配合，进行深度处理，达到“循环冷却系统补充水”标准。
[0048]下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。
[0049]本实用新型实施例提供的深度处理系统，是一种对含油、高氨氮、高浓度有机物的页岩油干馏污水的生化及深度处理系统，属于高氨氮工业废水处理领域。该系统是由混合反应器、隔油沉淀池、气浮池、强化硝化生物反应器(SDN生物反应器)、MBR、生物反应器、深度超滤、纳滤设备顺次连接而成；
[0050]其中，混合反应器内设有破乳剂甲和破乳剂乙投入口，与破乳剂甲和破乳剂乙投加装置连接。
[0051]隔油沉淀池设有刮泥、刮渣设备及油泥泵。
[0052]气浮池经由混合器与破乳剂甲和破乳剂乙装置连接；气浮池可以为一级，也可以为多级串联或并联。优选可采用由一级涡凹气浮+ 二级溶气气浮组成的两级气浮。
[0053]强化硝化生物反应器内分隔为顺次连接的缺氧区和好氧区，缺氧区内设有搅拌装置，好氧区内设有曝气装置，好氧区的末端通过回流管及回流泵与缺氧区的前端连接；强化硝化生物反应器的缺氧区经管路与调理剂投加装置连接；强化硝化生物反应器的好氧区和生物反应器经管路与调理剂投加装置连接。
[0054]强化硝化生物反应单元的污水停留时间3?30天，回流比I?50 ;
[0055]生物反应器内设有曝气装置。
[0056]MBR反应器及深度超滤反应器内设有回流泵及排泥泵；MBR反应器通过回流管及回流装置与SDN生物反应器的缺氧区的前端或好氧区的前端或生物反应器的前端连接，深度超滤反应器通过回流管及回流装置与SDN生物反应器的缺氧区的前端连接，MBR反应器出口经回用水管与回用浇渣水管连接，MBR反应器及深度超滤反应器均可采用由膜池、超滤膜组件、曝气系统、抽吸泵、化学清洗系统组成；
[0057]纳滤设备可采用由给水泵、管道混合器、保安过滤器、增压泵、循环泵、膜框架、纳滤膜组件、加药系统、清洗系统连接而成；纳滤膜组件置于膜框架内，纳滤膜组件可采用纳滤膜和承压膜壳。纳滤设备出口作为循环冷却水补充口，可经回用水管与循环冷却系统补充水入口连接。
[0058]处理污水时，含油污水与破乳剂甲、破乳剂乙经混合反应器充分混合反应，混合反应时间5?60min，有效提高隔油沉淀池中除油除渣效率。系统可根据污水含油量，选择性运行一级或两级气浮设备，保证出水含油低于5mg/L。采用SDN+MBR工艺，在垃圾渗滤液(氨氮1000-2000mg/L)生物脱氮处理中取得了较好的效果。该系统通过物化、生化及纳滤膜深度处理相结合的方式对页岩油干馏污水处理，去除其中石油类、高浓度氨氮物质、高浓度难降解有机物质等，从而保证MBR出水达到浇渣回用标准，纳滤膜系统出水满足《污水再生利用工程设计规范》(GB/T50335-2002)中“循环冷却系统补充水”标准要求。该系统进水有机物浓度高，可生化性差，COD和氨氮均高于2500mg/L，并含石油类物质，经处理系统出水水质稳定，满足回用要求，系统耐负荷冲击能力强，运行维护简便，可用于处理含油的高氨氮有机废水。
[0059]与现有技术相比上述实施例的处理系统，预处理部分在隔油沉淀池之前增加了混合反应器及加药系统，使油类破乳与泥渣絮凝，便于沉淀分离及浮出，提高油渣去除效率。气浮池采用两级串联，其中一级为涡凹气浮，二级为溶气气浮，使油渣逐渐去除，较好地发挥气浮设备作用。并且，省去汽提蒸氨塔或氨氮吹脱塔，并在生化单元用MBR反应器替代二沉池，通过生物技术完成脱氮过程，节约能耗，使脱氮更彻底，避免因汽提或吹脱尾气吸收造成的氨氮物质二次污染。提供增加回用水处理单元，对生化系统出水进一步深度处理，采用超滤和纳滤处理，解决了污水回用问题，系统性能稳定，节约水资源，减少排污，处理成本低。
[0060]综上所述，本实用新型实施例的处理系统将SDN生物反应器(即强化硝化生物反应器)与MBR结合，应用于氨氮浓度更高，碳氮比更低且可生化性差的页岩油干馏污水(氨氮2500mg/L以上，C/N = 0.5?5)处理领域，利用SDN生物反应器的水解酸化提高污水可生化性功能与高效硝化功能，以及MBR的膜过滤分离并截留活性微生物的强大功能，解决页岩油干馏高浓污水处理问题，实现中水回用问题，节约水资源，减少企业排污。
[0061]以上所述，仅为本实用新型较佳的【具体实施方式】，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本【技术领域】的技术人员在本实用新型披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
【权利要求】
1.一种页岩油干馏污水生化及深度处理系统，其特征在于，该系统包括: 除油预处理单元、强化硝化生物反应单元和深度处理单元；其中， 所述除油预处理单元设有进水口和出水口； 所述除油预处理单元的出水口与所述强化硝化生物反应器、深度处理单元顺次连接； 所述深度处理单元设有出水口。
2.根据权利要求1所述的页岩油干馏污水生化及深度处理系统，其特征在于，所述除油预处理单元包括: 混合反应器、隔油沉淀池和气浮池；其中， 所述混合反应器设有进水口和出水口； 所述混合反应器的出水口与所述隔油沉淀池和气浮池顺次连接； 所述气浮池设有出水口。
3.根据权利要求2所述的页岩油干馏污水生化及深度处理系统，其特征在于，所述混合反应器设有破乳剂甲和破乳剂乙投入口； 所述气浮池设有破乳剂甲和破乳剂乙投加口 ； 还包括:破乳剂甲和破乳剂乙投加装置、混合器； 所述混合反应器的破乳剂甲和破乳剂乙投入口经管路与所述破乳剂甲和破乳剂乙投加装置连接； 所述气浮池的破乳剂甲和破乳剂乙投加口经管路、所述混合器与所述破乳剂甲和破乳剂乙投加装置连接； 所述隔油沉淀池内设有油泥泵和刮泥及刮渣设备。
4.根据权利要求3所述的页岩油干馏污水生化及深度处理系统，其特征在于，所述气浮池由多级气浮设备串联或并联构成。
5.根据权利要求3或4所述的页岩油干馏污水生化及深度处理系统，其特征在于，所述气浮池采用由一级涡凹气浮与二级溶气气浮串联组成的两级气浮池。
6.根据权利要求1或2所述的页岩油干馏污水生化及深度处理系统，其特征在于，所述强化硝化生物反应单元包括: 强化硝化生物反应器和MBR反应器；其中， 所述强化硝化生物反应器与MBR反应器顺次连接； 所述MBR反应器设有出口。
7.根据权利要求6所述的页岩油干馏污水生化及深度处理系统，其特征在于，所述强化硝化生物反应器内分隔为顺次连接的缺氧区和好氧区，所述缺氧区内设有搅拌装置，所述好氧区内设有曝气装置，所述好氧区的末端与所述缺氧区的前端之间通过设置的回流管及设置在所述回流管上回流装置连接； 所述缺氧区设有调理剂加入口 ；所述好氧区设有调理剂加入口 ； 还包括:调理剂投加装置，所述调理剂投加装置与所述缺氧区的调理剂加入口连接；所述调理剂投加装置与所述好氧区的调理剂加入口连接；
8.根据权利要求6所述的页岩油干馏污水生化及深度处理系统，其特征在于，所述MBR反应器通过回流管和设置在回流管上的回流装置与所述强化硝化生物反应器的前端连接；所述MBR反应器的出口通过回用水管与回用浇渣水管连接。
9.根据权利要求1或2所述的页岩油干馏污水生化及深度处理系统，其特征在于，所述深度处理系统包括: 生物反应器、深度超滤反应器和纳滤设备； 所述生物反应器、深度超滤反应器和纳滤设备顺次连接； 所述生物反应器设有进水口； 所述纳滤设备设有出水口。
10.根据权利要求9所述的页岩油干馏污水生化及深度处理系统，其特征在于，所述深度超滤反应器通过回流管及回流装置与所述强化硝化生物反应器和生物反应器连接； 所述生物反应器内设有曝气装置，生物反应器设有调理剂加入口，与设置的调理剂投加装置连接； 所述纳滤设备的出 口作为循环冷却水补充入口。
【文档编号】C02F9/14GK203807296SQ201320859545
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2013年12月24日 优先权日:2013年12月24日
【发明者】姜安平, 李楠, 吴迪, 田芳, 朱勤鹏, 王潇楠 申请人:北京桑德环境工程有限公司