一种石油化工烟气脱硫脱硝污水的处理系统的制作方法

文档序号:12840953阅读:513来源:国知局

本实用新型涉及石油化工烟气脱硫脱硝污水处理领域,具体地,涉及一种石油化工烟气脱硫脱硝污水的处理系统。



背景技术:

石油化工企业生产中采用锅炉提供蒸汽,石油加工过程中采用催化裂化工艺生产轻质油,因此,石油化工企业产生大量富含硫氧化物(SOx)和氮氧化物(NOx)的烟气。为有效治理大气污染物,石化企业通过实施烟气脱硫脱硝工程,去除烟气中的SOx和NOx并达标排放。其中,湿法洗涤技术(脱硫)与臭氧氧化技术(脱硝)联用是石油化工烟气脱硫脱硝常用的技术路线。

湿法洗涤技术,用于同时脱除催化裂化烟气SOx和颗粒物。该工艺主要为湿法洗涤系统,使用碱性溶液作为吸收剂(洗涤液)。碱液作为脱硫剂和工艺水分别送往洗涤塔;浆液分别通过浆液循环泵和滤清模块泵打入洗涤塔循环,浆液在洗涤塔内通过喷嘴与从下而上的烟气进行逆向接触,充分的进行反应。湿气洗涤系统排出的脱硫废水中含有悬浮固体状的催化剂细颗粒,以及溶解态的亚硫酸盐和硫酸盐。

臭氧氧化技术是在烟气进入脱硫塔前,利用臭氧强制氧化烟气中的NO,使其转化为易溶于水的高价氮氧化物,然后在脱硫塔里,溶于水生成硝酸,并与脱硫塔循环浆液中的碱性物质反应生成盐类,从而达到脱硝的目的。这个反应很快并在碱性环境下进行,并且所吸收NOx的反应是不可逆的,可以清除掉烟气中几乎所有的NOx。

在上述烟气脱硫脱硝过程中,产生脱硫脱硝污水,污水的COD为0-130mg/L,氨氮含量为0-10mg/L,硝态氮含量为30-90mg/L,总氮含量为80-160mg/L,硫酸根含量为16000-24000mg/L,盐含量为20000-40000mg/L。

2015年4月,环保部颁布针对石化行业的排放新标准《石油炼制工业污染物排放标准(GB 31570-2015)》,对外排污水增加了总氮的限制性指标,要求总氮≤40mg/L;在国土开发密度已经较高、环境承载力开始减弱,或水环境容量较小、生态环境脆弱,容易发生严重水环境污染问题而需要采取特别保护措施的地区,要求总氮≤30mg/L。因此,必须对烟气脱硫脱硝污水进行脱氮处理。

石油化工烟气脱硫脱硝污水COD低,盐含量高,直接进入生化反应器,不仅COD含量难以维持微生物新陈代谢的需要,而且由于盐含量高造成生化处理效率低,甚至超出微生物的耐盐阈值而使生化反应器完全失效。

CN 105906039A(一种炼油催化剂含硫废水脱氮工艺及其应用)公开了先把炼油催化剂含硫废水进行脱硫预处理,再导入厌氧氨氧化和反硝化反应器,由该反应器中的厌氧氨氧化细菌和反硝化细菌去除亚硝酸盐氮、剩余氨氮和硝酸盐氮。

CN 103449604A(一种烟气湿法脱硫脱硝废水的脱氮处理方法)公开了通过向反硝化装置补加葡萄糖等有机物,使氯离子浓度10000mg/L、硫酸根离子浓度1000mg/L的废水出水硝态氮浓度降至2mg/L。

然而,上述技术中的硫酸盐含量均较低,且目前缺乏石油化工烟气脱硫脱硝污水的处理技术和处理装置。



技术实现要素:

本实用新型的目的是为了克服现有技术中的上述缺陷,提供一种石油化工烟气脱硫脱硝污水的处理系统,用于石油化工烟气脱硫脱硝过程中所产生污水的达标处理。

为了实现上述目的,本实用新型提供了一种石油化工烟气脱硫脱硝污水的处理系统,该系统包括依次连接的高压反应器、混合装置、尾气吸收装置和生物反应装置。

优选地,所述高压反应器包括污水进水口、臭氧进气口、双氧水注入口、塔内隔板、安全阀和出水口,所述污水进水口设置于所述高压反应器的底部,所述臭氧进气口和所述双氧水注入口分别设置于所述污水进水口的两侧,所述塔内隔板均匀交错排列设置于所述高压反应器的内部,所述安全阀设置于所述高压反应器的顶部,所述出水口设置于所述安全阀和最上方的塔内隔板之间。

优选地,所述塔内隔板的长度不小于所述高压反应器的半径。

优选地,所述塔内隔板的长度为所述高压反应器的直径的1/2-2/3。

优选地,设置在所述高压反应器同侧的相邻的塔内隔板之间的垂直距离为40-60cm。

优选地,所述高压反应器包括圆柱形塔体和用于封闭的上下两个半球形部分,最上方的塔内隔板与所述圆柱形塔体的顶端之间的垂直距离为30-40cm,最下方的塔内隔板与所述圆柱形塔体的底端之间的垂直距离为30-40cm。

优选地,所述污水进水口、所述臭氧进气口和所述双氧水注入口分别与各自的高压进料泵相连。

优选地,所述混合装置为管道混合器,所述管道混合器设置于所述高压反应器的出水口管道上。

优选地,所述系统还包括石油化工生产污水供应装置,用于将其中的石油化工生产污水供给至所述混合装置与所述高压反应器的出水进行混合。

优选地,所述石油化工生产污水供应装置为含油污水隔油装置或含油污水气浮装置,所述含油污水隔油装置或所述含油污水气浮装置的出水口与所述混合装置相连。

优选地,所述生物反应装置包括依次连接的缺氧反应器、一级好氧反应器和二级好氧反应器,所述尾气吸收装置与所述缺氧反应器相连。

优选地,所述缺氧反应器、所述一级好氧反应器和所述二级好氧反应器均为曝气生物滤池。

优选地,所述系统还包括污水回流装置,所述污水回流装置与所述二级好氧反应器的出口和所述缺氧反应器的入口相连,用于将所述二级好氧反应器的出水回流至所述缺氧反应器。

现有技术中采用生物脱氮装置处理的脱硫脱硝污水均不具有COD浓度低、氨氮浓度低、硫酸盐浓度高等特点,针对这些特点,本实用新型的发明人完成了本实用新型,其结合了石油化工企业的实际情况,充分优化污水处理系统各装置的功能,并利用企业内部的石油化工生产污水与石油化工烟气脱硫脱硝污水进行调配,达到烟气脱硫脱硝污水达标排放的目的。

本实用新型的石油化工烟气脱硫脱硝污水的处理系统,特别适用于硫酸盐含量较高的石油化工烟气脱硫脱硝污水的处理,使所处理的脱硫脱硝污水总氮达标排放。具体地,本实用新型具有以下优点:

(1)本实用新型的石油化工烟气脱硫脱硝污水的处理系统,将脱硫脱硝污水单独处理,避免了脱硫脱硝污水对企业现有污水厂的冲击;

(2)本实用新型的石油化工烟气脱硫脱硝污水的处理系统,耐高硫酸盐浓度,适合低COD浓度,并可间歇运行;

(3)使用本实用新型的石油化工烟气脱硫脱硝污水的处理系统处理污水,工艺流程短,出水稳定达标。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本实用新型的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型,但并不构成对本实用新型的限制。在附图中:

图1是本实用新型的石油化工烟气脱硫脱硝污水的处理系统的结构示意图。

附图标记说明

1为高压反应器,2为混合装置,3为尾气吸收装置,4为缺氧反应器,5为一级好氧反应器,6为二级好氧反应器,7为石油化工生产污水供应装置,8为污水回流装置,11为臭氧进气口,12为双氧水注入口,13为污水进水口,14为塔内隔板,15为安全阀,16为出水口,h1为最上方的塔内隔板与圆柱形塔体的顶端之间的垂直距离,h2为最下方的塔内隔板与圆柱形塔体的底端之间的垂直距离。

具体实施方式

以下将结合图1对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型,并不用于限制本实用新型。

在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值,这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说,各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间,以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围,这些数值范围应被视为在本文中具体公开。

在本实用新型中,在未作相反说明的情况下,使用的方位词如“上、下、左、右、顶部和底部”通常是指附图所示的上方、下方、左方、右方、顶部和底部。

如图1所示,本实用新型提供了一种石油化工烟气脱硫脱硝污水的处理系统,该系统包括依次连接的高压反应器1、混合装置2、尾气吸收装置3和生物反应装置。

本实用新型的石油化工烟气脱硫脱硝污水的处理系统中,优选情况下,高压反应器1包括污水进水口13、臭氧进气口11、双氧水注入口12、塔内隔板14、安全阀15和出水口16,污水进水口13设置于高压反应器1的底部,臭氧进气口11和双氧水注入口12分别设置于污水进水口13的两侧(其中,臭氧进气口11和双氧水注入口12优选均设置于高压反应器1的底部两侧),塔内隔板14均匀交错排列设置于高压反应器1的内部,安全阀15设置于高压反应器1的顶部,出水口16设置于安全阀15和最上方的塔内隔板14之间。

优选情况下,塔内隔板14的长度不小于高压反应器1的半径,进一步优选地,塔内隔板14的长度为高压反应器1直径的1/2-2/3。本领域技术人员应该理解的是,塔内隔板14可以为本领域常用的各种隔板,其长度的定义为本领域技术人员所熟知,例如塔内隔板14可以为弓形隔板,其长度为弓形隔板的高。

优选情况下,设置在高压反应器1同侧的相邻的塔内隔板14之间的垂直距离为40-60cm。由于塔内隔板14均匀交错排列设置于高压反应器1的内部,设置在高压反应器1中的相邻的塔内隔板14之间的垂直距离相等,且为20-30cm(即高压反应器1左侧设置的塔内隔板14与和其相邻的右侧设置的塔内隔板14之间的垂直距离为20-30cm)。

高压反应器1包括圆柱形塔体和用于封闭的上下两个半球形部分,优选情况下,最上方的塔内隔板14与圆柱形塔体的顶端之间的垂直距离h1不小于30cm,进一步优选为30-40cm。

优选情况下,最下方的塔内隔板14与圆柱形塔体的底端之间的垂直距离h2不小于30cm,进一步优选为30-40cm。

优选情况下,污水进水口13、臭氧进气口11和双氧水注入口12分别与各自的高压进料泵相连。

优选情况下,高压反应器1内的压力为0.5-2MPa,其中,如无特别说明,前述压力为表压。

本实用新型的石油化工烟气脱硫脱硝污水的处理系统中,本领域技术人员应该理解的是,在高压反应器1中发生臭氧催化氧化反应。

本实用新型的石油化工烟气脱硫脱硝污水的处理系统中,优选情况下,混合装置2为管道混合器,所述管道混合器设置于高压反应器1的出水口管道上。其中,高压反应器1的出水由出水口16进入混合装置2如管道混合器。

本实用新型的石油化工烟气脱硫脱硝污水的处理系统中,优选情况下,所述系统还包括石油化工生产污水供应装置7,用于将其中的石油化工生产污水供给至所述混合装置2与所述高压反应器1的出水进行混合。

其中,石油化工烟气脱硫脱硝污水与石油化工生产污水在管道混合器中充分混合,石油化工烟气脱硫脱硝污水与石油化工生产污水的流量比值可以为1:1-1:2。所述的石油化工生产污水优选为含盐污水或含油污水,进一步优选为含油污水。

优选情况下,所述石油化工生产污水供应装置7为含油污水隔油装置或含油污水气浮装置,所述含油污水隔油装置或所述含油污水气浮装置的出水口与混合装置2相连(即所述石油化工生产污水为所述含油污水隔油装置或所述含油污水气浮装置的出水)。其中,所述含油污水的COD为500-1000mg/L,总氮含量为10-40mg/L,电导率为400-1000μs/cm。

本实用新型的石油化工烟气脱硫脱硝污水的处理系统中,对于尾气吸收装置3没有特别的限定,只要能够除去残留的臭氧即可,优选情况下,尾气吸收装置3为尾气吹托吸收装置。其结构为本领域技术人员所熟知,在此不再赘述。

本实用新型的石油化工烟气脱硫脱硝污水的处理系统中,优选情况下,高压反应器1的本体、与高压反应器1相连接的各部件和阀门、混合装置2、尾气吸收装置3、以及从高压反应器1到尾气吸收装置3之间的管道,均采用不锈钢304材质。

本实用新型的石油化工烟气脱硫脱硝污水的处理系统中,优选情况下,所述生物反应装置包括依次连接的缺氧反应器4、一级好氧反应器5和二级好氧反应器6,所述尾气吸收装置3与所述缺氧反应器4相连。

优选情况下,缺氧反应器4、一级好氧反应器5、二级好氧反应器6均为生物膜反应器,进一步优选均为固定式生物膜反应器,更进一步优选均为曝气生物滤池(BAF)。污水依次流经缺氧反应器4、一级好氧反应器5、二级好氧反应器6。

本实用新型的石油化工烟气脱硫脱硝污水的处理系统中,优选情况下,所述系统还包括污水回流装置8,所述污水回流装置8与所述二级好氧反应器6的出口和所述缺氧反应器4的入口相连,用于将所述二级好氧反应器6的出水回流至所述缺氧反应器4。其中,污水回流装置8可以为回流泵。也就是说,在二级好氧反应器6的出口处设置有污水回流装置8,将污水回流至缺氧反应器4,回流比(即为回流部分的流量与缺氧反应器4入口流量的比值)可以为100%-300%。其中,污水在缺氧反应器4中的停留时间可以为1-4h,在一级好氧反应器5中的停留时间可以为2-8h,在二级好氧反应器6中的停留时间可以为2-8h。

其中,采用本实用新型的石油化工烟气脱硫脱硝污水的处理系统处理石油化工烟气脱硫脱硝污水的流程包括:石油化工烟气脱硫脱硝污水依次流经高压反应器1、混合装置2、尾气吸收装置3和生物反应装置,其中,石油化工烟气脱硫脱硝污水进入高压反应器1中与臭氧和双氧水进行反应,得到的出水从高压反应器1的出水口16进入设置于高压反应器1的出水口管道上的混合装置2,在混合装置2中与石油化工生产污水供应装置7供给的含油污水按特定流量比进行混合。混合污水经尾气吸收装置3除去其中残留的臭氧之后,依次流经缺氧反应器4、一级好氧反应器5和二级好氧反应器6,二级好氧反应器6的出水以特定的回流比回流至缺氧反应器4中。经本实用新型的系统的前述处理后,出水的总氮含量≤30mg/L,满足污水排放的相关标准。

具体的,如图1所示,本实用新型提供了一种石油化工烟气脱硫脱硝污水的处理系统,该系统包括依次连接的高压反应器1、混合装置2、尾气吸收装置3、生物反应装置、石油化工生产污水供应装置7和污水回流装置8。

其中,高压反应器1包括圆柱形塔体、用于封闭的上下两个半球形部分、污水进水口13、臭氧进气口11、双氧水注入口12、塔内隔板14、安全阀15和出水口16,污水进水口13设置于高压反应器1的底部,臭氧进气口11和双氧水注入口12分别设置于污水进水口13的两侧,塔内隔板14均匀交错排列设置于高压反应器1的内部,安全阀15设置于高压反应器1的顶部,出水口16设置于安全阀15和最上方的塔内隔板14之间。塔内隔板14的长度为高压反应器1直径的3/5,设置在高压反应器1同侧的相邻的塔内隔板14之间的垂直距离为50cm,最上方的塔内隔板14与圆柱形塔体的顶端之间的垂直距离h1为35cm,最下方的塔内隔板14与圆柱形塔体的底端之间的垂直距离h2为35cm。污水进水口13、臭氧进气口11和双氧水注入口12分别与各自的高压进料泵相连,高压反应器1内的压力为1MPa。

其中,混合装置2为管道混合器,所述管道混合器设置于高压反应器1的出水口管道上。

其中,石油化工生产污水供应装置7为含油污水隔油装置,所述含油污水隔油装置的出水口与混合装置2相连,用于将出水供给至所述混合装置2与所述高压反应器1的出水进行混合。

其中,生物反应装置包括依次连接的缺氧反应器4、一级好氧反应器5和二级好氧反应器6,所述尾气吸收装置3与所述缺氧反应器4相连,且缺氧反应器4、一级好氧反应器5、二级好氧反应器6均为曝气生物滤池。

其中,污水回流装置8与所述二级好氧反应器6的出口和所述缺氧反应器4的入口相连,用于将所述二级好氧反应器6的出水回流至缺氧反应器4。

待处理的石油化工烟气脱硫脱硝污水,COD为50mg/L,氨氮含量为2mg/L,硝态氮含量为42mg/L,总氮含量为96mg/L,硫酸根含量为18432mg/L,盐含量为32158mg/L。前述石油化工烟气脱硫脱硝污水进入高压反应器1中与从臭氧进气口11通入的臭氧和从双氧水注入口12通入的双氧水反应,得到的出水从高压反应器1的出水口16进入管道混合器中,与含油污水隔油装置的出水(即含油污水)以流量比1:1进行混合,其中,含油污水的COD为630mg/L,氨氮含量为18mg/L,硝态氮含量为1mg/L,总氮含量为25mg/L,电导率为560μs/cm。混合污水经尾气吸收装置3除去其中残留的臭氧之后,进入缺氧反应器4,停留时间为2h;然后进入一级好氧反应器5和二级好氧反应器6,在一级好氧反应器5和二级好氧反应器6中的停留时间分别为3h和3h。污水回流比为200%。经过该污水处理系统处理后,出水的COD为45mg/L,总氮含量为27mg/L。

以上详细描述了本实用新型的优选实施方式,但是,本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节,在本实用新型的技术构思范围内,可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型,这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。

另外需要说明的是,在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征,在不矛盾的情况下,可以通过任何合适的方式进行组合,为了避免不必要的重复,本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外,本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合,只要其不违背本实用新型的思想,其同样应当视为本实用新型所公开的内容。

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