一种碱渣废水的处理方法和装置与流程

本发明涉及一种碱渣废水的处理方法和装置，特别是液化气在精制过程中产生的碱渣废水的处理方法和装置。

背景技术：

1、炼油碱渣废水是石油炼制过程中汽油、柴油液化气等碱洗精制时产生的一种高浓度碱性废液。炼油碱渣废水中含有大量酚、石油类、硫化物、硫醇、噻吩、环烷酸等有毒有害污染物，呈黑褐色，并带有恶臭气体，是一种典型的难降解工业废水。炼油碱渣废水排放量不大，占炼油废水总排放量的5％～10％，但其cod、酚类以及硫化物等污染物的排放量占污染物总排放量的20～50％。

2、碱渣废水来源不同，其污染物种类和浓度区别较大，有企业将各类碱渣废水混合放在一个储罐中储存后统一处理。焚烧法是国内外常用的碱渣废水处理方法，但其投资高、能耗大、存在二次污染，吨水处理成本400～500元/吨碱渣，且处理该种高盐废水对炉体的损害程度较大。目前国内应用较多的是中石化抚顺石油化工研究院的湿式氧化-sbr工艺，国内目前建成十余套装置，投资和运行成本均较高，运行费用200～300元/吨碱渣，有部分装置处于非正常运行状态。还有人采用预处理(回收粗酚和环烷酸)-生物处理-废气生物处理的工艺方法，该方法主体为生物处理，投资和运行成本相比前两种方法节省1/6和1/10以上，但该方法的缺点是预处理必须有合适的酸渣可供利用方选用，废水中的有用物质如环烷酸和粗酚也不便回收，杂质含量高需要精制。其中，预处理单元将碱渣废水的ph调节至2～4范围内，则在预处理过程中将无机硫化物菌转化为h2s，从液相转至气相中，这是cod大幅度降低的主要原因之一，但该做法一方面导致碱渣废水的盐含量大幅增加，另一方面也有些工程案例发现废气生物处理系统的ph低于4时，难以稳定运行，即该预处理过程对废气处理工艺造成的处理压力过大。部分炼化企业仍采用短期限流滴排进入含油、含盐污水处理系统或委托有危险废弃物处理资质的厂家进行处理。

3、因此，寻求适应性强，投资及运行成本较低、操作简便的碱渣废水处理方法在当前环保压力日益剧增的今天是十分迫切的。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种碱渣废水的处理方法和装置，该方法通过酸稀释和中和实现对碱渣废水含盐量与ph的控制，然后通过一级生物强化反应、快速沉降和二级生物强化反应处理碱渣废水，经处理后的碱渣废水的化学需氧量明显降低，进而消除其对后续生化或者其它处理工艺的影响。

2、为达到以上目的，第一方面，本发明提供一种碱渣废水的处理方法，包括以下步骤：

3、步骤1、中和，包括：将酸溶液与碱渣混合，得到碱渣废水；

4、步骤2、一级生物强化，包括：向碱渣废水中加入活性污泥和药剂，进行一级生物强化反应；

5、步骤3、快速沉降，包括：步骤2中反应后的碱渣废水通过快速沉降实现不完全分离得到上层液体和底部污泥，所述底部污泥返回步骤2进行一级生物强化；

6、步骤4、二级生物强化，包括：未分离完全的上层液体与其中残留的活性污泥和药剂进行二级生物强化反应，优选所述残留的活性污泥为所述一级生物强化的活性污泥总量的1/3～1/2。

7、作为本发明的具体实施方式，优选地，所述残留的药剂为所述一级生物强化的药剂总量的1/3～1/2，所述药剂的残留量是通过控制所述快速沉降时的沉降表面负荷为3～4.5m/h来实现的。

8、作为本发明的具体实施方式，优选地，步骤1中所述酸溶液是由工业用水与酸液静态混合，得到的稀释的酸溶液；进一步优选地，所述工业用水为生化达标废水，和/或所述酸液为浓硫酸，其浓度为98％，和/或所述碱渣废水的ph为8～10，电导率小于35000us/cm。

9、作为本发明的具体实施方式，优选地，所述工业用水cod≤60mg/l、电导率≤300us/cm，所述工业用水与所述酸液的混合比例依据所述碱渣废水的ph和电导率的要求进行调节。

10、作为本发明的具体实施方式，优选地，步骤2中所述药剂包括菌种活性保持剂和碱渣高效降解菌，进一步优选地，所述菌种活性保持剂含有c、n、p，且c、n、p的质量之比为50～100:1～5:1～5；和/或所述碱渣高效降解菌包括假单胞菌与赤球红菌的混合菌，假单胞菌与赤球红菌的质量之比为1～2:2～1，混合菌投加浓度为10～50mg/l。

11、具体的，碱渣高效降解菌是分离自碱渣得到的，用于碱渣废水的一级生物强化，具有高效和适应性强的优势；并且结合活性污泥和菌种活性保持剂可以有效地保持生物反应的活性。

12、作为本发明的具体实施方式，优选地，所述一级生物强化反应和所述二级生物强化反应分别独立地在曝气环境中进行；和/或所述酸稀释、所述中和、所述一级生物强化反应和所述二级生物强化反应分别独立地在密闭环境中进行；进一步优选地，所述一级生物强化反应的条件包括：污泥浓度4000～6000mg/l、溶解氧2～4mg/l、污泥回流比50～100％；所述二级生物强化反应的条件包括：污泥浓度2000～4000mg/l、溶解氧2～4mg/l。

13、作为本发明的具体实施方式，优选地，所述二级生物强化反应采用内循环曝气生物滤池工艺，该工艺通过隔离曝气技术和轻质高空腔率高比表面的特性生物填料构建好氧生物氧化床(生物填料床)，在曝气微气泡上升力的驱动下，在生物填料床的内部构成一个大流量内循环水流，处于循环水流中的中的生物填料床可利用污水自身的特性和接种驯化迅速培育出对该污水具备良好适应性的优势微生物相，形成专属性能好的生物氧化床，在长周期运行中辅之以高效气体滤床反冲洗专有技术维持生物相的活性，从而确保好氧生物氧化床的性能稳定。

14、作为本发明的具体实施方式，优选地，所述快速沉降的沉降表面负荷为3～4.5m/h。具体的，严格控制一级生物强化反应混合液沉降速度，以确保碱渣高效降解菌在液相与固相的分配比例。

15、为达到以上目的，第二方面，本发明提供一种碱渣废水的处理装置，用于上述的碱渣废水的处理方法，包括依次连通的酸稀释单元、中和单元、一级生物强化单元、快速沉降单元和二级生物强化单元。

16、具体的，酸稀释单元用于配制碱渣稀释用的酸性废水，中和单元用于中和碱渣，一级生物强化单元用于一级生物强化反应，快速沉降单元用于泥水的不完全分离，二级生物强化单元用于二级生物强化反应，

17、作为本发明的具体实施方式，优选地，所述酸稀释单元包括第一加药装置、一级管道静态混合器及工业用水管线，所述一级静态管道混合器分别与所述第一加药装置和所述工业用水管线连通。

18、作为本发明的具体实施方式，优选地，所述中和单元包括第二加药装置和二级管道静态混合器，所述二级管道静态混合器分别与所述第二加药装置和所述一级管道静态混合器连通。

19、具体的，本发明的碱渣废水的处理装置，通过两级管道静态混合器实现酸的稀释与碱渣的中和，控制废水含盐量与ph。

20、作为本发明的具体实施方式，优选地，所述一级生物强化单元包括曝气池、第三加药装置和第四加药装置，所述第三加药装置和所述第四加药装置均与曝气池连通，所述曝气池与所述二级管道静态混合器连通；和/或所述快速沉降单元包括快速沉降池和污泥回流泵，所述污泥回流泵两端分别与所述快速沉降池和所述曝气池连通以将所述快速沉降池内沉降的污泥回流至所述曝气池，所述快速沉降池与所述曝气池连通以使所述曝气池中泥水混合物直接溢流至所述快速沉降池进行快速沉降。

21、作为本发明的具体实施方式，优选地，所述二级生物强化单元包括内循环曝气生物滤池(以下简称生物滤池)、反洗排水池、反洗给水池、反洗给水泵和排泥泵；所述反洗给水泵连通所述反洗给水池与所述内循环曝气生物滤池并向所述内循环曝气生物滤池内供水；所述内循环曝气生物滤池与所述反洗排水池连通，以将反洗后污水自所述内循环曝气生物滤池导入所述反洗排水池；所述反洗排水池与所述反洗给水池连通以将所述反洗排水池中的反洗污水沉降后上清液导入所述反洗给水池，所述排泥泵与所述反洗排水池连通以将沉降后的污泥排出，特别是送入污泥处理系统。

22、相比现有技术，本发明提供的碱渣废水处理方法及装置的有益效果是：

23、第一，本发明提供的碱渣废水处理方法，首先通过酸溶液与碱渣的中和，控制碱渣废水的含盐量与ph，为生物强化反应提供最佳的生物强化反应环境；然后通过一级生物强化反应、快速沉降和二级生物强化反应处理碱渣废水，经处理后的碱渣废水的化学需氧量明显降低，进而消除其对后续生化或者其它处理工艺的影响。

24、第二，本发明提供的碱渣废水处理方法，一级生物强化反应、快速沉降和二级生物强化反应处理相互配合，一级生物强化反应因为投加了特殊菌种，对特定的有机物污染物具有较好的处理效果，快速沉降实现泥水(或者说菌水)的不完全分离，使未沉降的菌种流入二级生物强化反应池，因此即使二级生物强化反应池不投加菌种，仍能延续菌种的生物强化反应，进一步提高cod处理效率。

25、第三，本发明提供的碱渣废水处理方法，利用分离自碱渣得到的碱渣高效降解菌，结合活性污泥法，进行一级生物强化反应，并投加的菌种活性保持剂用以保持生物反应活性；严格控制一级生物强化反应混合液沉降速度，以确保碱渣高效降解菌在液相与固相的分配比例；未完全沉降的碱渣高效降解菌、活性污泥和菌种活性保持剂随碱渣废水流入内循环曝气生物滤池进行二级生物强化反应，以提高系统的处理效率。

26、第四，本发明提供的碱渣废水处理装置，通过两级管道静态混合器实现酸稀释与碱渣的中和，分别采用曝气池和内循环曝气生物滤池进行一级生物强化反应和二级生物强化反应。

27、综上所述，本发明提供的碱渣废水处理方法及装置能有效地去除碱渣废水中难降解有机物，全流程一次投加菌种，可实现两级生物强化反应，处理效率更高。同时，污泥排放量更低。经处理后的碱渣化学需氧量明显降低，进而消除碱渣废水对后续处理工艺的影响。